المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 بادبادن‌ها را بکشيد! 
بادبادن‌ها را بکشيد! زنگ تفريح فيزيك
آیا تا به حال کشتی های بادبانی را دیده اید که بدون کمک موتور کار می کنند؟ در واقع شما شاهد قدرت باد هستید. اما سرعت گرفتن از باد به تحت کنترل درآوردن آن بستگی دارد.

 

مفاهیم کلیدی: مهندسی، فشار، فیزیک



مقدمه

آیا تا به حال کشتی های بادبانی را دیده اید که بدون کمک موتور کار می کنند؟ در واقع شما شاهد قدرت باد هستید. اما سرعت گرفتن از باد به تحت کنترل درآوردن آن بستگی دارد. کمی دانش در مورد کارکرد فشار می تواند به شما در طراحی قایقی بهتر کمک کند. پس می توانید بادبان های مختلف را در یک مسابقه ی قایق رانی امتحان کنید.


پیش زمینه:
 هوا از ذرات کوچکی به نام مولکول تشکیل شده است. زمانی که دست خود را فوت می کنید، بادی را حس می کنید چون مولکول های هوا را با نفس خود هل می دهید. نیرویی را که مولکول های هوا به سطح اجسام وارد می کند در اصطلاح علمی فشار می گویند. در این آزمایش شما خواهید دید که فشار هوا چگونه اجسام به حرکت درمی آورد.

 


 

 


مواد و وسایل مورد نیاز:
وسیله ای برای ساختن حداقل دو قایق مشابه مانند فویل آلومینیوم یا ظرف یکبار مصرف
وسیله ای برای ساختن حداقل دو بادبان مشابه مانند کاغذ
آبراهی طولانی و مستقیم برای مسیر مسابقه (لوله پلاستیکی، وان حمام یا استخر)
نی
چوب بستنی
نوار چسب
قیچی
آب برای پر کردن مسیر مسابقه (در صورت نیاز)
فردی به عنوان داور
مکانی بدون باد
ساعت کرونومتر

 


آماده سازی:
حداقل دو قایق کاملاً مشابه با موادی که ضد آب و سبک هستند یسازید، مانند فویل آلومینیوم. به نظر شما چرا قایق باید سبک باشد؟ چرا آن ها باید مشابه هم باشند؟
سپس برای ساختن دکل نی ها و چوب بستنی ها را با نوار چسب به صورت عمودی به قایق بچسبانید. هر قایق باید یک دکل داشته باشد.
حال زمان طراحی بادبان است. چه اشکالی ممکن است کمک کند تا قایق سریع تر حرکت کند؟
برای هر قایق یک تکه کاغذ ببرید تا به عنوان بادبان عمل کند. این بار نیازی نیست تا بادبان ها مشابه هم باشند. در واقع اشکال مختلف را امتحان کنید تا ببینید کدام از همه بهتر است.

 


 


 

با دقت دو انتهای بادبان را سوراخ کنید و به آرامی بادبان را درون دکل قرار دهید.
قایق ها را به شکلی که دوست دارید تزیین کنید. (اختیاری)
مسیر مسابقه را آماده کنید و برای رقابت آماده شوید.


روش کار:
اولین قایق را روی خط شروع قرار دهید و آماده باشید تا با استفاده از نی بادبان قایق را فوت کنید. به نظر شما چرا برای این آزمایش باید جایی بدون باد پیدا کرد؟
زمانی که داور اجازه ی حرکت داد، باید کرونومتر را بزند و شما شروع به فوت کردن کنید. قایق را در طول مسیر دنبال کنید و همین طور که می روید به روی بادبان فوت کنید اما از نی برای هل دادن قایق استفاده نکنید. زمانی که قایق به انتهای مسیر تعیین شده رسید و از خط پایان عبور کرد می بایستی داور کرونومتر را متوقف کند. چه مدت طول کشید تا قایق به انتهای مسیر برسد؟ چند بار ازدرون نی فوت کردید؟ آیا قایق شما به آسانی حرکت کرد؟
سپس نوبت قایق دوم است تا آن را امتحان کنید. بعد از اینکه استراحت کردید و نفس گرفتید آزمایش را ادامه دهید. کدام قایق سریع تر به خط پایان رسید؟ آیا دو قایق متفاوت از هم حرکت می کردند؟

 


 

 


آزمایش های تکمیلی:
شما می توانید با دوستان یا اعضای خانواده مسابقه دهید.اگر دو مسیر مشابه هم برای انجام مسابقه ندارید می توانید هر کدام در یک مسیر مسابقه دهید و زمان را با کرونومتر اندازه بگیرید تا ببینید چه کسی زودتر از همه به خط پایان رسیده است. چه متغیر هایی به غیر از طراحی بادبان یا قایق می تواند در مسابقه با فرد دیگر اثرگذار باشد؟

 




اندازه ی بادبان چه تأثیری روی سرعت آن  می گذارد؟ آزمایش را با قایق هایی با اندازه های مختلف بادبان اما یک شکل امتحان کنید. کدام بادبان بهتر بود؟ چرا؟
چقدر سریع می توانید قایق خود را حرکت دهید؟ بادبان هایی با شکل، جنس و اندازه های مختلف را امتحان کنید. کدام ترکیبی از شکل، مواد و اندازه بهترین بود؟

 


مشاهدات و نتیجه گیری:
فشار هوا قایق را به حرکت در می آورد زیرا نیرو در یک طرف قایق بیشتر از طرف دیگر آن می شود. هر چه محکم تر فوت کنید، مولکول های هوا سریع تر حرکت می کنند و در نتیجه فشار بیشتری به بادبان قایق وارد می کنید. نفس شما همان عملی را انجام می دهد که باد برای قایق های بادی واقعی انجام می دهد.


منابع مفيد:

فشار هوا  - انرژي باداصل پاسکال  - هيدروليکفيزيک در سينک - اثر برنولي - توپ پينگ پونگ معلق - حجم بيشتر

1393/7/2لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  2526
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  2526