ابزار وبمستر

این کوشش علمی سرگرم کننده وقتی شما صفحات یک کتاب علمی قدیمی را ورق می زنید ممکن است به سادگی به چشم آید . چقدر می تواند چند تا شمع که به یک اهرم متصل شده اند ممکن است جالب به نظر آید ؟به یکی از گنجینه های این کتاب نگاه نکنید . به جای آن طراحی به روز شده این آزمایش می تواند قسمت جالب گزارش شما باشد .

به چه چیز نیاز داریم

• 2 عدد  لیوان پلاستیکی
• 2 عدد نی
• 3 عدد گیره کاغذی
• 2 عدد شمع تولد
• کبریت
• 1 عدد پونز
• 1 عدد خط کش

چه کار باید بکنیم

1-    با سر یک قیچی سوراخی در مرکز ته یک لیوان پلاستیکی کوچک ایجاد کنید .سوراخ باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا یکی از نی ها از درون آن رد شود .

2-    وقتی سوراخ در لیوان ایجاد شد ْ انتهای نی را از آن رد کنید . لیوان را سر و ته کنید و آن را در یک سطح صاف به صورت پایدار قرار دهید .

3-    با استفاده از یک خط کش ْ وسط یک نی را پیدا کنید . وقتی وسط آن را پیدا کردید سوراخی در آن ایجاد کنید که از طرف دیگر آن نیز سوراخ ایجاد شود . سعی کنید که سطح تراز سوراخ ها یکسان باشد .

4-    با استفاده از یک گیره کاغذ یک حلقه خارجی کوچک ایجاد کنید که تقریبا راست باشد . انتهای قسمت راست شده را به سمت بالا خم کنید. شکل نهایی مانند حرف L بوده که به حرف  Jچسبیده باشد .

5-    قسمت خم شده L شکل را به داخل نی فرو کنید  که قبلا سوراخ ها را در آن ایجاد کرده اید . طوری اینکار را انجام دهید که نی در ته قسمت L قرار گیرد .

6-    حال قسمت J گیره کاغذ خم شده را به بالای نی که در داخل لیوان قرار دارد فرو کنید . دستگاه شما اکنون مانند الاکلنگ به نظر می رسد .

7-    در دو انتهای نی دو شمع یکسان  با قطر مناسب فرو کرده و برای اینکه سر جای خود محکم شود از دو گیره کاغذ جداگانه استفاده کنید .

8-    با جابجا کردن شمع ها نی را به وضعیت  کاملا متعادل در آورید .

9-    باقیمانده کار گذاشتن روزنامه در زیر شمع ها برای جمع آوری قطرات آن است .

10-مطمئن شوید که الاکلنگ کاملا متعادل باشد و ابتدا به اولین سوال بپردازید که چه اتفاقی خواهد افتاد وقتی یکی از  شمع ها روشن شود ؟ به هر فرد فرصتی دهید تا گمانه خود را ارائه نماید .شروع کنید و شمع ها را روشن کند و آنچه اتفاق می افتد را بررسی کنید .

11- حال سوال دوم این است که اگر شمع دوم روشن شود چه اتفاقی می افتد ؟ بعد از 15 ثانیه شمع شروع به بالا و پایین رفتن می کند و حرکت الاکلنگی شروع می گردد .همانگونه که زمان می گذرد حرکت پیچشی نی بیشتر و بیشتر می شود و ممکن است  چرخش کامل صورت گیرد . ممکن است تعدادی از افراد بی اختیار تشویق نمایند و بعضی ها نیز تعجب در صورتشان ظاهر گردد

چگونه کار می کند

بیایید برای شروع با فکر کردن به الاکلنگ که با آن به عنوان یک نوجوان بازی می کنید فکر کنیم  . الاکلنگ فقط  یک اسباب بازی تفریحی نیست – آن نمونه ای از ماشین ساده است .در فیزیک ، ماشین های ساده دستگاه هایی هستند که با آنها انجام دادن کار ساده است . اهرم نمونه ای از یک ماشین ساده است .یک اهرم یک میله راست یا صفحه است  که بر روی یک نقطه ایستا که به آن تکیه گاه می گوییم بالا و پایین می رود . اهرم ها غالبا برای بالا بردن بارهای سنگین  استفاده می گردند . یک الاکلنگ ، یک بیل مکانیکی ، چوب ماهیگیری ، یک جفت قیچی ، چوب بیس بال و چرخ دستی همگی نمونه هایی از اهرم هستند .

آنچه یک الاکلنگ بازی را  سرگرم کننده می نماید تغییر جرم ها (یا بارهای سنگین ) در هر انتهای میله است . با این وجود ، بر خلاف الاکلنگ شمعی ما ، الاکلنگ با کمک نیروی هل دادن پاها به بالا و پایین می رود .. از آنجا که شمع ها پا ندارند توضیح دیگری مورد نیاز هست .

همانگونه که ممکن است حدس زده باشید ، قسمتی از راز الاکلنگ شمعی در واقع در نام آن نهفته است (ریختن قطرات شمع) . حرکت چرخشی الاکلنگ شمعی از تغییر جرم شمع ها به دست می آید – انرژی پتانسیل که به انرژی جنبشی چرخشی تبدیل می شود . در هنگامی که همه چیز مرتب به نظر می آید ، گذاشتن یک روزنامه برای جمع کردن پارافین شمع ها کلید فهم اینکه چگونه کار می کند است . بالاتر از آن شما متوجه هستید که شمع ها که شروع به ریزش قطرات پارافین می کنند که با انجام این امر آنها انرژی پتانسیل از  دست می دهند. اگر هر دو شمع با روند یکسانی به ریزش پارافین ادامه دهند حرکتی به وجود نخواهد آمد ولی این امر اتفاق خواهد افتاد اگر هر دو شمع اینکار را همزمان انجام دهند . وقتی شمع سنگین تر به سمت پایین حرکت کند ، شعله زاویه دار آن موجب ذوب شدن بیشتر آن و در نتیجه ریزش بیشتر خواهد شد .وقتی که شمعی دارای ریزش قطرات است به اندازه کافی جرم از دست داد، آن  همچنین انرژی پتانسیل از دست خواهد داد و به سمت بالا حرکت خواهد کرد (مانند الاکلنگ ). حال شمع موجود در انتهای دیگر به سمت پایین حرکت می کند و شعله زاویه دار آن پارافین شمع  را ذوب خواهد کرد که بر روی روزنامه می ریزد و الاکلنگ به حرکت دوباره خود بازمی گردد .

یک مشاهده گر دقیق به سرعت  اشاره خواهد داشت ارتفاع پیچش (که به آن دامنه نوسان می گویند ) در هر چرخه افزایش می یابد .سرانجام انرژی جنبشی به اندازه کافی بزرگ خواهد بود که چرخش کامل را ایجاد کند .

کوشش های علمی در پیوند :