Παίζοντας με τις Φυσικές Επιστήμες

17/03/2024

Λίστα πειραμάτων

Πιάσε το χαρτονόμισμα

Πολλά ατυχήματα στους δρόμους οφείλονται στις μεγάλες ταχύτητες και στη μη τήρηση των κατάλληλων αποστάσεων από τα υπόλοιπα οχήματα που κινούνται μπροστά από το δικό μας. Οι περισσότεροι από εμάς μπορεί να θεωρούν ότι αν συμβεί κάτι ξαφνικό θα μπορέσουν να αντιδράσουν ακαριαία και να το αποφύγουν. Είναι όμως έτσι τα πράγματα; Μήπως ο ίδιος ο τρόπος που λειτουργούν ο εγκέφαλός μας και οι αισθήσεις μας θέτουν κάποιους περιορισμούς στην ταχύτητα των αντιδράσεών μας;

Κράτα κατακόρυφα ένα (κολλαριστό) χαρτονόμισμα των 5€ ανάμεσα στα ανοικτά δάκτυλα (αντίχειρα και δείκτη) ενός φίλου σου, έτσι ώστε το μέσο του χαρτονομίσματος να βρίσκεται ανάμεσα στα δάκτυλα. Προκάλεσε τον φίλο σου να το πιάσει αφού πρώτα εσύ το αφή σεις. Τι παρατηρείς; Γιατί; Δίνεται ότι ο χρόνος που απαιτείται για τη μεταβίβαση οπτικού ερεθίσματος από τα μάτια στον εγκέφαλο και από εκεί στα δάκτυλα είναι τουλάχιστον 1/7 του δευτερολέπτου. Επιχείρησε το ίδιο πείραμα με έναν χάρακα των 30 cm. Μπορείς να προτείνεις έναν τρόπο να αξιοποιήσεις τον χάρακα για να μετράς τον χρόνο αντίδρασης των φίλων σου (των συμμαθητών) σου;

  1. Ένα κολλαριστό χαρτονόμισμα
  2. Ένα χάρακα (όσο πιο μεγάλο το μήκος του τόσο καλύτερα), ή μια μεζούρα
  3. Ένα χρονόμετρο

Ανακάλυψε τον επιστήμονα που κρύβεις μέσα σου

   Μερικές από τις πιο παραγωγικές ιδέες στην ιστορία των επιστημών γεννήθηκαν όταν κάποιος/α σκέφτηκε να μελετήσει τη συμπεριφορά αντικειμένων του περιβάλλοντος κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. Ο Γαλιλαίος για παράδειγμα, ο οποίος θεωρείται ο πατέρας της σύγχρονης φυσικής επιστήμης, μελέτησε πώς συμπεριφέρονται μερικές μπάλες σε διάφορες συνθήκες. Μήπως κρύβεις μέσα σου έναν/μία επιστήμονα πρώτου μεγέθους; Προσπάθησε να επαναλάβεις κι εσύ μερικά από τα πειράματα του διάσημου Ιταλού επιστήμονα της Αναγέννησης!

  1. Δύο μπάλες διαφορετικού βάρους
  2. Ένα κεκλιμένο επίπεδο (ένα φαρδύ και μακρύ ξύλο, η επιφάνεια ενός τραπεζιού)
  3. Ένα χρονόμετρο
  4. Δύο κομμάτια σπάγκου (περίπου 1 μ. το καθένα)

Ρίξε δυο μπάλες διαφορετικού βάρους και διαφορετικού μεγέθους απο το ίδιο ύψος: Ποια φτάνει πρώτη στο έδαφος;

Άφησε τες να κυλήσουν μαζί, από το ίδιο ύψος, πάνω σε κεκλιμένο τραπέζι:

Ποια μπάλα φτάνει πρώτη στην άλλη άκρη του τραπεζιού;

Βρες έναν τρόπο να κρεμάσεις τις δύο μπάλες με σπάγκους ίσου μήκους. Μετατόπισε από την κατακόρυφο τις δύο μπάλες κατά την ίδια γωνία και άφησέ τες να αιωρηθούν ελεύθερα: Ποια μπάλα επιστρέφει πιο γρήγορα στην αρχική της θέση;

Γράψε τις παρατηρήσεις σου.

Προσπάθησε να εξηγήσεις όλες τις παρατηρήσεις σου και να καταγράψεις συστηματικά τα συμπεράσματα σου.

Φτιάξε ένα πυκνόμετρο

   Κατά τη διάρκεια του χειμώνα πολλά σπίτια χρησιμοποιούν πετρέλαιο θέρμανσης για να ζεσταθούν. Η ελληνική πολιτεία, για κοινωνικούς λόγους, προσφέρει το πετρέλαιο θέρμανσης σε χαμηλότερη τιμή από ό,τι το πετρέλαιο κίνησης. Αυτό έχει ως συνέπεια κάποιοι επιτήδειοι να επιχειρούν να νοθεύσουν το ακριβότερο πετρέλαιο κίνησης με το φθηνότερο πετρέλαιο θέρμανσης. Αν θεωρήσουμε ότι τα δύο προϊόντα έχουν ελαφρώς διαφορετικές πυκνότητες πώς θα μπορούσαμε να διαπιστώσουμε αν το πετρέλαιο κίνησης που χρησιμοποιούμε στο αυτοκίνητό μας είναι νοθευμένο ή όχι; Θα μπορούσες να φτιάξεις ένα «πυκνόμετρο» (κοίτα ενδεικτικά στο σχήμα) με υλικά που θα βρεις στο σπίτι σου;

   Έχοντας φτιάξει το πυκνόμετρό σου, ταξινόμησε τις πυκνότητες πέντε διαφορετικών υγρών που έχετε στο σπίτι. Πώς λειτουργεί το πυκνόμετρό σου; Πώς θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί, θεωρώντας ότι έχει αποκτήσει την κατάλληλη ακρίβεια, για να διαπιστώσεις αν το πετρέλαιο κίνησης που χρησιμοποιείτε στο αυτοκίνητο είναι νοθευμένο;

Οδηγίες – Παρατηρήσεις 

  • Αν το καλαμάκι είναι σπαστό, κόβουμε το μέρος που διπλώνει για να έχουμε ακρίβεια στις μετρήσεις.
  • Το πυκνόμετρο πρέπει να βαθμονομηθεί, δηλαδή να έχει μία κλίμακα με τιμές πυκνότητας.
  • Εφόσον χρησιμοποιούμε συχνά το πυκνόμετρο, θα ήταν καλό να το ελέγχουμε τακτικά, ώστε αφενός το καλαμάκι να είναι σε καλή κατάσταση και αφετέρου να μην έχει πάρει μέσα του υγρό.
  1. 1 καλαμάκι, πλαστελίνη,
  2. 1 πλαστικό μπουκάλι 1,5 λίτρου,
  3. 1 ψαλίδι,
  4. Ανεξίτηλοι μαρκαδόροι διαφόρων χρωμάτων.
  1. Κόβουμε το μπουκάλι πάνω από τη μέση με το ψαλίδι και χύνουμε μεσάτου νερό.
  2. Φτιάχνουμε μια μπαλίτσα πλαστελίνης και βυθίζουμε σε αυτήν το καλαμάκι.
  3. Βυθίζουμε το καλαμάκι με τη πλαστελίνη στο δοχείο με το νερό.
  4. Φροντίζουμε ώστε ένα μεγάλο μέρος από το καλαμάκι να είναι βυθισμένο στο νερό. Ελέγχουμε την πλευστότητά του προσθέτοντας ή αφαιρώντας πλαστελίνη.
  5. Σημειώνουμε στο καλαμάκι το σημείο που βρίσκεται η στάθμη του νερού.
  6. Βυθίζουμε το καλαμάκι σε άλλα υγρά όπως λάδι, πετρέλαιο, γάλα, οινόπνευμα και σημειώνουμε κάθε φορά τη στάθμη πάνω στο καλαμάκι με μαρκαδόρο διαφορετικού χρώματος.

   Ανάλογα με το υγρό που ρίχνουμε στο δοχείο, το καλαμάκι ανυψώνεται ή καταβυθίζεται ελαφρά.

   Μόλις φτιάξαμε ένα πυκνόμετρο, δηλαδή ένα όργανο που μετρά την πυκνότητα ενός υγρού. Όταν ένα υγρό είναι πολύ πυκνό, τότε η άνωση είναι μεγάλη και το καλαμάκι ανυψώνεται. Όταν το υγρό είναι αραιό, η άνωση είναι μικρότερη και το καλαμάκι καταβυθίζεται.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.