١٠ تجارب ورقية وأعلام منزلية تشرح الرفع والاحتكاك وضغط الهواء للأطفال
الورقتان اللتان تتقاربان
ضع ورقتين متوازيتين واترك بينهما فراغًا صغيرًا ثم انفخ في الفراغ. ستقتربان بدل أن تتباعدا؛ لأن الهواء المتحرك أسرع يجعل ضغطه أقل من ضغط الهواء الساكن خلف الورقتين. هذه هي الفكرة نفسها التي يقوم عليها مبدأ برنولي.
- المبدأ:
- برنولي
المصدر: مبدأ برنولي
شريط ورقي يرتفع بالنفخ فوقه
أمسك شريطًا ورقيًا تحت شفتيك وانفخ فوق سطحه. يرتفع الشريط نحو الأعلى لأن الهواء فوقه صار أسرع وضغطه أقل، فيدفعه الهواء الساكن تحته. يعتمد المبدأ نفسه الذي يفسر حركة الهواء حول الأجنحة.
- المبدأ:
- برنولي
المصدر: مبدأ برنولي
جناح ورقي منحنٍ يوضح الرفع
اطوِ ورقة بحيث يكون سطحها العلوي منحنيًا والسفلي مستويًا تقريبًا، ثم انفخ عليها. الشعور بأنها تُرفع لأعلى يشبه ما يحدث لجناح الطائرة: الهواء ينساب أسرع فوق السطح المنحني فيقل ضغطه، بينما يبقى الضغط أكبر أسفله.
- التطبيق:
- رفع الطائرات
المصدر: مبدأ برنولي
مرذاذ من ورق
لف ورقة على شكل أنبوب يضيق عند طرفه، وضع الطرف الضيق قرب سطح ماء في كوب ثم انفخ بقوة من الطرف الواسع. يتناثر الماء على شكل رذاذ لأن الهواء المتسارع عند الضيق يخفض الضغط على السطح، كما تعمل زجاجات العطور.
- الفكرة:
- انخفاض الضغط مع السرعة
المصدر: مبدأ برنولي
طائرة ورقية وتجربة السحب
اصنع طائرة ورقية بسيطة، ثم غيّر طيات الجناحين قليلًا وقارن مسافة الانزلاق. توضح الطائرة الورقية كيف تقاوم أجنحتها الهواء وتتأثر بمعامل السحب، وهي الطريقة نفسها التي استخدمها رواد الطيران لاختبار الأفكار قبل بناء طائرات أكبر.
- المفهوم:
- السحب الهوائي
المصدر: طائرة ورقية
الكوب المقلوب والورقة
املأ كوبًا بالماء حتى حافته، غطّه بورقة مقواة، اقلبه بثبات ثم ارفع يدك عن الورقة. تبقى الورقة والماء في مكانهما لأن الضغط الجوي يدفع الورقة من الأسفل بقوة تفوق وزن الماء. هذه التجربة تجعل ضغط الهواء مرئيًا.
- المفهوم:
- الضغط الجوي
المصدر: ضغط
الصحيفة والمسطرة
افرد صحيفة ورقية على طاولة وضع تحتها مسطرة يبرز طرفها للخارج. اضرب الطرف البارز بسرعة. ستجد مقاومة كبيرة لأن الهواء يضغط على مساحة الصحيفة الواسعة من الأعلى، فيصعب رفعها فجأة. هذا توضيح لقوة الضغط الجوي.
- العامل:
- مساحة السطح
المصدر: ضغط
علم ورقي يرفرف
قص علمًا من الورق وثبته على عود رفيع ولوّح به أو انفخ عليه. يتغير شكل الورقة بحسب حركة الهواء، وكلما كبرت مساحتها شعرت بقوة أكبر على يدك. العلاقة هنا هي أن القوة تساوي الضغط مضروبًا في المساحة، كما تعرضها معادلة الضغط.
- المعادلة:
- القوة = الضغط × المساحة
المصدر: ضغط
بالون ورقي بالهواء الساخن
اصنع كيسًا ورقيًا خفيفًا وعلّقه فوق مصدر حرارة آمن بوجود شخص بالغ. يسخن الهواء داخل الكيس فيتمدد ويقل وزنه مقارنة بالهواء المحيط، فيرتفع الكيس ببطء. هذه هي فكرة بالون الهواء الساخن الذي صُنع أول مرة عام ١٧٨٣.
- السنة:
- ١٧٨٣
المصدر: منطاد
ورقة وقلم رصاص: لماذا يثقب الطرف المدبب؟
اضغط على ورقة بقلم رصاص مرة بطرفه المدبب ومرة بممحاتة المسطحة مستخدمًا القوة نفسها. يثقب الطرف المدبب الورقة لأن القوة تتوزع على مساحة صغيرة فيزداد الضغط، بينما لا يحدث الثقب بالممحاة لأن المساحة أكبر. هذا هو معنى الضغط كقوة على مساحة.
- العلاقة:
- ض = ق ÷ م
المصدر: ضغط
هل جربت إحدى هذه التجارب في بيتك؟ أرسل لنا النتيجة، ونراجع القائمة دوريًا لإضافة ما تقترحه.