الفيزياء

نشاط عملي يوّضح كيفية صنع البندول الرسام

2011 تجارب علمية القوة والحركة

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

البندول الرسام البندول كيفية صنع البندول الرسام الفيزياء

– الأهداف: 

1- التعرف إلى حركة البندول.

2- صنع بندول مركب.

3- إنشاء أشكال رسومية مدهشة.

 

– الأدوات التي تحتاجها:

1- كوب كبير من الورق أو البلاستيك

2- ثقابة

 

3- خيط

4– دبوس

 

5- شريط لاصق

6- طلاء مائي

 

7- صحيفة ورق كبيرة

8- جريدة

 

– خطوات العمل:

1- اصنع ثلاثة ثقوب حول حافة الكوب بواسطة الثقابة، ثم اربط خيطاً طوله 3 بوصات (7.5 سم) في كل ثقب. اربط الخيوط الثلاثة في عقدة واحدة فوق الكأس واربطها من الأعلى بخيط طوله 1 قدم (30سم).

 

2- افتح ثقباً صغيراً في قعر الكأس البلاستيكي بواسطة الدبوس، ثم غطِّ الثقب بالشريط اللاصق.

 

3- اربط خيطاً طويلاً بين جدارين متقابلين بحيث يمر فوق الطاولة، وينبغي أن يكون الخيط رخواً نوعاً ما في الوسط. اربط نهاية الخيط في الكوب البلاستيكي بالخيط  الطويل بحيث يتدلى الكوب فوق مركز الطاولة.

 

4- قم بتغيطة الطاولة بالجريدة، ثم ضع قطعة كبيرة من الصحيفة الورقية البيضاء تحت الكوب المُدلى. املأ نصف الكأس بالطلاء المائي.

 

5- اسحب الكوب إلى أحد الجانبين، ثم انزع الشريط اللاصق وحرر الكوب ودعه يتأرجح. سيبدأ الطلاء المائي بالتسرب من الثقب أسفل الكوب ليكوِّن نمطاً معيناً على الصحيفة الورقية.

 

6- اترك الكوب يتأرجح لمدة دقيقة واحدة ثم أوقف حركته وسد الثقب في أسفل الكوب بسرعة.

 

بعد أن قمت بإنشاء النمط الأول الذي تكوّن على الورق بواسطة الطلاء المملوء في الكوب المتأرجح.

حاول أن تُكوّن نمطاً آخر وذلك بأن تحرر الكوب من نقطة بداية تأرجح مختلفة، كما أن باستطاعتك أن تُغيّر كمية الطلاء داخل الكوب كي ترى فيما إذا كان تغيير وزن البندول سيعطي نتيجة مختلفة.

ضع إشارة بالقلم على النماذج المتكوّنة مبيناً نقطة البداية، واذكر كمية الطلاء التي استخدمتها في كل مرة.

 

كما تستطيع تغيير طريقة تأرجح بندول الطلاء عن طريق تغيير ارتفاع الجزءين المنفصلين. قم أولاً بقياس طول كل جزء من البندول الأصلي. ويوضح الشكل هذين الجزءين.

من السهل قياس الجزء السفلي، لكن قياس الجزء العلوي ينطوي على بعض الصعوبة. قِس المسافة الكلية التي تتدلى من الخيط الأفقي (A).

 

وكي تجعل هذا الجزء أكثر طولاً، أرخِهِ قليلاً، وكي تجعل الجزء (B) أطول، فكه واستبدله بخيط أطول.

قِس الارتفاعات في كل مرة تقوم بتغييرها وحاول أن تحصل على النسبة الدقيقة، (مثال 1:1.1:3. أو 3:4). أنشئ لكل نسبة نمطاً جديداً عن طريق الطلاء.

 

واكتب النسبة التي حصلت عليها على الورقة عندما يجف الطلاء. حاول أن تُغيّر نقطة بداية تأرجح البندول أو كمية الطلاء المستخدمة داخل الكوب كي تتبين فيما لو يتغير شكل النمط عند كل نسبة.

حين يجف أثر الطلاء على الأشكال التي حصلت عليها، ثبتها على الجدار كي يشاهدها الآخرون.

 

استكشاف الأخطاء وتصحيحها

ما العمل لو أنني لم أتمكن من تعليق الكوب فوق الطاولة؟

بإمكانك أن تقوم بالعمل على الأرض.

 

ضع كرسيين مباعداً بينهما بمقدار قدمين (60سم) بحيث يكون مسنداهما متقابلين. ضع كتباً ثقيلة على مقعدي الكرسيين، ثم اربط البندول فوق الكرسيين.

وإذا لاحظت أن كمية كبيرة من الطلاء المائي أخذت تتسرب من ثقب الكوب، يمكنك أن تقوم بثقب قعر الكوب ثقباً صغيراً أو أن تستخدم كمية أقل من الطلاء. دع بندولك يتأرجح لفترة أقصر أيضاً.

 

– تحليل النشاط: يتألف البندول من جزءين موصولين يُطلق عليهما اسم البندول المركّب. وتسمى الأنماط التي يكوّنها هذا البندول أنماط (ليساجوس). ولا بدّ أن نمط (ليساجوس) الذي حصلت عليه من بندولك الأول كان مماثلاً، بصرف النظر عن نقطة تأرجح الكوب أو كمية الطلاء الموجودة داخله.

وربما كان النمط الذي تكوّن غير منتظم لأن أثر الطلاء غطى الورقة ببطء ولم يسلك المسار نفسه على نحو متكرر. ولو قمت بتغيير طول جزئي البندول لحصلت على أنماط مختلفة اختلافاً كلياً.

 

ولو استطعت أن تحصل على النسبة ذاتها بين الجزءين، لكان الكوب قد رسم أنماطاً مكررة، بدلاً من تغطية الورقة بالطلاء على نحو بطيء. على سبيل المثال، ينبغي أن تكوّن النسبة 1:1. ونسبة 1:2 تكوّن رقم 8 وهكذا دواليك.

وكلما ارتفعت أرقام التناسب أصبح الشكل أكثر تعقيداً. تعتمد أشكال (ليساجوس) على ترددات أي من البندولين. وعندما تقوم بتغيير طول أحد البندولين فإنك تغيّر أيضاً تردده، ما يغيّر بدوره النمط الذي سيتكوّن على الورق.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق
إغلاق