أنشطة توّضح للأطفال كيفية قياس قوة دفع السوائل

1999 أطفالنا والعلوم في المرحلة الابتدائية

KFAS

قياس قوة دفع السوائل الفيزياء

يدفع الماء جميع الأجسام للأعلى، وقد يلاحظ الأطفال أنهم كلما مشوا إلى داخل البحر، فإنهم يشعرون وكأن الماء يحملهم عن سطح الأرض. كما قد يلاحظون أنه يصعب إبقاء الفلينة تحت سطح الماء.

ويمكن قياس قوة الدفع باستخدام الميزان الزنبركي، فعندما يوزن جسم في الهواء ثم يوزن في الماء، فإن الميزان الزنبركي سيظهر القراءة الثانية أقل (شكل 10-5).

وإذا سجل الأطفال مشاهداتهم في جدول كالموضح في (10-2)، فسيلاحظون ظهور علاقة معينة، حيث سيلاحظون أن الميزان الزنبركي يظهر قراءة أقل عندما يكون الجسم في الماء، وذلك لأن قوة الدفع تؤثر في اتجاه مضاد لقوة الجاذبية الأرضية، وستكون القراءة صفرا للأجسام الطافية، لأن دفع الماء لها يساوي قوة الجاذبية الأرضية.

ويستطيع الأطفال المتميزون محاولة إيجاد العلاقة بين قوة الدفع والماء المزاح، حيث يوجدون القراءة في الهواء، والقراءة في الماء، ووزن الماء الذي يزيحه الجسم المغمور.

هذا النشاط يحتاج لقياسات شديدة الدقة، وإذا سجل الأطفال نتائجهم فسيجدون علاقة أخرى، فعندما يغوص الجسم فإن الاختلاف الموضح على الميزان الزنبركي بين الجسم في الهواء والمعلق في الماء، يجب أن يكون مساويا لوزن الماء المزاح، فالدفع الذي يحصل عليه الجسم من الماء يكون مساويا لوزن الماء الذي أزاحه الجسم لأعلى.

ويمكن تنفيذ نشاط مشابه للنشاط الموضح في شكل (10-6)، ثم تجمع معلوماته على شكل جدول كالموضح في جدول (10-3)، وذلك لإيجاد العلاقة بين النتائج.

فالفرق بين قراءة الميزان ذي كفة لسطل الماء، وقراءته لسطل الماء والجسم، يجب أن يكون مساويا للفرق بين قراءة الميزان الزنبركي للجسم في الهواء، وقراءته للجسم في الماء. وبالرغم من أن جزءاً من كتلة الجسم محمولة الآن بدفع الماء، إلا أن حجم الماء والجسم أكبر، وهذا ما يسبب زيادة الدفع لأسفل على كفة الميزان