گوش و شنوایی

آیا تا بحال در یک مکان واقعا بی‌صدا بوده‌اید؟ حتی در ساکت‌ترین مناطق خارج شهر نیز صدا وجود دارد؛ اعم از صدای باد، پرندگان در حال آواز و حشرات در حال وزوز.

صدا به صورت امواج نامرئی در هوا حرکت می‌کند. گوش‌های شما به نحوی طراحی شده‌اند که امواج صوتی را تشخیص داده، آن‌ها را به پیام‌های عصبی تبدیل می‌کنند و این پیام‌های عصبی را به مغز می‌فرستند. مغز این پیام‌ها را تحلیل کرده و صدا را شناسایی می‌نماید.

لاله گوش (pinnae) در دو طرف شما، مشخص‌ترین بخش دستگاه شنوایی بوده ولی در عین حال کمترین پیچیدگی و حساسیت را دارا است. هر لاله گوش از طریق یک مجرای کوچک به نام کانال گوش صدا را به بخش‌های پنهان گوش در داخل سر می‌رساند. این بخش‌های ظریف و حساس داخلی – پرده گوش، استخوان‌های ریز داخل گوش که استوانچه نام دارند و حلزون گوش – در مساحتی به اندازه نوک انگشت شما و درست پشت هر چشم واقع شده‌اند. گوش برخی حیوانات نسبت به برخی از صداها بسیار حساس‌تر از گوش‌ ما است.

به عنوان مثال ما نمی‌توانیم صدای غرش‌های بسیار بمی که یک کرگدن یا فیل تشخیص می‌دهد

 و یا جیغ‌های بسیار زیری را که سگ‌ها و خفاش‌ها می‌شنوند، تشخیص دهیم.

البته شدت صداهایی که در اطراف ما وجود دارند نیز با هم فرق می‌کنند. در جدول زیر شدت صداهای مختلفی که ما می‌شنویم درج شده‌است.

داخل گوش

امواج صوتی از طریق کانال گوش به پرده گوش می‌رسند. پرده گوش یک پوسته‌ی نازک در ابعاد ناخن انگشت کوچک شماست. امواج سبب ارتعاش پرده گوش شده و این ارتعاشات در امتداد زنجیره‌ای از سه استخوان کوچک به نام استخوانچه گوش، حرکت می‌کنند. استخوانچه‌ها در واقع پلی در فضای هوایی کوچکی به نام حفره گوش میانی هستند. پس از آن پرده گوش ارتعاشات را به مایعی که درون حلزون گوش را پر کرده است، منتقل می‌سازد.

با ایجاد ارتعاشات در مایع حفره‌های داخل حلزون، یک غشای نازک که در طول تمام این بخش قرار دارد، لرزانده می‌شود. به این غشا مژک‌های میکروسکوپی وصل هستند که از سلول‌های مو نشأت گرفته‌اند. وقتی غشا می‌لرزد، مژک‌ها را کشیده و سبب می‌شود سلول‌های مو پیام‌های عصبی تولید نمایند که به مراکز شنوایی در مغز می‌رسد.

بخشی از حلزون گوش که شامل مژک‌ها و سلول‌های مو است، اندام کورتی (سلول‌های مژک‌دار داخل حلزون) نام دارد.

زوج‌های ماهیچه‌ای

یک ماهیچه تنها با انقباض (کوتاه‌تر شدن) استخوان متصل به خود را کشیده و باعث حرکت قسمت مربوطه می‌شود. برای اینکه سبب کشش، هل دادن و سایر حرکات در کل بدن شویم، بیش‌تر اوقات ماهیچه‌ها در ترکیب‌های دوتایی قرار گرفته‌ شده‌اند که هر یک در یک سمت استخوان قرار دارند.

این به معنی آنست که استخوان می‌تواند در دو جهت متفاوت کشیده شود. ماهیچه‌هایی که نیروهای کششی خلاف جهت هم تولید می‌کنند، زوج‌های آنتاگونیستیک (antagonistic) نامیده می‌شوند.

ساخت ماکت بازو

کمک گرفتن از یک بزرگ‌تر در انجام این آزمایش توصیه می‌شود

در یک زوج ماهیچه‌ای آنتاگونیستیک، یک ماهیچه‌ استخوان را در یک جهت می‌کشد. ماهیچه‌ دیگر در طرف دیگر استخوان قرار دارد. وقتی این ماهیچه منقبض می‌شود، استخوان را به سمت دیگری می‌کشد. وقتی این اتفاق می‌افتد، ماهیچه اولی در حالت استراحت بوده و به صورت بی‌تفاوتی کشیده می‌شود. شما می‌توانید ماکت قسمت بالایی بازو را با زوج ماهیچه‌ای آنتاگونیستیک – ماهیچه‌های دو سر و سه سر- بسازید. یکی از این ماهیچه‌ها منقبض می‌شود تا آرنج را خم کند و دیگری منقبض می‌شود تا آن‌را صاف نماید. با کارکرد پی‌درپی این ماهیچه‌ها شما می‌توانید دست خود را به علامت خداحافظی تکان دهید. برای واقعی‌تر جلوه شدن ماکت می‌توانید استخوان‌هایی را که از مقوا ساخته شده‌اند به ماکت آن بچسبانید.

وسایل مورد نیاز

قطعات تخته چندلا: برای A 1 × 12 × 25 سانتی‌متر ؛ برای B 3 × 3×12 سانتی‌متر؛ برای C 5/0 × 12 × 60 سانتی‌متر ؛ برای D 1× 8× 30 سانتی‌متر؛ برای E 1 × 1× 10 سانتی‌متر ؛ برای F (بازوی بالایی) 5/0 × 5 × 33 سانتی‌متر؛ برای G (بازوی پایینی) 5/0 × 8 × 40سانتی‌متر (به همراه شکل دست)، دو عدد قلاب بزرگ، چهارعدد قلاب کوچک، پیچ به طول 3 سانتی‌متر و قطر 5 میلیمتر به همراه سه واشر و یک مهره، چسب نواری دو رویه، چهار عدد نوار از جنس پلاستیک موج‌دار به ابعاد 2× 20 سانتی‌متر ، 30 عدد نی نوشیدنی پلاستیکی ، دو عدد پونز، ریسمان، لوله پلاستیکی به طول 2 متر و قطر سانتی‌متر1 به همراه دو عدد شیر (یا بست) برای محکم کردن آن. صفحه (رومیزی)، محافظ، صفحه پایه برای مته کردن، مته با سر 6 میلیمتر ، خط‌کش مغزی، چاقوی کاردستی، مداد، قیچی، بست (گیره)، اره بخاری، ارهمویی .

1- بازوی پایینی (G) را به صفحه مته چفت کنید و به کمک بزرگ‌تر خود، به دقت یک سوراخ روی خط وسط بازو و با فاصله 6سانتی‌متر از انتهای آرنج ایجاد نمایید. پیچ از این سوراخ عبور خواهد نمود.

2- چهار قلاب کوچک را روی آن فرو کنید. یک قلاب روی هر طرف (جانب) مچ، جایی که دست و بازو به هم وصل می‌شوند، یکی در گوشه خارجی آرنج و یکی در قسمت داخلی و با فاصله 12سانتی‌متر از آرنج.

3- توسط مته، یک سوراخ در بازوی بالایی (F) ایجاد نمایید. این سوراخ باید در خط مرکزی و با فاصله3سانتی‌متر از انتهای آرنجی بازو قرار گیرد.  F , G را به وسیله واشر به هم پیچ کنید.

4- انتهای نی‌ها را داخل سوراخ‌های یک نوار پلاستیکی موج‌دار چسب بزنید. فاصله نی‌ها به گونه‌ای باشد که حدود 12 الی 15 نی در نواری به طول 20 سانتی‌متر قرار گیرد.

5- انتهای دیگر نی‌ها را به یک نوار موج‌دار دیگر بچسبانید و اجازه دهید چسب کاملا خشک شود. سپس به وسیله خط‌کش فلزی در قسمت وسط طول نی‌ها خط بیندازید تا بتوانند از محل مزبور به راحتی خم شوند.

6- نوارها و نی‌ها را لوله کنید و یک قفس استوانه‌ای شکل بسازید. دو لبه را با چسب عایق، بچسبانید و مطمئن شوید که خط تای ایجاد شده، به نی‌ها این امکان را می‌دهد که وقتی دو انتهای قفس به هم فشار داده می‌شوند، نی‌ها به بیرون خم شوند.

7- یک نوارکشی را بریده و یک انتهای آن‌را به دور نوار موج‌دار حلقه کرده و چسب بزنید. همین کار را با انتهای دیگر نوارکشی و در سمت مقابل همان دایره انجام دهید.

8- مراحل 4 تا 7 را برای ساخت دومین قفس تکرار کنید. اکنون لوله پلاستیکی را به دو قسمت بریده و دهانه بادکنک را خیلی محکم به یک سر هر لوله بچسبانید و مطمئن شوید که این اتصال در برابر هوا نفوذ ناپذیر است.

9- پایه قرارگیری بازو را با استفاده از چسب دو رویه سرهم کنید. دو سوراخ در بالای پایه نصب بالایی (D) مته کرده و قلاب‌های بزرگ را به آن پیچ کنید. به وسیله چسب دو رویه کل بازو (G,F) را به قسمت بالا و پایه‌های نصب (E,D) بچسبانید و مطمئن شوید که دستG ، شست خود را در بالاترین مکان دارد.

پایه قرارگیری بازو

این، یک نمای جدا شده از اجزای پایه است. به وسیله واشر، بازوی پایینی (G – شکل پایین را ملاحظه نمایید) را به بازوی بالایی (F) پیچ و مهره کنید به نحوی که بتواند به آسانی به سمت بالا و پایین حرکت نماید.

10- یکی از قفس‌های نی‌ای را به انتهای سمت چپ پایه نصب بالایی(E) آویزان کرده و آن‌را توسط پونز محکم نمایید. یک حلقه ریسمانی به دور نوار موج‌دار پایینی گره بزنید. در حالی که دست را بالا نگه داشته‌اید یک تکه ریسمان دیگر به این حلقه گره بزنید و آن‌را از قلاب روی قسمت داخلی آرنج رد کرده و به قلاب روی بالای مچ گره بزنید.

11- با استفاده از یک حلقه ریسمانی قفس دیگر را به انتهای سمت راست پایه نصب وصل کنید. ریسمانی را به حلقه پایینی گرده زده و آن‌را از قلاب گوشه خارجی رد کنید. طول آن‌را طوری تنظیم نمایید که کشش یکسانی در دو قفس ایجاد شود. سپس ریسمان را به قلاب پایین مچ گره بزنید.

12- مقداری کمی چسب مایع روی گره‌ها بزنید تا کاملا محکم شوند. اجازه دهید چسب خشک شود. در داخل هر یک از قفس‌ها یک بادکنک قرار دهید تا قفس‌ها شکل ماهیچه به خود بگیرند. لوله‌های وصل شده به بادکنک‌ها را از قلاب‌های بزرگ بگذرانید. یک شیر یا بست به انتهای آزاد هر لوله وصل نمایید.

13- ماکت بازوی شما اکنون آماده است. ماهیچه جلوی بازو، ماهیچه دو سر و عقبی، سه سر است. داخل لوله متصل به ماهیچه دو سر بدمید. بادکنک بادشده و خم‌شدن نی‌ها قفس را کوتاهتر می‌کند؛ درست مانتد یک ماهیچه منقبض شده. این کار سبب کشیدن ریسمان‌ها (رباط‌های ماهیچه) می‌شود. این ریسمان‌ها بازوی چوبی پایینی را که نماینده استخوان‌های ساعد ( رادیوس و اولنا) هستند، می‌کشند و سبب چرخیدن حول پیچ (مفصل لولایی آرنج) می‌گردند. به وسیله ماهیچه دو سر دست را به سمت بالا و به وسیله زوج آنتاگونیستیک آن، یعنی ماهیچه سه سر به سمت پایین حرکت دهید. از بست یا شیر برای نگه داشتن ماهیچه‌ها در یک موقعیت مشخص استفاده نمایید.

البته ایده‌های ساخت دیگری نیز برای ساخت بازو وجود دارد که در شکل زیر می‌بینید.

اهرم‌ها

اهرم یک میله صلب است که حول یک نقطه معین گردش می‌کند. این نقطه تکیه‌گاه نامیده می‌شود. اهرم وزنه‌ای را که بار نامیده می‌شود، با استفاده از نیرویی به نام "نیروی محرک" ، به حرکت درمی‌آورد. سه نوع اهرم اصلی وجود دارد- و بدن مثال‌هایی از هر سه نوع را دارد - در بدن اهرم، یک استخوان است؛ نیرو توسط یک ماهیچه اعمال می‌شود و بار بخشی از بدن است که استخوان آن‌را حمل می‌نماید. بخش‌های مختلف بدن خود را حرکت دهید و ببینید آیا می‌توانید تشخیص دهید چه نوع اهرمی درگیر است.

اهرم مرتبه اول

تکیه‌گاه بین بازو و نیرو قرار دارد. مفصل گردن که در هنگام حرکت جمجمه به بالا و پایین، توسط ماهیچه‌های گردن کشیده می‌شود، مثالی از این نوع اهرم است.

اهرم مرتبه دوم:

امکان دیگری که برای قرار گیری بار وجود دارد، بین تکیه‌گاه و نیروست. این وضعیت وقتی شما روی نوک انگشتان خود ایستاده‌اید، اتفاق می‌افتد.

اهرم مرتبه سه:

در این نوع اهرم، نیرو در وسط یا بین تکیه‌گاه و بار قرار دارد. این وضعیت در مفصل آرنج در بازو اتفاق می‌افتد.

ماکت ریه‌ها

*توصیه می‌شود برای این فعالیت پژوهشی اولیاء محترم نیز کمک کنند*

وقتی شما عمل دم را انجام می‌دهید، ماهیچه‌ها سبب می‌شوند قفسه‌ی سینه منبسط شود. انبساط قفسه‌ی سینه ریه‌ها را به همین کار وامی‌دارد. وقتی این اتفاق می‌افتد، هوا به درون ریه‌ها کشیده می‌شود.

ماکتی برای نشان دادن این حالت بسازید.

وسایل مورد نیاز

بطری پلاستیکی بزرگ شفاف، اتصال سه‌راهی لوله‌های خانگی، گل‌ مدل‌سازی، دو عدد نوارکشی، لوله پلاستیکی، سه عدد بادکنک کوچک، قیچی.

1- لوله پلاستیکی را در یکی از ورودی‌های اتصال لوله خانگی وارد کنید. اگر لازم بود از گل مدل‌سازی برای عایق کاری این اتصال استفاده نمایید. بادکنک‌ها را به وسیله نوارهای کشی به دو سر دیگر اتصال وصل نموده و مطمئن شوید که اتصال بین آن‌ها کاملا محکم و عایق است.

2- به دقت 5/2 سانتی‌متر از ته بطری را با قیچی ببرید. مطمئن شوید لبه بریده شده توسط قیچی کاملاً صاف و هموار است. بادکنک‌ها و اتصال را در داخل بطری جاسازی نمایید. لوله پلاستیکی را با استفاده از گل مدل‌سازی، به دهانه بطری چسبانده و عایق‌بندی کنید تا هوایی از محل اتصال نفوذ ننماید.

3- در قسمت دهانه‌ی بادکنک سوم یک گره ایجاد نموده و سپس آن‌را به دقت به دو نیمه (به طور عرضی) ببرید. به آرامی بخش گره‌دار بادکنک را روی ته بطری بکشید و تمام لبه‌های آن‌را بکشید تا بادکنک در حد ممکن مانند پوسته طبل کشیده شود. اکنون آن‌را با استفاده از گره نگه‌دارید.

4- بادکنک پایینی در نقش دیافراگم، یعنی ماهیچه‌ اصلی تنفس است. آن‌را به سمت پایین بکشید؛ آن‌گونه که انگار عمل دم را انجام می‌دهید. این کار سبب کاهش فشار هوا در بطری می‌شود. هوا از خارج به سرعت وارد شده و باعث انبساط دو بادکنک می‌شود (درست مانند ریه‌های واقعی در قفسه سینه شما)

تنفس

وقتی عمل دم را انجام می‌دهید، شش‌ها بزرگ‌تر شده و هوا را به داخل می‌کشند. وقتی بازدم می‌کنید، شش‌ها به اندازه کوچکتر خود باز می‌گردند.

دستگاه تنفسی

دستگاه تنفسی اکسیژن را از طریق شش‌ها وارد خون می‌سازد. این دستگاه شامل بینی، گلو، نای (لوله‌ هوایی) و شش‌ها است. وقتی شما عمل دم را انجام می‌دهید، هوای تازه را به داخل می‌کشید. وقتی بازدم انجام می‌دهید، هوای باقیمانده را از شش‌ها خارج می‌سازید. در کیسه‌های هوایی که آلوئول (alveoli) نام دارند و در اعماق ریه واقع شده‌اند، هوا در مجاورت بسیار نزدیک با خون عبوری از مویرگ‌ها قرار می‌گیرد این فرآیند به اکسیژن که برای تنفس سلولی حیاتی است، اجازه می‌دهد که از ریه‌ها به خون منتقل شود. همچنین به محصول پس‌مانده (دی‌اکسید‌کربن) اجازه می‌دهد که از خون به شش‌ها منتقل شده و از آنجا به هوا برود. اگر دی‌اکسیدکربن در خون باقی می‌ماند برای آن مسموم‌کننده بود. به نفس کشیدن خودتان گوش دهید و ببینید که چگونه حرکات قفسه سینه هوا را به داخل مکیده و یا به خارج می‌فرستد.

درون قفسه سینه

هوا از طریق نای (لوله هوا) وارد ریه‌ها شده و از آن‌ها خارج می‌شود. انتهای بالایی نای به حلق (گلو) باز می‌شود. انتهای پایینی به دو نایژه اصلی (لوله‌های هوا) تقسیم شده و هر یک به یکی از ریه‌ها وارد می‌گردند. نایژه در ریه مجددا تقسیم شده و کوچک و کوچک‌تر می‌شود. تا جایی که به نازکی یک تار مو گردد. سرانجام، نایژه‌ها (که اکنون نایژک‌ها انتهایی نام دارند) وارد کیسه‌های حباب مانند میکروسکوپی به نام آلوئول می‌شوند. تقریبا 300 میلیون آلوئول در هر ریه وجود دارد. هر آلوئول توسط مویرگ‌ها احاطه می‌شود. اکسیژن (موجود در هوای داخل آلوئول) فاصله کمی را تا خون (داخل مویرگ‌ها) طی کرده و خون آن‌را به تمام بدن حمل می‌نماید.

سطح ریه

*توصیه می‌شود برای این فعالیت پژوهشی اولیاء محترم نیز کمک کنند*

میلیون‌ها آلوئول در داخل یک ریه، آن‌را در معرض هوا قرار می‌دهند. آن‌ها در واقع فضای داخلی ریه را خیلی بزرگ‌تر از حالتی می‌کنند که ریه را تنها یک حفره خالی درنظر بگیریم. بنابراین ریه‌ها می‌توانند مقدار زیادی اکسیژن جذب نمایند. با استفاده از مقوا آلوئول خود را بسازید.

وسایل مورد نیاز

1. _{چسب نواری}
2. _{قیچی، ورق مقوایی نازک آبی‌رنگ به ابعاد  15× 45 سانتی‌متر} 
3. _{تعداد زیادی ورق مقوایی زرد رنگ}
4. _خط‌کش

1- مقوای بزرگ آبی را به صورت استوانه درآورده و دولبه آن‌را به هم بچسبانید. این سطح خارجی ریه را تشکیل خواهد داد. اکنون شما آماده ساختن لوله‌هایی هستید که نقش آلوئول را برای داخل "ریه" به عهده خواهند داشت.

2- مقوای زرد رنگ را به قطعات سانتی‌متر 10×15 ببرید و آن‌ها را به شکل لوله درآورده و دولبه آن را به هم بچسبانید. لوله‌ها را داخل "ریه" بزرگ آبی قرار دهید تا زمانی‌که استوانه بزرگ‌تر کاملا پر شود.

3- اکنون لوله‌ها را باز کنید و آن‌ها را روی سطح صاف قرار دهید. می‌بینید که شما با اضافه کردن تعداد آلوئول سطح ریه را افزایش داده‌اید. اکنون تصور کنید که جذب اکسیژن در ریه واقعی با وجود میلیون‌ها آلوئول‌ که در داخل آن قرار گرفته‌اند، چقدر افزایش خواهد یافت.

سفر به ماه

تعیین سفر به سمت ماه به راحتی مسافرت از یک مکان به مکان دیگر روی سطح یک سیاره نیست. روی زمین، مردم می‌توانند با دنبال کردن نشانه‌های موجود در راه و یا علایم طبیعی مانند تپه‌ها، دره‌ها و رودخانه‌ها مسیریابی نمایند. خلبان‌هایی که در ارتفاعات بالا پرواز می‌کنند، با استفاده از مرکز مخابره رادیویی مستقر در زمین و یا پیام‌های دریافت‌شده از ماهواره‌ها تعیین مسیر نمایند. مشکل مسافرت از زمین به ماه این است که هر دوی آن‌ها در حال حرکت هستند. اگر شما با سفینه خود از روی زمین دقیقا به سمت ماه حرکت نمایید، وقتی به مکان مورد نظر برسید، ماه در آنجا خواهد بود. زیرا ماه به دور مدار خود می‌چرخد. اگر شما به سمت ماه حرکت کنید و به طور مداوم مسیر خود را تغییر دهید تا تغییر مکان ماه را دنبال نمایید، حتما سوخت بسیار زیادی مصرف خواهید نمود. راه‌حل این است که باید سفینه را در جهتی حرکت داد که ماه در هنگام رسیدن سفینه، به آن مکان رسیده باشد. اما، همچنین باید مطمئن شوید که در طول راه، به تدریج از مسیر خود منحرف نشوید. سفینه با استفاده از یکی از قدیمی‌ترین روش‌های مسیریابی، یعنی استفاده از ستارگان، مسیر خود را می‌یابد. با استفاده از این آزمایش می‌توانید مسیر یک هدف متحرک را دنبال نمایید. شما همچنین می‌توانید نمونه‌ای از راکت دو مرحله‌ای را بسازید.

نشانه‌روی به سمت ماه

وسایل لازم

نخ، خط‌کش، قیچی، چسب کاغذی، واشر فلزی، کتاب، توپ کوچک ساخته شده از کاغذ مچاله

١- با استفاده از خط‌کش٦٠ سانتی‌متر  نخ را اندازه‌ بگیرید و آن‌را با قیچی ببرید. یک انتهای نخ را به یک انتهای خط‌کش بچسبانید. یک واشر به انتهای دیگر نخ گره بزنید.

٢- خط کش را روی یک میز یا جعبه قرار دهید به نحوی که نخ از لبه میز آویزان باشد. با قرار دادن یک کتاب سنگین روی خط‌کش، آن‌را در محل خود محکم نمایید. سعی کنید با پرتاب کردن توپ‌های کاغذی به واشر، آن‌را مورد اصابت قرار دهید.

٣- شروع به تاب دادن واشر نمایید و دوباره سعی کنید که توپ‌ها را به سمت آن پرتاب نمایید. می‌بینید که نشانه روی به یک هدف متحرک چقدر مشکل‌تر است. مانند یک سفینه که به سمت ماه در حال حرکت، نشانه روی می‌شود.

هدف‌های متحرک

شکل زیر دو مسیر پرواز ممکن برای یک سفینه آپولو را نشان می‌دهد. در نشانه‌گیری مستقیم به سمت ماه، تغییر مکان ماه در حین گردش به دور زمین درنظر گرفته نشده‌است. مسیر صحیح با جهت‌گیری به سمت مکانی جلوتر از مکان فعلی ماه، حرکت مداری آن‌را جبران می‌کند.

بازگشت

کره زمین

از آنجایی که جهان ما گرد است، بهترین راه برای نمایش آن استفاده از یک کره است. روی یک کره‌ی خوب می‌توانید موقعیت هر مکان، ابعاد و شکل هر قاره و کوتاهترین مسیر بین فواصل دور از هم را ببینید. این جزئیات مزیت‌هایی است که کره نسبت به نقشه‌ی صاف دارد. زیرا جزئیات نقشه‌ی صاف با کمی اعوجاج همراه است.

مشکل کره سختی ساخت آن است. شما می‌توانید به سادگی و با نقاشی روی یک توپ، یک کره بسازید. اما این روش خیلی کاربردی و یا قابل اعتماد نیست. در بیش‌تر کره‌ها جزئیات سطح، از طریق بخش‌های سپری شکل چاپ شده که "قطاع" نامیده می‌شود، تهیه می‌شود. این صفحات تخت باید بسیار دقیق ساخته شده و به دقت روی کره قرار داده شوند.

ساخت یک کره

ساخت یک کره خوب بسیار سخت است ولی یک روش ساده، پوشاندن توپ فوتبال با کاغذهای قطاع است. در ساخت این کره ممکن است به یک تناسب کامل نرسیم، ولی اصول کار مشابه با کره‌های حرفه‌ای است.

وسایل لازم

کاغذ، توپ، چسب مایع، نوار، تخته چوب، سوزن، سیم، دو عدد واشر، رنگ، لوازم و تجهیزات نشان داده شده

1- برای اینکه بفهمید چه طولی از کاغذ مورد نیاز است، آن‌را در درز توپ چسب زده و دور آن بپیچانید تا به نقطه چسب زده شده برسد.

2- عرض کاغذ را با چرخاندن توپ از سوراخ تا یک نقطه در مقابل آن و علامت زدن بیابید.

3- روی یک صفحه بزرگ کاغذ، مستطیلی به ابعاد به دست آمده در مراحل 1 و 2 رسم نموده و آن‌را ببرید.

4- کاغذ را سه بار تا کردن از وسط و با استفاده از خط‌کش به هشت قسمت تقسیم کرده و روی خط تا، یک خط رسم نمایید.

5- شروع به درآوردن شکل "قطاع"نمایید. به این ترتیب که ابتدا عمود منصف خط بین C,B را بیابید .

رسم قطاع‌ها

برای رسم قطاع‌ها نیازمندید که قطعات کاغذ اضافی به صفحه‌ اصلی بچسبانید و خط استوا را از دو انتها گسترده نمایید. سپس با استفاده از یک میله بالسا یک بازوی پرگاری بسازید و شعاع (اندازه‌گیری شده را در زیر) را با مداد و سوزن روی آن مشخص نمایید. اولین کمان می‌تواند توسط سوزن از نقطه D زده شود. برای رسم کمان‌های بعدی به اندازه عرض قطاع از نقطه D به عقب بروید. سپس بازوی پرگاری را برعکس نموده و همین کارها را در جهت عکس انجام دهید.

6- شعاع مورد نیاز برای رسم قطاع‌ها را پیدا کنید قطعه‌ها را از چپ و راست به هم وصل نمایید تا خط استوا مشخص شود.

7- سوزن بازوی پرگار خود را در هر مرکز دایره محکم نموده و قطاع‌ها را همان گونه که در قسمت بالا توضیح داده شد، رسم نمایید.

8- قطاع‌ها را بریده و روی آن‌ها خطوط شطرنجی رسم نمایید. سپس جزئیات را از روی نقشه زیر، روی آن‌ها رسم کنید.

9- با خم کردن یک سیم به دور نصف توپ و خم کردن دو انتها (مطابق شکل زیر) پایه‌ای برای کره بسازید.

10- سیم را داخل صفحه تخته صاف و چوبی نموده و به بالا و پایین آن واشری چسب بزنید تا به توپ امکان چرخیدن بدهد.

11- یک انتهای نوار قطاع را در نقطه شیاردار به توپ چسب زده و سپس آن‌را به دور استوا بچرخانید و دو انتها را به هم برسانید.

نقاط انتهای هر قطاع را تا کنید تا در نقطه قطب به هم برسند و آن‌ها را چسب بزنید. دقت نمایید که نقاط روبروی همدیگر را با هم تا بزنید.

دور دنیا

ساخت یک کره گرد با استفاده از قطاع‌هایی که روی صفحه تخت رسم شده به شما کمک خواهد نمود که فعالیت‌های پیچیده و سخت سازندگان نقشه را درک نمایید.

کامل کردن جزئیات

کره‌ها می‌توانند با تعداد مختلفی قطاع ساخته شوند ولی در اینجا برای سادگی ما فقط از هشت تا قطاع استفاده نموده‌ایم. برای رسم قاره‌ها و اقیانوس‌ها روی قطاع‌هایتان، به آرامی مطابق شکل بالا روی صفحه شطرنجی خودتان با طول و عرض متناسب، شکل‌ها را با مداد رسم نمایید. کار را به صورت خانه به خانه انجام دهید و خطوط مرزی را دقیقا" در مکان‌های نشان داده شده بکشید. سپس تقسیم‌بندی‌های شطرنجی را پاک کرده و قاره‌ها و اقیانوس‌ها را رنگ‌آمیزی نمایید.

ساخت راکت دو مرحله‌ای

وسایل لازم

دو لیوان مقوایی یا پلاستیکی، قیچی، بادکنک دراز، پمپ، بادکنک، چسب نواری، بادکنک گرد.

1- با استفاده از قیچی،‌ به دقت ته یک لیوان مقوایی یا پلاستیکی را ببرید. این به عنوان رابط بین دو مرحله‌ راکت بادکنکی عمل می‌کند.

2- بادکنک دراز را به وسیله‌ی پمپ، باد کنید. سر آن‌را به درون لیوان مقوایی بکشید. این بادکنک،‌ مرحله‌ دوم راکت شماست.

3- دهانه بادکنک دراز را به سمت لبه لیوان تا کرده و آن را به دیواره لیوان چسب بزنید تا همان گونه که در شکل نشان داده شده مانع خروج هوا شود.

4- بادکنک گرد را به دقت وارد انتهای باز لیوان مقوایی یا پلاستیکی نمایید. این بادکنک مرحله‌ اول راکت شما را تشکیل خواهد داد.

5- بادکنک گرد را باد کنید تا دهانه بادکنک دراز را درجای خود در داخل لیوان محکم کند. دهانه بادکنک گرد را نگه داشته تا هوای داخل آن محفوظ بماند.

 چسب را از انتهای بادکنک دراز بکنید. راکت همان گونه که نشان داده شده‌است، نگه‌دارید و دهانه بادکنک را رها کنید. هوا به سرعت از بادکنک خارج می‌شود و مرحله‌ اول راکت پرتاب می‌شود. سپس بیرون افتاده و مرحله‌ دوم بادکنک را پرتاب می‌کند.

مراحل راکت

راکت ساترن 5 دارای سه مرحله‌ است؛ دو تای اول سفینه را از جو خارج می‌کند. مرحله‌ی‌ سوم آن‌را به سمت مدار سوق داده و سپس به آن یک نیروی اضافی وارد کرده تا سفینه را در مسیر خود به سمت ماه بفرستد.

بازگشت

زمین در حال چرخش

زمین مانند یک چرخ بزرگ با یک محور (یا قطب) است. محور زمین از قطب شمال به قطب جنوب کشیده شده‌است. هر 24 ساعت، زمین به دور محور خود می‌چرخد و ما را به سمت خورشید گردانده و دوباره از آن دور می‌سازد و بدین ترتیب شب و روز را ایجاد می‌نماید. شما هیچوقت متوجه این حرکت نیستید. زیرا سرعت کاملا یکنواخت است و نیز به این علت که همه اشیاء اطراف شما نیز به همراه شما حرکت می‌کند. مانند همه اجسام داخل یک قطار در حال حرکت. زمین همیشه به یک صورت حرکت کرده و به سمت شرق می‌چرخد. اگر بتوانید از قطب شمال به پایین نگاه کنید، خواهید دید که زمین چرخشی پادساعت‌گرد دارد. به دلیل چرخش به سمت شرق است که خورشید هر روز از سمت شرق طلوع می‌کند و در غرب فرو می‌رود. هر نقطه روی کره زمین 24 ساعت طول می‌کشد تا بچرخد ولی در عین حال مکان‌های مختلف با سرعت‌های متفاوتی می‌چرخند. مکان‌های نزدیک به قطب‌ها خیلی به سختی حرکت می‌کنند، در حالی‌که اجسام واقع در استوا باید مسافت m 450 را در یک ثانیه طی نمایند – تقریبا 40000 km در هر روز.

آزمایش

نوسان‌های آونگی

یک روش مناسب برای نشان دادن چرخش زمین، استفاده از یک وزنه است که از یک سیم بسیار بلند آویزان بوده و نوسان می‌کند. به نظر می‌رسد که جهت نوسان به تدریج تغییر می‌کند. در واقع نوسان ثابت است ولی زمین زیر آن در حال حرکت است. این وسیله آونگ فوکو نامیده می‌شود. برای اولین بار فیزیکدانی به نام جین فوکو در سال 1851 این وسیله را ابداع نمود.

وسایل لازم

بطری نوشیدنی پلاستیکی بزرگ، شن، قلاب، کلاف نخ به شکل گلوله، مقوا، قیف یا صفحه گرد کاغذی که بتوان به شکل قیف درآورد. بتونه پلاستیکی، مداد بسیار کوتاه، مته دستی، قیچی.

1- روی یک قطعه چوب سوراخی در درپوش بطری ایجاد نمایید. سوراخ دقیقا" باید کوچکتر از ریسمان قلاب باشد.

 

2- با انگشتان خود قلاب را محکم وارد درپوش نمایید. آن‌را محکم بکشید تا مطمئن شوید که در جای خود قرارگرفته است.

 

3- با یک قیف مناسب یا قیفی که با استفاده از صفحه گرد کاغذی ساخته شده، شن خشک داخل بطری بریزید تا 3/2 آن پر شود.

 

4- از یک بزرگ‌تر بخواهید که ریسمان را روی یک ارتفاع بلند (شاید یک پله) محکم کند و انتهای آن‌را به قلاب گره بزند.

 

5- به وسیله بتونه پلاستیکی، یک مداد کوتاه را به کف بطری بچسبانید. گره روی قلاب را طوری تنظیم کنید که مداد درست بالای سطح زمین و روی یک صفحه مقوا آویزان شود. سعی کنید تا جایی که ممکن است نوسان ملایم و آرامی به ریسمان بدهید. وقتی نوسانات ثابت شدند، روی زمین دراز بکشید تا مسیر دقیق هر نوسان را به دست بیاورید. آن‌را روی مقوا علامت‌گذاری نمایید. خط نوسان را 15 الی 20 دقیقه دیگر چک کنید. آیا تفاوتی مشاهده می‌نمایید.

 خطوط موقعیت

برای اینکه راحت‌تر به مکان‌ها اشاره نماییم، روی کره‌ها خطوطی رسم می‌شود. خطوط "عرض جغرافیایی" به صورت موازی از شرق به غرب رسم شده و نیز خطوط "طول جغرافیایی" از دو قطب منشعب می‌شوند.

 

 (16- 6) شب و روز

این چرخش زمین است که شب و روز را می‌سازد. این مطلب را می‌توانید به وسیله یک چراغ‌قوه روشن بر روی یک توپ و در یک اتاق تاریک نشان دهید. چراغ قوه نماینده خورشید و توپ زمین است. توجه کنید در هر زمان فقط نصف توپ روشن می‌شود و نیمه دیگر در سایه قرار دارد. اگر شما "قطب‌های" توپ را با نوک انگشتانتان ثابت نگه‌دارید و آن‌را به صورت یکنواخت و پادساعت‌گرد بچرخانید، هم‌زمان با اینکه برخی مکان‌ها وارد بخش روشن می‌شوند (طلوع آفتاب) نقاطی در آنسوی توپ وارد سایه می‌گردند (غروب آفتاب).