الأدوات
- أقلام حبر أو رصاص
- مقصات
- أقلام غراء
- أدوات للأشغال اليدوية (مثل الورق الملون والملصقات)
- أدوات خاصة بكل تجربة (انظر التعليمات)
الخطوات
قبل أن تبدؤوا
- تأكدوا أن كل الأعضاء الصغار والكبار المشاركين في النشاط يعرفون كيف يشاركون بأمان.
التخطيط للنشاط وتجهيزه
- هذه الأنشطة يجب أن تُنفذ بالترتيب. كل نشاط يساعدك على فهم الطيران من خلال البناء على النشاط السابق. يمكنكم تنفيذها جميعاً في وقت واحد أو نشرها على عدة لقاءات. إذا كنتم ستنفذونها على مدى فترة زمنية، ابدأوا كل لقاء بمراجعة سريعة.
تنفيذ النشاط
- اطلبوا من الجميع تشكيل مجموعات، مع انضمام شخص بالغ أو قائد شاب إلى كل مجموعة.
- اشرحوا أن هناك أربع قوى رئيسية تؤثر على الطائرة أثناء طيرانها. اسألوا إذا كان بإمكان أي شخص تسمية أي منها. القوى الأربع هي:
- الرفع: الرفع هو القوة التي تجعل الطائرة ترتفع. تساعد الأجنحة في خلق الرفع من خلال الحركة عبر الهواء.
- الوزن: الوزن هو قوة الجاذبية. يدفع الطائرة للأسفل نحو الأرض. عندما تضيف حمولة (مثل الأشخاص أو الشحنات)، يجعل الوزن أثقل.
- الدفع: الدفع هو القوة التي تدفع الطائرة للأمام. تعمل المحركات على خلق الدفع.
- السحب: السحب هو القوة التي تبطئ الطائرة. يحدث بسبب الهواء الذي يدفع ضد الطائرة.
- لتحليق الطائرة، يجب أن يكون الرفع أقوى من الوزن، وأن يكون الدفع أقوى من السحب.
السحب والوزن: القفز بالمظلة
الأدوات اللازمة
- أكياس بلاستيكية أو قماش
- خيوط
- أشياء صغيرة لتعمل كحمولة (مثل العجين البلاستيكي، أو شخصيات العمل أو الأوزان الصغيرة)
- مقص
- شريط لاصق
- مقياس زمني (اختياري)
تنفيذ النشاط
- اسألوا الجميع: «ما الذي تعتقدون أنه يجعل شيئًا ما يسقط ببطء عبر الهواء؟»
- اشرحوا أن السحب (المعروف أيضًا بمقاومة الهواء) قوة تدفع ضد شيء ما أثناء تحركه عبر الهواء. يبطئ هذا الأشياء.
- اشرحوا أن الوزن هو القوة التي تسحب الأشياء نحو الأسفل. يحدث هذا بسبب الجاذبية، التي تجذب كل شيء نحو الأرض.
- تعمل المظلة عن طريق خلق الكثير من السحب. تنشر نفسها، وتلتقط الهواء، وتبطئ السقوط. يجعل هذا الهبوط أكثر أمانًا بكثير.
- قسّموا الجميع إلى مجموعات صغيرة. ستبني كل مجموعة مظلتها الخاصة وستختبرها.
- لبناء المظلة:
- اقطعوا مربعًا من البلاستيك أو القماش.
- أرفقوا أربعة أجزاء متساوية من الخيوط - واحد إلى كل زاوية - باستخدام الشريط اللاصق أو عن طريق ربطها.
- اربطوا نهايات الخيوط معًا في الأسفل.
- أرفقوا جسمًا صغيرًا (هذا حمولتها) حيث تلتقي الخيوط.
- مع إشراف بالغ، دعوا كل مجموعة تسقط مظلتها من ارتفاع لتروا كيف تسقط.
- بعد كل سقوط، اسألوا المجموعة:
- هل سقطت بسرعة أم ببطء؟
- هل اهتزت أو هبطت بهدوء؟
- لماذا تعتقدون أنها سقطت بهذه الطريقة؟
- إذا كان هناك وقت، دعوهم يسقطونها أكثر من مرة لرؤية ما إذا كان ذلك سيغير.
- بعد ذلك، دع المجموعات تجرب قوى السحب والوزن.
التجربة مع السحب (مقاومة الهواء):
- حاولوا صنع مظلة أكبر. المظلات الأكبر تلتقط المزيد من الهواء وتسقط ببطء أكثر.
- استخدموا مواد مختلفة، مثل الورق، أو الأكياس البلاستيكية، أو القماش. بعض المواد تخلق المزيد من الاحتكاك مقارنة بالبعض الآخر.
- أضيفوا ثقوبًا صغيرة في المظلة. الثقوب تسمح بمرور الهواء، مما قد يجعل المظلة تسقط بشكل أسرع.
- في النهاية، اطلبوا من كل مجموعة مشاركة ما توصلت إليه.
التجربة مع الوزن (الحمولة):
- حاولوا استخدام حمولات أثقل أو أخف. الحمولات الأثقل تسقط بشكل أسرع لأن الجاذبية تدفعها أكثر.
- شاهدوا كيف يؤثر تغيير الوزن على عمل المظلة.
- في النهاية، اطلبوا من كل مجموعة مشاركة ما توصلت إليه.
دفعها: صواريخ البالونات
الأدوات اللازمة
- بالونات
- قطعة طويلة من الخيط، حوالي 3 أمتار إلى 5 أمتار
- قشرة بلاستيكية
- شريط لاصق
- إبر رسم (اختياري)
تنفيذ النشاط
- ابدأوا بشرح أن الدفع هو القوة التي تدفع الطائرة للأمام في الهواء.
- يحدث الدفع عندما تدفع محركات الطائرة الهواء للخلف، مما يجعل الطائرة تتحرك للأمام.
- بدون دفع كافٍ، لن تتحرك الطائرة بسرعة كافية للإقلاع من الأرض، لأن المقاومة (الهواء الذي يدفع ضدها) ستؤدي إلى إبطائها.
- لذلك، يساعد الدفع الطائرة على التحرك بسرعة كافية للإقلاع والبقاء في الهواء.
الآن دعونا نبني صاروخ بالون لنرى الدفع في العمل!
- اطلبوا من الجميع الدخول إلى مجموعات صغيرة. تأكدوا أن كل مجموعة لديها مواد صاروخ البالون.
- اختاروا مكانًا يمكنكم فيه تمديد قطعة من الخيط بين جسمين مثل الكراسي، أو الأبواب، أو الرفوف.
- قطّعوا قطعة من الخيط بطول كافٍ لتمتد عبر المساحة.
- ادخلوا قصبًا في الخيط. سيساعد هذا البالون على “الركوب” على طول الخيط مثل الصاروخ.
- شدّوا الخيط بإحكام بين الجسمين حتى يصبح مستقيمًا وأفقيًا.
- استخدموا الشريط اللاصق، أو الدبابيس، أو العُقد لإحكام تثبيت الخيط في مكانه.
- نفخوا بالونًا (لكن لا تربطوه!). احتفظوا بنهاية مغلقة عن طريق الضغط عليها بأصابعكم.
- استخدموا الشريط اللاصق لالتصاق البالون بالقصب، في المنتصف تمامًا.
- عندما تكونوا مستعدين، أطلقوا البالون. سيخرج الهواء بسرعة، وسيحلق البالون على طول الخيط!
- يحدث هذا لأن الهواء الهارب يخلق قوة دفع، مما يدفع صاروخ البالون للأمام.
الآن جربوا تغيير الأشياء ورؤية ما يحدث!
- تغيير حجم البالون: يمكن للبالونات الأكبر احتواء المزيد من الهواء والوصول لمسافات أبعد. لكنها أيضاً أثقل وقد تخلق المزيد من السحب.
- جرب أشكال مختلفة للبالون: تتحرك البالونات المستديرة بشكل أسرع لأن شكلها يسمح بمرور الهواء حولها بسهولة. قد تبطئ البالونات ذات الأشكال الغريبة بسبب المزيد من السحب.
- أضف هواء أكثر أو أقل: يوفر الهواء أكثر قوة (دفع أكبر)، لكنه يضيف الوزن أيضاً. لاحظ كيف يؤثر هذا على مدى وصول الصاروخ.
- غيّر شدة الخيط: قد يبطئ الخيط الشديد البالون. قد يساعد الخيط الأقل شدة في تحريكه بسهولة أكبر.
- غيّر زاوية الخيط: إذا كان الخيط مائلاً للأعلى، قد لا يصل البالون لمسافة أبعد. عادة ما يساعد الخيط المسطح الصاروخ على السفر لمسافة أطول.
بعد كل إطلاق، اسأل:
- ما الذي جعل البالون يتحرك بشكل أسرع أو أبطأ؟
- ما الذي غيّر المسافة التي قطعها؟
- كيف أثر الدفع والسحب على الصاروخ؟
رفعه: تحدي حلقات سلاح الجو الملكي
الأدوات اللازمة
- نسخ من نموذج حلقات مطبوعة (أو ورق A4 ووسيلة لعرض مقطع الفيديو للقياسات)
- أعواد كبريت
- مقص
- شريط لاصق
- دبابيس ورقية، أو شريط لاصق مزدوج، أو أشياء صغيرة أخرى للتعديلات (اختياري)
تنفيذ النشاط
يمكنكم مشاهدة فيديو تحدي حامل الحلقة.
ستشير هذه التعليمات إلى النموذج، لكن يمكنكم استخدام ورقة A4 عادية واتباع الفيديو للحصول على القياسات.
- اطلبوا من الجميع الدخول في مجموعات صغيرة، مع انضمام شخص بالغ أو قائد شاب إلى كل مجموعة.
- اشرحوا أن الرفع هو القوة التي تساعد الطائرة على التحرك في الهواء. تعمل ضد الجاذبية (الوزن) والاحتكاك (مقاومة الهواء). يساعد الرفع الطائرة على البقاء في الهواء. تستخدم الطائرات الحقيقية الرفع باستخدام الأجنحة والمحركات.
- في هذا النشاط، يساعد شكل حامل الحلقة على الانزلاق.
كيفية بناء حامل الحلقة الخاص بك
- أعطوا كل مجموعة قالب مطبوع أو ورقة بيضاء.
- اقطعوا شريطين من الورق - أحدهما طويل والآخر قصير.
- خذوا أربعة أعواد. استخدم إصبعكم لطي نهايات كل عود بلطف.
- قوموا بمحاذاة نهايات الأعواد مع المنطقة الرمادية على الشريط الورقي الطويل.
- لصقوا الأعواد في مكانها حتى تقف بشكل مستقيم.
- قوموا بثني الشريط الطويل إلى دائرة كبيرة ولصق نهاياته معاً.
- خذوا الشريط القصير ولصقوه على نهايات الأعواد.
- سيؤدي ذلك إلى تشكيل دائرة أصغر في الطرف الآخر. لديكم الآن حامل حلقة!
- ألقوا حامل الحلقة بلطف وشاهدوا كيف يطير في الهواء.
- لاحظوا كيف يساعد الشكل والهيكل على ثباته وطيرانه بسلاسة.
- اسألوا الجميع عن رأيهم في ما يجعل الطيران ممكناً.
- اشرحوا أن الحلقتين تعملان مثل الأجنحة. عندما تلقون حامل الحلقة، يتحرك الهواء بسرعة أكبر بين الحلقتين. هذا يخلق ضغطاً منخفضاً فوق الحلقتين وضغطاً عالياً تحتهما. الفرق في الضغط يدفع حامل الحلقة للأعلى - يُسمى هذا الرفع.
دعوا الجميع يجربون تصميمهم. يمكنهم تجربة ما يلي:
- استخدام البطاقات بدلاً من الورق: البطاقات أثقل، لذا سيكون الرفع أقل. قد لا يطير حامل الحلقة لمسافة بعيدة.
- استخدام حلقة واحدة فقط: بحلقة واحدة فقط، يكون سطح حامل الحلقة أقل لالتقاط الهواء. قد يكون أقل استقراراً ويسقط بسرعة أكبر.
- إضافة وزن (دبابيس الورق أو الغراء): الوزن الزائد يعني المزيد من السحب والرفع الأقل. قد يسقط حامل الحلقة بسرعة أكبر.
- تغيير المسافة بين الحلقتين: حاولوا تقريب الحلقتين أو تباعدهما. هذا يمكن أن يغير تدفق الهواء وكيفية استقرار الطيران.
- تجربة طرق رمي مختلفة: حاولوا رميها بسرعة أكبر، وببطء، من زوايا مختلفة، أو من ارتفاعات مختلفة. شاهدوا كيف يتغير مسار الطيران حسب حركة الهواء حوله.
جمع كل ذلك بطائرات ورقية
ما تحتاجون إليه
- ورق A4
- دبابيس الورق
- شريط لاصق
- نسخ من أوراق «طائرة ورقية» (اختياري)
تنفيذ النشاط
- اطلبوا من الجميع الدخول في مجموعات صغيرة، وتأكدوا أن كل مجموعة بها شخص بالغ.
- يجب على كل مجموعة طي طائرة ورقية. يمكنهم استخدام التعليمات الموجودة في ورقة "طي طائرة ورقية" أو ابتكار تصاميم خاصة بهم.
- بعد الانتهاء من الطائرات، يجب على المجموعات وضع علامة على طائرتها بقلم.
- اصطفوا في خط الإلقاء مع ترك مساحة كافية.
- ألقوا الطائرات بلطف في الاختبار الأول. ثم، بعد أن يلقي الجميع طائرته، اذهبوا لالتقاطها وإلقائها مرة أخرى بقوة أكبر.
- اجمعوا الجميع معًا مرة أخرى واسألوهم عما جعل طائرتهم الورقية تتحرك للأمام. ثم اسألوا: "ماذا يدفع طائرة حقيقية للأمام؟"
- اشرحوا أن اليد توفر الدفع للطائرات الورقية عند إلقائها. بالنسبة للطائرات الحقيقية، توفر المحركات الدفع. الدفع هو القوة التي تدفع شيئًا للأمام. بعد إلقاء طائرة ورقية، تستمر في الحركة لأنها تمتلك زخمًا. كلما ألقيت بقوة أكبر، كلما زاد الزخم، وكلما ابتعدت أكثر.
تجربة الوزن
- يجب على الجميع إضافة مشبك ورقي إلى طائرتهم. يضيف هذا الوزن. يزن المشبك الورقي تقريبًا نفس وزن الطائرة الورقية.
- قبل الإلقاء، اطلبوا من الجميع التنبؤ بما إذا كانت الطائرة ستطير أبعد أو أبطأ أو أسرع أو بشكل مختلف مع زيادة الوزن.
- ثم اختبروا الطائرات مرة أخرى وراقبوا ما يحدث.
- قد تحتاج الطائرات إلى مزيد من الدفع (إلقاء أقوى) لحمل الوزن الإضافي.
تجربة مسار الطيران
- أزيلوا الدبوس الآن وشاهدوا الأجنحة في الجزء الخلفي من الطائرة (الذيل).
- طويّا أحد الأجنحة على جانب الذيل. سيجعل هذا الطائرة تدور نحو ذلك الجانب عندما تحلق.
- ألقوا الطائرة وشاهدوا ما إذا كانت تنحني في تلك الاتجاه.
- ثم طويّا كلا الأجنحة. قد يجعل هذا الطائرة تتوقف أو تبطئ فجأة في الهواء.
- ألقوا الطائرة وشاهدوا ما تفعله.
ناقشوا قوى الطيران
- اجمعوا الجميع معاً واسألوا إذا كان بإمكانهم تسمية القوى الأربع الرئيسية التي تؤثر على الطيران وما تفعله:
- الرفع: يدفع الطائرة للأعلى.
- الوزن: يسحب الطائرة للأسفل.
- الدفع: يدفع الطائرة للأمام.
- السحب: يبطئ الطائرة (مقاومة الهواء).
- راجعوا ما إذا كان بإمكان الناس الإجابة على هذه الأسئلة:
- الطائرات ثقيلة جداً - بعضها يزن مثل 30 سيارة! كيف تبقى في الهواء؟ تحتاج إلى رفع كافٍ لمكافحة وزنها.
- ماذا يحدث إذا كانت الطائرة لديها الكثير من الرفع؟ ستذهب للأعلى بسرعة كبيرة.
- ما الذي يساعد الطائرة على التحرك للأمام من حالة التوقف؟ تحتاج إلى دفع من المحركات.
- إذا توقفت محركات الطائرة أثناء تحركها، ماذا سيحدث؟ ستتباطأ بسبب السحب.
اختبار الطائرات في الرياح (إن أمكن!)
إذا كان الجو متقلباً، خذوا الطائرات واختبروا كيف تطير في الرياح. ناقشوا كيف يمكن لاتجاه الرياح وقوتها أن يؤثر على الإقلاع والهبوط.
الآن، اسألوا المجموعة عن إجابة هذه الأسئلة:
- إذا طارت طائرة في رياح قوية، ما الذي تحتاجه أكثر لمواصلة الطيران؟ تحتاج إلى قوة دفع أكبر.
- ما المشاكل التي يمكن أن تسببها الرياح أثناء الإقلاع أو الهبوط؟ قد تضطر الطائرة للعمل بجد أكبر أو التباطؤ.
- ماذا يحدث إذا هبت الرياح بزاوية بالنسبة للطائرة؟ قد يكون من الصعب توجيهها بشكل مستقيم.
التأمل والنقاش
في هذه السلسلة من الأنشطة، رأينا قوة الاحتكاك، والرفع، والوزن، والدفع في العمل. هل جعل رؤية هذه الخصائص وهي تعملها أسهل للفهم من التعريفات المكتوبة؟ وكيف جعل العمل في المجموعات أيضاً الفهم هذه العمليات والخصائص نفسها أسهل؟ جعل العمل الجماعي قياس وتسجيل النتائج أسهل، حيث كان هناك دائماً شخص ما يتحقق من أن تنبؤاتك كانت متوافقة مع العلم.
كان من المهم اتباع التعليمات بالترتيب الذي قدمت به، وتغيير شيء واحد في كل مرة، وتقديم تنبؤات عما سيحدث قبل الاختبار. لماذا؟ الإجابة: للتأكد من أن النتائج متسقة، ولمعرفة كيف يؤثر التغيير على التجربة ككل، وللتأكد من أن الجميع لديه فكرة عن كيفية تأثير كل خاصية على التجربة.
النفايات وإعادة التدوير
يجب أن تكون جميع الأدوات نظيفة ومناسبة لهذا النشاط.
العلوم
أشرفوا على الأعضاء الصغار، ولا تنفذوا أنشطة علمية إلا إذا كانت موصى بها ومناسبة لعمر المرحلة التي تديرونها. اختبروا الأنشطة أولاً، للتأكد من ثقتكم بقدرتكم على قيادة هذه الأنشطة بأمان. ارتدوا ملابس واقية عند الضرورة.
مقصات
قوموا بالإشراف على الأعضاء الصغار بشكل مناسب عند استخدامهم المقصات. احفظوا جميع الأشياء الحادة بشكل آمن، بعيداً عن متناول الأعضاء الصغار.
الغراء والمذيبات
قوموا دائماً بالإشراف على الأعضاء الصغار بشكل مناسب عند استخدامهم للصمغ ومنتجات المذيبات. تأكدوا من وجود تهوية جيدة. احذروا من أي حالات طبية قد تتأثر باستخدام الصمغ أو المذيبات وقوموا بالتعديلات اللازمة.
الأدوات الحادة
علّموا الأعضاء الصغار كيفية استخدام الأدوات الحادة بأمان. راقبوهم بشكل مناسب طوال الوقت. احفظوا جميع الأدوات الحادة في مكان آمن، بعيداً عن متناول الأعضاء الصغار.
تكييف النشاط
- لجعل هذا النشاط أسهل، يمكنك قطع مواد المظلة أو مواد طائرة هووبستر مسبقاً للأعضاء الصغار أو تقديم نماذج جاهزة للتجميع السهل.
- لجعل هذا النشاط أصعب، يمكنك محاولة تعديل النشاط ليشمل متغيرات أكثر تعقيداً. على سبيل المثال، استخدم مواد مختلفة لبناء المظلات أو طائرات هووبستر، مما يتطلب من الأشخاص النظر في الوزن، والاحتكاك، والرفع بعناية أكبر.
لكل المشاركين
- إذا كان أي شخص حساساً للضوضاء أو الأصوات العالية، استخدموا كرة من الفوم أو بلاستيك خفيف بدلاً من البالون. قد يكون صوت انفجار البالون المفاجئ مزعجاً أو مثيراً للقلق. تحققوا من وجود حساسية من اللاتكس عند استخدام البالونات أو القفازات البلاستيكية أو أي أشياء أخرى مصنوعة من اللاتكس. إذا كانت الأشياء ستُأخذ إلى المنزل، تأكدوا من عدم وجود حساسية لدى أي شخص هناك.
- تأكدوا أن الجميع لديهم وقت كافٍ لتجربة النشاط أكثر من مرة. احرصوا على وجود عدد كافٍ من الكبار للمساعدة. يمكنكم تنفيذ النشاط على عدة جلسات وتوفير مهام أخرى للأشخاص الذين ينتهون مبكراً، حتى يتمكن الجميع من العمل وفق سرعتهم الخاصة.
- قد يجد بعض الأشخاص أن المقصات صعبة الاستخدام. تأكدوا من توفير مقصات يمكن للجميع استخدامها (مثل المقصات المخصصة لليساريين، أو على الطاولة، أو ذات الحلقات أو المقابض المريحة). يمكن أيضاً تمزيق الورق بدلاً من قطعه.
- قد يجد بعض الأشخاص صعوبة في التكيف مع التغييرات المتكررة أو الانتقال بين الأنشطة. أعطوا إشعاراً كافياً إذا كانت هناك تغييرات في الروتين أو الأنشطة. كن واضحاً بشأن ما تريد من الأشخاص فعله وواقعياً بشأن ما يمكنهم إنجازه خلال الوقت المحدد. قد يكون من الصعب على بعض الأشخاص الانتقال إلى نشاط آخر إذا شعروا أنهم لم ينتهوا من مهمة معينة.
- تأكدوا أن الجميع يستطيعون رؤية التعليمات. قد تحتاجون إلى استخدام كلمات أكبر، خط كبير سهل القراءة، أو صور أكبر. يمكنكم توفير نسخة رقمية حتى يتمكن الأشخاص من استخدام برامج تكبير الشاشة. يمكن أيضاً استخدام عدسات تكبير، برايل، أو نسخ كبيرة الحجم. استخدم ألوان، أشكال، أو صور مختلفة لدعم أي شخص يواجه صعوبة في القراءة. تذكروا اختيار ألوان سهلة التمييز للأشخاص الذين يعانون من ضعف البصر.
- قد لا يحب بعض الأشخاص بعض النسيج أو الاتساخ - ولا يجب إجبار أي شخص على لمس شيء يشعر بعدم الارتياح. يمكنهم ارتداء قفازات، استخدام أداة للتفاعل مع العنصر، أو إيجاد طريقة أخرى للمشاركة. يمكن أيضاً لشخص آخر مساعدته في تلك الجزئية.