آزمایش‌های جذاب با استفاده از علم فیزیک

آزمایش‌های علمی، خیلی وقت‌ها شبیه به بازی هستند. بازی‌هایی که علاوه بر سرگرم کردن ما، مسائل علمی را نیز تحلیل، و مغز ما را حسابی مغشوش می‌کنند. این آزمایش‌های جذاب، گاهی اوقات خیلی کوتاه و مختصر هستند اما در بطنشان حرف‌های بسیار زیادی می‌زنند. در این مقاله، قرار است تا در مورد دو تا از آزمایش‌های جذاب فیزیکی صحبت کنیم و حقایق علمی را هم بررسی کنیم. یکی از آن‌ها، آزمایش ساختن آهن‌ربا با استفاده از شانه و دیگری، یک آزمایش جالب با استفاده از تخم مرغ است. همراه ما باشید تا این دو آزمایش را انجام دهیم.

آشنایی اولیه با دو آزمایش گفته شده

این دو آزمایش جذاب که یک مقاله کامل را به خودشان اختصاص داده‌اند، به راحتی اجرا می‌شوند. جدا از این مورد، حتی خطرناک هم نیستند. اما برای آنکه با قوانین مهمی از فیزیک آشنا شویم، بهترین آزمایش‌های ممکن هستند. می‌بینید؟ برای آنکه از یک آزمایش درس بگیریم، نیازی نیست که حتما برویم به سمت آزمایش‌هایی که هم خطرناک‌اند و هم اجرای آن‌ها نیاز به مهارت خیلی بالا دارد. در آزمایش اول، می‌خواهیم یک شانه را برداریم و با آن آهن‌ربا بسازیم. خب ممکن است فکر کنید که این کار غیر ممکن است. اما علم فیزیک همیشه یک راه حل برای ما دارد. خودتان متوجه خواهید شد. در آزمایش دوم، می‌خواهیم یک کاری انجام دهیم که واقعا غیر ممکن به نظر می‌رسد. به نظر شما، آیا می‌توان با استفاده از جاذبه فهمید که یک تخم مرغ، خام است یا پخته شده؟ اگر جوابتان “نه” است، خب اشتباه می‌کنید. باز هم باید بگوییم که زود قضاوت کردید و علم فیزیک را دست کم گرفتید. تمام این کارهای باحال را در ادامه مطالب خواهید دید.

شروع آزمایش‌های جذاب ما

آزمایش ساختن آهن‌ربا با استفاده از شانه

به احتمال زیاد، شما در برخی موارد الکتریسیته ساکن را تجربه کرده‌اید. آن شوک کوچکی که گاهی اوقات وقتی دست‌گیره در دست می‌گیرید، نحوه بلند شدن موهای شما هنگام برس زدن، چسبیدن کلاه به موهای شما و یک حس برق گرفتگی. همه این‌ها، نمونه‌هایی از الکتریسیته ساکن هستند که ما همیشه در حال مشاهده‌شان هستیم، اما در موردشان فکر نمی‌کنیم.

در آزمایش زیر، ما از الکتریسیته ساکن برای ایجاد “آهن ربا” استفاده خواهیم کرد. ما یک بارِ الکتریکی روی شانه مو ایجاد می‌کنیم و نحوه عملکرد آن را بررسی می‌کنیم. در پایان آزمایش، ما درک بهتری از الکتریسیته ساکن، علت رفتار آن به این اشکال و آن‌چه می‌توانیم انجام دهیم تا اثرات آن را در زندگی روزمره خود به حداقل برسانیم، خواهیم داشت.

وسایل مورد نیاز: یک عدد شانه مو  –  دستمال  –  قیچی

مرحله اول یکی از آزمایش‌های جذاب

اگر دستمال شما دو لایه است، دو لایه را از هم جدا کرده و فقط از یک لایه استفاده کنید. با استفاده از قیچی، لایه جدا شده از دستمال را به چهار قسمت برش بدهید. یکی از قسمت‌های آن را روی میز قرار دهید.

مرحله دوم

یک شانه را چندین بار (حداقل 12 بار) پشت سر هم روی موهای خود بکشید. این کار روی موهای خشک و تمیز بهترین عملکرد را دارد. پس سعی کنید که آزمایش را روی موهای خشک و تمیز انجام دهید. در استفاده از شانه نیز می‌توانید از یک ترفند کاربردی استفاده کنید. استفاده از قسمت نازک تر شانه یا انتهایی که دندانه‌های آن به هم نزدیک‌تر هستند، بهترین نتیجه را می‌دهد.

مرحله سوم یکی از آزمایش‌های جذاب

بلافاصله پس از کشیدن شانه روی موهای خود، شانه را با یک دستمال لمس کنید. شما می‌دانید که اگر دستمال به محض نزدیک شدن به شانه بلند شود، آزمایش ما موفقیت آمیز بوده است. با استفاده از شانه “مغناطیسی” جدید، دستمال را از روی میز بلند کرده و به هوا ببرید. این کار خیلی لذت دارد.

علت وقوع این پدیده چیست؟

الکتریسیته ساکن هنگامی تولید می‌شود که ذرات با بار منفی موسوم به “الکترون” به جسمی منتقل شده و اجازه تجمع پیدا کنند. در مورد آزمایش ما، جسم شانه بود. الکترون‌ها از موهای ما روی شانه پریدند و بار منفی موقت به شانه می‌دهند. از آنجا که بارهای ناهمنام جذب می‌شوند، بارهای منفی روی شانه به بارهای مثبت روی دستمال کشیده می‌شوند و حقیقتا دستمال به شانه می‌چسبد. همین دلایل، این آزمایش را تبدیل به یکی از آزمایش‌های جذاب در علم فیزیک کرده است.

شرایط خشک، بیشتر برای ایجاد الکتریسیته ساکن مناسب است. به همین دلیل است که شما در زمستان بیشتر دچار شوک‌های الکتروستاتیکی می‌شوید. این به این دلیل است که آب یک رسانای عالی است. هنگامی که رطوبت وجود دارد، بارهای الکتریکی ساکن که به طور طبیعی بر روی سطح ایجاد می‌شوند می‌توانند توسط ذرات آب معلق در هوا جذب شوند. این ذرات آب در شرایط خشک وجود ندارند، بنابراین بارها تجمع می‌یابند. اما هنگامی که با جسم دیگری مانند دست شما روی دستگیره در تماس هستند، به یکباره پراکنده می‌شوند.

آزمایش جالب با استفاده از تخم مرغ

در این قسمت، با یکی از آزمایش‌های جذاب و بسیار کاربردی در دنیای فیزیک آشنا می‌شویم.

“جاذبه”، نیرویی است که ما را به سمت زمین می‌کشاند. وظیفه آن این است که وقتی اجسام به یک سمت جابه‌جا می‌شوند یا از فاصله دور به بالا پرتاب می‌شوند، دوباره به زمین برگردند. “مرکز ثقل” یا “مرکز جرم”، نقطه‌ای است که وزن یک جسم در آن متمرکز می‌شود. می‌توان آن را نقطه‌ای دانست که گرانش بر روی یک جسم تأثیر می‌گذارد. داشتن مرکز ثقل ثابت باعث می‌شود تا مواردی مانند چرخش بالای سرها یا تعادل طناب زن روی یک سیم نازک ایجاد شود. ما همچنین می‌توانیم از این پدیده برای تعیین اینکه آیا تخم مرغ پخته شده است یا نه، استفاده کنیم. البته بدون این که مجبور باشیم تخم مرغ را باز کنیم!

وسایل مورد نیاز: دو عدد تخم مرغ  –  یک قابلمه کوچک  –  آب

مرحله اول یکی از آزمایش‌های جذاب با استفاده از تخم مرغ

توجه: مرحله اول این آزمایش نیاز به نظارت بزرگسالان دارد.

یکی از تخم مرغ‌ها را به خوبی بجوشانید. چندین روش برای جوشاندن تخم مرغ وجود دارد. اما برای اهداف این آزمایش می‌خواهیم مطمئن شویم که تخم مرغ کاملا سفت شده است. برای رسیدن به این هدف، اجازه دهید که تخم مرغ حداقل به مدت 15 دقیقه در آب جوش برای خودش بماند.

مرحله دوم

تخم مرغ را آبکش کرده و زیر آب سرد بشویید. تخم مرغ را به مدت یک ساعت یا بیشتر در یخچال قرار دهید. این به این دلیل است که نمی‌توانید فقط با بررسی درجه حرارت، تشخیص دهید که کدام تخم مرغ پخته شده است.

مرحله سوم یکی از آزمایش‌های جذاب با استفاده از تخم مرغ

تخم مرغ پخته شده و تخم مرغ خام را از یخچال خارج کنید. تخم مرغ‌ها را یک به یک روی میز یا سطح تمیز بچرخانید. به تفاوت نحوه حرکت هر تخم مرغ توجه کنید. یک تخم مرغ به آرامی می‌چرخد در حالی که دیگری تکان می‌خورد و چرخش آن دشوار است.

چه اتفاقی در این آزماش رخ داد؟

محتویات داخل پوسته تخم مرغ خام مایع هستند، بنابراین می‌توانند در اطراف حرکت کنند. وقتی می‌خواهید تخم مرغ خام را بچرخانید، محتویات آن به اطراف حرکت می‌کنند. این باعث می‌شود که مرکز ثقل تخم مرغ دائما در حال تغییر باشد. از آنجا که مرکز ثقل ثابتی ندارد، تخم مرغ به طور صاف، مانند قسمت بالا، نمی‌چرخد، اما تکان می‌خورد. از طرف دیگر در تخم مرغ پخته شده، داخل آن جامد است. به همین ترتیب مرکز ثقل آن نیز ثابت می‌شود. بنابراین، تخم مرغ پخته شده به راحتی می‌چرخد و به راحتی از تخم مرغ خام تشخیص داده می‌شود. بدون آنکه تخم مرغ باز شود.

از این آزمایش‌های جذاب لذت بردید؟

هر دو آزمایش گفته شده، چه از نظر کاربرد و چه از نظر علمی خیلی غنی هستند. اما آزمایش دوم، به مراتب از آزمایش اول جالب‌تر می‌باشد. امیدواریم که از این آزمایش‌های جذاب فیزیکی لذت برده باشید.

نویسنده: عجیب تو جیب

هرگونه کپی برداری از محتوا تنها با ذکر نام “عجیب تو جیب” و “درج لینک دقیق محتوا” در سایت مجاز است و در غیر این صورت و مشاهده‌ آن پیگرد قانونی دارد.