פרויקט מדעי זה ילמד את התלמידים כיצד כוחות מושכים או דוחפים זה את זה כדי ליצור רעידת אדמה. כל תלמיד בבית הספר היסודי, מהגן ועד כיתה ו', יהנה ללמוד כיצד קורות רעידות אדמה עם הפרויקט הזה.
חקירת הכוחות ברעידות אדמה
רעידות אדמה הן אירועי טבע הרסניים, והן הורסות רכוש עם גלים סיסמיים חזקים. במניעת קריסת מבנים, מהנדסים רבים בונים מסגרת מבנית שתעמוד בפני הגלים הסיסמיים העזים.
חומרים
כדי ליצור את 'הבניינים' שלך, התחל באיסוף החומרים הבאים:
- שתי צלחות קלקר בקוטר 16 ס" מ
- מרשמלו מיניאטורי
- 6 או יותר מקלות יצירה בגודל 2 ס" מ
- 6 או יותר מקלות יצירה בגודל 1 ס" מ
- סרגל
- עיפרון
- ארבעה ספרים (בערך באותו רוחב)
הוראות למסגרת יציבה
התחל בבניית מסגרת יציבה לבניין שלך.
- שימו בצד כמה מרשמלו מיניאטוריים.
- הפוך את צלחות הקלקר.
- חורים ארבעה חורים על גבי כל צלחת בעזרת עיפרון.
- התחל לבנות על ידי שימוש במרשמלו אחד או שניים לתחתית מקל יצירה בגודל 2 ס" מ.
- מניחים אותו על גבי החור שעשיתם מצלחת הקלקר.
- תנו למרשמלו להתייצב בעדינות על הצלחת והמשיכו עם שלושת מקלות היצירה האחרים בגודל 2 ס" מ.
- הקפידו לתת לכל מקל יצירה להתקבע מכיוון שזהו הבסיס של המסגרת לבניין.
- חזור עם מקלות יצירה נוספים.
- השתמשו בכמה מקלות יצירה שתרצו והמשיכו לבנות.
הוראות למסגרת לא יציבה
השתמש במרשמלו מיניאטורי כדי לבנות מסגרת דומה למסגרת היציבה למעלה.
- הפוך את צלחת הקלקר עם הפנים כלפי מטה.
- התחל לבנות באמצעות מרשמלו מיניאטורי אחד או שניים למקל היצירה בגודל 1 ס" מ.
- מניחים אותו בעדינות על גבי צלחת הקלקר כמו בסעיף הקודם.
- המשך לבנות עם כמה מקלות ומרשמלו שתרצה.
הדמיית כוחות ברעידות אדמה
העולם מורכב במספר עצום של חלקים כמו פאזל. חלקים מהפאזל נקראים לוחות יבשתיים המשתרגים על פני הגלובוס. כאשר כוחות קיצוניים מתנגשים, מחליקים או חותכים זה את זה, רעידות אדמה מתחילות לצוץ.
לאחר שסיימתם את המסגרת החסונה והלא יציבה שלכם, הגיע הזמן לדמות כוחות רעידת אדמה. סימולציה זו תבחן שלושה סוגים של כוחות ברעידות אדמה: דחיסה, מתח וכוחות גזירה.
- אספו ארבעה ספרים בעלי רוחב דומה, והניחו אותם על משטח יציב.
- פנו שני ספרים זה לצד זה והניחו קבוצה נוספת של ספרים מעל.
- הצב את אחת מקונסטרוקציות הבניין בין הספרים (התחל עם הבניין עם מקלות של 2 ס" מ).
- הזז את הספרים זה לצד זה תוך שימוש בכוחות גזירה.
- לאחר מכן, התנגשו בספרים בעדינות תוך הדמיה של כוחות דחיסה.
- לבסוף, פרק את הספרים כדי לראות מה קורה ליצירת הבניין כמראה כוחות מתח.
- חזור על המבנה עם מקלות יצירה בגודל 1 ס" מ.
- לכל סוג כוח, רשמו את התצפיות שלכם. איך כל סוג של כוח משפיע על כל בניין בצורה שונה?
מה קרה?
הצלחתם לראות איזה סוג של מסגרת בניין היה מסוגל לעמוד בפני כוחות שונים? בהדמיית ההשפעות של דחיסה, גזירה ומתח, אולי שמתם לב שמסגרת הבניין בעובי 1 ס" מ לא החזיקה מעמד היטב עבור כל סימולציה. אולי גם שמתם לב שהמבנה נוטה ליפול בצורה שונה בהתבסס על סוג הכוח שהופעל. עם דחיסה, המבנה נטה ליפול לצד אחד. מרוב מתח, הבניין כנראה נפל לאמצע או נקרע.עם לחץ גזירה, המבנה כנראה התפתל או נקרע לפני שהוא נפל.
אתגר
עכשיו, לאחר שלמדתם כיצד כוחות ברעידת אדמה משפיעים על מבנים שונים, קח את המעבדה צעד קדימה.
- האם אתה יכול לתכנן מבנה שעומד בפני כל הכוחות המדומים הללו? בנה שלושה מבנים נוספים באמצעות אותם חומרים ובדוק אותם.
- חקרו רעידות אדמה אמיתיות וראו כיצד אדריכלים מתכננים מבנים כדי לשרוד את הגלים הסיסמיים שמייצרת רעידת אדמה.
- האם אתה יכול לעצב סימולציה שהיא גדולה יותר או שמייצגת בצורה מדויקת יותר את הכוח לקנה מידה?
בניית מסגרת בטוחה מספיק לרעידות אדמה
כמובן, בהתאם לכמות הכוח שהפעלת, ייתכן שתראה שינויים בתוצאות שלך. עם זאת, מסגרת לא יציבה אינה מציעה בטיחות במהלך רעידת אדמה. למעשה, מהנדסים מתכננים מבנים, מגורים וכבישים מהירים בטוחים בסייסמיות כדי לעמוד בפני הגלים הסיסמיים העזים על פני השטח.זכרו גם כן, ככל שיהיו רעידות אדמה הרסניות, הן גם חלק ממה שמהווה צורות קרקע שונות ברחבי העולם.
