تجارب فيزيائية سهلة و بسيطة

ضع مقدار خمس ملاعق ماء في صحن زجاجي . دع الماء يجف تماما .
ستجد أن : الماء ترك بقعة بيضاء اللون ( على شكل دوائر ) .
التفسير : البقعة المتبقية في قاع الصحن ما هي إلا أملاح كانت منحلة في الماء . أنظر إلى داخل غلاية ماء تجد ترسبات ملحية . حاول الآن تبخير ماء المطر .
ترى هل يحوي ماء المطر على أملاح معدنية ؟
ما هو الماء العسر ؟

اسحق قطعة حوار ( طبشور ) بواسطة جسم صلب .ضع الحوار المسحوق ( بودرة ) في إبريق يحوي ماء . حرك المزج جيداً ثم صب المزيج غبر منديل إلى وعاء آخر ، ثم صب نصف المزيج في إبريق آخر ، وأضف مقدار ملعقة من الصودا أو البوريك .
أضف مقدارا مماثلا من بودرة الصابون إلى كلا الإبريقين ، حرك الماء جيدا ، ستجد أن : الماء الذي أضفت إليه صودا الغسيل أصبح ذا رغوة أكثر من الماء الآخر .
التفسير : لقد جعلت الماء ماءا عسيرا عندما أضفت الحوار ، ثم عدلت جزءا منه بإضافة صودا الغسيل ، بعض المواد مثل الكلس ( الحوار ) تجعل الماء عسراً ، والصابون لا يشكل رغوة مع الماء العسر ، وإضافة صودا الغسيل إلى أحد الإبريقين يعدل الماء بحيث يمتزج الماء بسهولة مع الصابون .
أطلق اسم الماء العسر على الماء أثناء الحرب الأهلية ، عندما وجد الجنود أن طعامهم ( الفول ) يصبح قاسيا عندما يطهى في ماء معين ، فوضعوا إشارة عند الماء فقالوا أنه ماء عسر .
كيف تتشكل البلورات ؟

أضف ربع فنجان من السكر إلى ماء يغلي ، حرك جيدا ثم ضع خيطا في الماء ، ودع جزءا منه خارج الإناء ، اترك الخيط لمدة أسبوع ستجد أنه تشكلت بلورات على الخيط .
التفسير : تبخر الماء في الهواء تاركا خلفه السكر على شكل بلورات صلبة ..
تعبئة المصفاة بالماء

صب قليلا من الزيت في مصفاة صغيرة بحيث يخرج الزيت من ثقوب المصفاة . امسك المصفاة فوق حوض . صب قليلا من الماء فوق المصفاة بهدوء.
ستجد أن : المصفاة تمتلئ بالماء . والماء تندفع عبر الثقوب لكنه لا يستطيع الخروج .
التفسير : سطح الماء المضطرب ، أي طبقة الماء اللزجة غير المرئية . فهذه الطبقة تمنع الماء من النفوذ عبر هذه الثقوب .

أيهما أسرع بالسقوط؟

قف على كرسي واسقط شيئين بنفس الوقت – فليكن جسم ثقيل وجسم خفيف .
ستجد أن : سيصل كلا الشيئين إلى الأرض بنفس الوقت .

التفسير : إن وزن الجسم لا يؤثر على سرعته أثناء السقوط .
لكننا نعرف أن الريشة لا تسقط بنفس سرعة سقوط الحجر . وأن الشخص الذي يهبط بمظلة لا يهبط بسرعة تساوي سرعة شخص يهبط دون مظلة ، إن شكل الريشة وشكل المظلة هامان بسبب السطح الكبير الملامس للهواء وبالتالي يحدث مقاومة للهواء أثناء السقوط .
قوة الأجسام الثقيلة

ضع حجرين واحد صغير وآخر كبير على حافة طاولة . ضع علبة معدنية على الأرض بالقرب من الطاولة ، ادفع الحجر الصغير بحيث يسقط فوق العلبة المعدنية .
ترى ماذا يحدث ؟ والآن ادفع الحجر الكبير كي يسقط فوق العلبة معدنية لاحظ ماذا يحدث .
ستجد أن : الحجر الكبير يحدث أثرا كبيرا في العلبة بينما تجد الحجر الصغير لا يترك سوى أثرا صغيرا على العلبة .
التفسير : إن الحجر الكبير يحمل كمية كبيرة من القدرة . وقد تطلب جهدا كبيرا لرفعه إلى الطاولة على عكس الحجر الصغير . فالأجسام التي تحتاج لجهد كبير لرفعها تكمن فيها قدرة كبيرة عندما تسقط إلى الأرض .
العجلة والمحور

انزع غطاء براية الأقلام الدوارة ..
أربط خيطا حول المحور .
احزم بضعة كتب بالطرف الآخر من الخيط .
أدر الذراع حتى ترتفع الكتب إلى مستوى الطاولة . والآن انزع الخيط عن الكتب وحاول رفعهم بيدك لنفس المستوى .
ستجد أن : الجهد المطلوب لرفع الكتب بواسطة تلك الآلة أقل بكثير من الجهد المبذول لرفعهم باليد .
التفسير : استعملت تلك الآلة وذلك لتقليل الجهد المبذول لرفع الكتب وهذا عمل الرافعة بالضبط . وهناك أمثلة أخرى تعمل على مبدأ المحول والعجلة ومن هذه الأمثلة قبضة الباب والمروحة .
المسمار والسكين

اغرس مسمارا في قطعة خشب ، وذلك بواسطة المطرقة . ثم اسحبه مرة أخرى خارج الخشب .
والآن حاول أن تجعل رأس المسمار غير مدبب وذلك بأن تقطعه بالكماشة مثلا .
ثم حاول غرسه مرة أخرى في الخشب .
ستجد أن : في المرة الثانية يتطلب غرس المسمار جهدا أكبر مما تطلبته المرة الأولى .
التفسير : إن نهاية المسمار المدببة ، شبيهة بالوتد طالما ينغرس في الخشب . ولا داعي لجهد كبير حتى يتم غرسه في الخشب وذلك بسبب الرأس المدبب الذي يشق الطريق أمام بقية المسمار .
ولهذا السبب تجد أن السكين والفأس والمسلات والإبر والدبابيس لها نهاية مدببة وحادة لتسهل عملية إدخالها .
التبريد

قص مثلثا من قطعة ورق .
ثم لف هذا المثلث الورقي حول قلم رصاص . والآن ماذا يوجد لديك ؟
ستجد أنه : لديك بما يشبه البرغي .
التفسير : البرغي هو عبارة عن مسمار يوجد على سطحه أخدود محلزن .والبراغي تساعد في تثبيت القطع الحديدية أو الخشبية مع بعضها البعض .
لاحظ العديد من الأدوات والأجهزة تجد أنها مليئة بالبراغي التي تثبت الأجزاء ببعض .
كيف تنتشر الحرارة من طاقة مشعة ؟

صب قليلا من الماء في طبق صغير . ضع الطبق على حافة النافذة تحت أشعة الشمس . وبعد فترة تحسس بيدك الماء أو بواسطة ميزان الحرارة .
ستجد أن : الماء يصبح أكثر حرارة من قبل .
التفسير : ترسل الشمس أشعة وهذه الأشعة هي عبارة عن طاقة تدفئ أي جسم تقع عليه . وهذا معروف بـ ( الطاقة الإشعاعية ) .
كيف يمكن للحرارة أن تنفخ بالونا في الهواء ؟

أدخل فتحة قارورة في بالون .. ثم اغمس القارورة في ماء حار أو أشعل شمعة وقربها من القارورة من الأسفل .
ستجد أن : البالون ينتفخ ..
التفسير : عندما يتم تسخين الهواء فإنه يتمدد . لكن ماذا يحدث عندما يتمدد ؟
إن جزيئات الهواء تتصادم ببعضها البعض عندما ترتفع درجة حرارة الهواء وتصبح حركة الجزيئات سريعة مما يؤدي إلى توسع وتمدد الهواء ولذا نجد أن البالون يمتلئ بالهواء نتيجة تمدد الهواء الموجود داخل القارورة . وعندما يبرد الهواء فإنه يتقلص ويعود إلى حجمه الأول ولهذا السبب يجب التأكد من كمية الهواء داخل إطارات السيارة .
كيف تغير الحرارة الأجسام الصلبة إلى سائلة ؟

1- ضع قطعة ثلج في وعاء ثم عرض هذا الوعاء للنار .
2- ضع قليلا من السكر في وعاء ثم عرض للنار .
3- ضع قليلا من البارافين في وعاء ثم عرضه للحرارة .
ستجد أن : المواد الصلبة ستتحول إلى مواد سائلة لدى تعرضها للحرارة .
التفسير: عندما تصبح المواد الصلبة ساخنة فإن جزيئاتها تتحرك بسرعة كبيرة فتتمدد المواد أول الأمر ثم تتحول إلى سائل حيث تتحرك الجزيئات بحرية أكبر .ندعو هذه الظاهرة بالإنصهار .
الحرارة تغير المواد السائلة إلى غاز

سخن قليلا من الماء في وعاء . قس درجة حرارة الماء من وقت لآخر . ستجد أنك تحصل على بخار أي الحلة الغازية للماء . لكن درجة حرارة الماء لن ترتفع فوق 100 درجة مئوية .لكن لم ترتفع أكثر من ذلك .
قرب كأسا باردا فوق البخار المتصاعد ستجد أن قطرات البخار تتكاثف على سطح ال:س . هذا يعني خفض درجة الحرارة يعيد الغاز إلى حالته الأولى وهي السائل .
الاهتزازات بالأوتار

اربط أربع مطاطات بسماكات مختلفة على صندوق مستطيل .
ضع في أحد الجوانب قطعة خشبية . انقر كل وتر على حدة ولاحظ الأصوات وقارن بينها .
والآن شد هذه الأوتار وذلك بسحب القطعة الخشبية إلى أقصى الصندوق .
ترى ماذا يحصل ؟ هل يتغير الصوت أم لا ؟
ستجد أن : الوتر المشدود سيصدر صوتا مرتفعا . بينما يصدر الوتر غير المشدود صوتا منخفضا .

التفسير : تعتمد طبقة الصوت على شد الوتر وطوله وسماكته .
فالوتر الرفيع يعطي صوتا أعلى من الوتر الغليظ .
تكبير الصوت

اضرب طرف شوكة بملعقة . استمع للصوت . كرر العملية لكن هذه المرة اضغط بقبضة الشوكة على الطاولة بحيث تكون الشوكة شاقولية .

ستجد أن : المرة الثانية صدر صوت مرتفع وذلك لأنك وضعت قبضة الشوكة على الطاولة .
التفسير : يكمن تكبير الصوت إذا كانت الأجسام الأخرى عندها قدرة على الاهتزاز . وبشكل عام كلما كان سطح الجسم أكبر يكون الصوت أعلى . فالعديد من الآلات الموسيقية لها جسم خشبي أو معدني . ويكون هذا الجسم على شكل صندوق أو لوح .
الجليد والملح

بالاستفادة من خواص الحرارة يمكنك إجراء التجربة الطريفة التالية :

اغمس خيطا في الماء حتى يصبح مبللا . ثم ضعه فوق قطعة ثلج .
رش قليلا من الماء على طول الخيط . ستجد أنه بعد بضعة دقائق يمكنك رفع قطعة الثلج بواسطة الخيط .

التفسير : عندما تضع الملح فوق الثلج فإنه يخفض درجة حرارة التجمد ويسبب بانصهار بسيط للثلج . وعندما يتجمد الماء مرة أخرى يتثبت الخيط بالقطعة .
المكعبات الثلجية

رص قطعتي ثلج بجانب بعضهما البعض بواسطة منشفة لعدة دقائق .

ستجد أن : القطعتين قد التصقتا معا .

التفسير : سبب الضغط شيئا من الانصهار وذلك بانخفاض درجة حرارة الانصهار . ثم تجمدت القطعتان معا عندما رفعت الضغط عنهما .
الغبار يساعدنا على الرؤية

اغلق نافذة الغرفة بحيث يبقى شق صغير وتمر من خلاله أشعة الشمس .
اتبع بنظرك أشعة الشمس في الغرفة .

ستجد أنه : يمكنك مشاهدة ذرات الغبار وهي تتحرك .

التفسير : إن ذرات الغبار تعكس أشعة الشمس وتساعدنا على الرؤية حيث تكون الإضاءة خفيفة .
ولولا الغبار لما استطعنا الرؤية داخل المنازل إذا كان هناك أشعة الشمس مباشرة .
القراءة من وراء الماء

املأ كأسا بالماء . ثم قربه من جريدة ، وحاول القراءة .

ستجد أن : الكلمات أصبحت كبيرة .

التفسير : بما أن الكأس مستدير فستمر أشعة الضوء عبره بحيث يتغير اتجاهه داخل الماء . وبنفس المبدأ تعمل العدسات .
ما الذي يسبب الظل ؟

ضع مصباحا ( بيل ) في غرفة مظلمة على بعد متر ونصف من الحائط .
قف خلف البيل . هل ترى خيالك ؟
ارفع يدك بين المصباح والحائط . قرب يدك قليلا من المصباح . ماذا تلاحظ على الحائط ؟

ستجد أنك : تسبب في حدوث خيال على الحائط وعندما وضعت يدك بالقرب من المصباح أصبح الخيال أكبر . وكلما أبعدت يدك يصبح الخيال أصغر .

التفسير : يتشكل الخيال عندما تمنع أو تحجب الأشعة وكلما ابتعدت قليلا يصبح الخيال أصغر والعكس صحيح .
ما هو الانجذاب ؟

افرك مشطا بقطعة قماش أو صوف . ثم قربه نحو ماء الصنبور أو قربه من شعرك .

ستجد أنه : بواسطة الفرك سينشحن المشط بالكهرباء . وقد تحدث شرارة بسيطة وهي تنجم عن انتقال الشحنة إلى الجسم الآخر ( الماء أو الشعر هنا ) والشرارة هي انتقال الشحنة من جسم إلى آخر .

التفسير : البرق هو شرارة كهرباية ضخمة تحدث عندما تنتقل شحنة من غيمة إلى أخرى أو من غيمة إلى الأرض .
كيف تعمل القصبة ( المصاصة ) ؟

ضع قليلا من الشراب في كأس . ضع قصبة ورقية أو بلاستيكية في الشراب . مص قليلا من الشراب بواسطة القصبة . ثم ضع إصبعك مباشرة على فتحة القصة . ارفع القصبة من الشراب . ماذا سيحدث ؟ والآن ارفع إصبعك عن فتح القصبة .

ستجد أن : عندما أغلقت بإصبعك فتحة القصبة بقي الشراب فيها وعندما رفعت إصبعك عن القصبة بدأ الشراب بالرجوع إلى الكأس .

التفسير : عندما وضعت إصبعك على فتحة القصبة انخفض ضغط الهواء . بينما الضغط المطبق على السائل في الفتحة السفلية للقصبة هو ضغط كبير . لذا يبقى السائل داخل القصبة .
الرذاذ

أحدث ثقبا صغيرا في قصبة . ضع القصبة في كأس مليء بالماء . اثن القصبة من مكان الثقب . تأكد من أن الثقب الذي أحدثته في القصبة غير منغمس في الماء . والآن انفخ عبر القصبة .

ستجد أن : الماء سيدخل إلى القصبة من الكأس ومن المحتمل أن يخرج من الثقب الذي أحدثته أنت على شكل رذاذ .

التفسير : عندما نفخت في القصبة انخفض ضغط الهواء على سطح الماء الصغير الموجود في أسفل القصبة . وبفعل ضغط الجو الطبيعي اندفع الماء داخل القصبة . وعندما استمريت بالنفخ تناثرت ذرات الماء من الثقب على شكل رذاذ .
بهذا المبدأ البسيط تعمل عبوات العطور والمبيدات .