תיאור
חוויית סביבונים מדעית – מגלים את סודות הסיבוב
מה גורם לסביבון להסתובב? למה סביבון אחד מסתובב זמן רב יותר מאחר? איך סביבון יכול להתהפך תוך כדי סיבוב – והאם יש סביבון שמעדיף להסתובב רק לכיוון אחד?
חוויית הסביבונים המדעית הופכת את משחק הסביבונים המוכר של חנוכה לפעילות חקר מסקרנת ומהנה.
המארז כולל 13 סביבונים מסוגים, גדלים וחומרים שונים, המזמינים את הילדים לסובב, להתבונן, להשוות, לשאול שאלות ולגלות בדרך חווייתית עקרונות מעולם הפיזיקה.
מתאים לפעילות בחנוכה בבתי ספר, בגנים, בחוגים, במתנ”סים וגם לפעילות משפחתית בבית.
מה מיוחד במארז?
כל סביבון מתנהג קצת אחרת.
יש סביבון שמתהפך, סביבון שמייצר צליל, סביבון מגנטי, סביבון פורפרה, סביבוני עץ בגדלים שונים, סביבון המסתובב באופן שונה בהתאם לכיוון שבו מסובבים אותו ועוד.
במקום רק לסובב ולראות מי מנצח, הילדים הופכים לחוקרים:
מעלים השערה → מסובבים → מתבוננים → משווים → ומנסים להסביר את התוצאה.
כך אפשר לחקור בצורה מוחשית מושגים כמו תנועה סיבובית, חיכוך, מרכז כובד, אנרגיה והתנע הזוויתי.
הערכה מכילה 13 סביבונים שונים:
סביבון הולוגרמה קטן–גדול
סביבון היוצר בזמן הסיבוב אפקט חזותי מפתיע. הזדמנות לחקור כיצד תנועה מהירה משפיעה על מה שהעיניים שלנו רואות.
סביבון בייבלייד עם מנגנון משיכה
מושכים את הרצועה ומשחררים את הסביבון במהירות. המנגנון ממיר את פעולת המשיכה לתנועה סיבובית מהירה ומאפשר לדבר על העברת אנרגיה.
סביבון מגנטי
סביבון המשלב מגנט ומאפשר לחקור כיצד כוחות מגנטיים משפיעים על תנועה – גם ללא מגע ישיר.
סביבון משרוקית
בזמן הסיבוב הסביבון מפיק צליל. דרך מהנה לחקור את הקשר בין תנועה, זרימת אוויר ויצירת קול.
סביבון מתהפך מפלסטיק
מתחיל להסתובב בתנוחה אחת ובמהלך הסיבוב עשוי להתרומם ולהתהפך. מדגים בצורה מפתיעה את הקשר בין חיכוך, מרכז כובד ותנועה סיבובית.
3 סביבונים מתהפכים מעץ – בגדלים שונים
שלושה סביבונים המאפשרים לערוך ניסוי השוואתי: האם הגודל משפיע על מהירות הסיבוב, זמן הסיבוב או אופן ההתהפכות?
סביבון פורפרה קטן
מסתובב על חוד קטן מאוד. נקודת המגע המצומצמת עם המשטח מאפשרת לחקור את השפעת החיכוך על משך הסיבוב.
סביבון חד־כיווני
סביבון בעל מבנה א־סימטרי שמתנהג אחרת בהתאם לכיוון שבו מסובבים אותו. בכיוון מסוים הוא עשוי להתחיל לרעוד, להיעצר ולשנות את כיוון הסיבוב – תופעה מפתיעה במיוחד לצפייה ולחקר.
3 סביבוני פלסטיק בצורות שונות
שלושה סביבונים בעלי מבנים שונים המאפשרים להשוות ביניהם ולבדוק כיצד הצורה וחלוקת המסה משפיעות על יציבות הסביבון ועל משך הסיבוב.
ומה עושים עם כל הסביבונים?
לא רק מסובבים – חוקרים ומשווים.
אפשר לשער מראש איזה סביבון יסתובב הכי הרבה זמן, למדוד זמני סיבוב, להשוות בין גדלים וצורות, לבדוק את אותו סביבון על משטחים שונים ולנסות להסביר מדוע כל סביבון מתנהג אחרת.
כך משחק הסביבונים המסורתי של חנוכה הופך לפעילות חקר מדעית, מוחשית ומהנה.
מה ניתן ללמוד?
תנועה סיבובית והתנע הזוויתי
כאשר אנחנו מסובבים סביבון אנחנו מעניקים לו תנועה סיבובית. כל עוד הוא מסתובב במהירות מספקת, התנועה הסיבובית מסייעת לו לשמור על יציבות.
אפשר להשוות בין הסביבונים ולבדוק כיצד הגודל, הצורה, חלוקת המסה ומהירות הסיבוב משפיעים על ההתנהגות שלהם.
חיכוך
הסביבון נמצא במגע עם המשטח שעליו הוא מסתובב, ובמקביל מושפע גם מהתנגדות האוויר.
החיכוך גורם בהדרגה לאיבוד אנרגיה ולכן הסביבון מאט ולבסוף נעצר.
אפשר לנסות לסובב את אותו סביבון על משטחים שונים ולבדוק: האם הוא מסתובב אותו פרק זמן על שולחן, קרטון או משטח מחוספס?
מרכז הכובד
לצורה של הסביבון ולמיקום המסה שלו יש השפעה גדולה על אופן הסיבוב ועל היציבות.
הסביבונים השונים במארז מאפשרים לילדים לראות בצורה מוחשית כיצד שינוי קטן בצורה יכול ליצור התנהגות שונה לחלוטין.
אנרגיה
כאשר אנחנו מסובבים את הסביבון, האנרגיה שהשקענו עוברת לתנועה הסיבובית שלו. במהלך הסיבוב חלק מהאנרגיה מועבר בהדרגה לחום, לקול, לרטט ולתנועות נוספות עד שהסביבון נעצר.
רעיונות לפעילות וחקר
מי יסתובב הכי הרבה זמן?
בחרו כמה סביבונים.
לפני שמתחילים, בקשו מהילדים לשער:
איזה סביבון יסתובב הכי הרבה זמן?
סובבו, מדדו את הזמן והשוו בין התוצאות.
אפשר לבדוק האם יש קשר בין גודל הסביבון, החומר שממנו הוא עשוי, הצורה שלו ומשך הסיבוב.
סביבון חד־כיווני – מה קורה כשמשנים כיוון?
הסביבון החד־כיווני אינו סימטרי לחלוטין ולכן הוא מתנהג באופן שונה בהתאם לכיוון הסיבוב.
בכיוון אחד הוא יכול להסתובב בצורה יציבה יחסית, ואילו בכיוון השני החיכוך והמבנה הא־סימטרי שלו יוצרים תנודות ורעידות שעשויות לגרום לו לעצור ולשנות את כיוון הסיבוב.
ניסוי:
סובבו אותו פעם ימינה ופעם שמאלה.
מה השתנה?
לאחר מכן השוו אותו לסביבון הרגיל הדומה לו בצורתו.
סביבון מתהפך – איך הוא עושה את זה?
זהו אחד הסביבונים המפתיעים במארז.
מתחילים לסובב אותו כשהוא עומד על חלקו הרחב, ובמהלך הסיבוב הוא עשוי להתרומם ולהתהפך.
התופעה קשורה לשילוב בין צורת הסביבון, חלוקת המסה, התנועה הסיבובית והחיכוך עם המשטח.
אתגר לחוקרים:
התבוננו היטב בסביבון בזמן שהוא מתהפך.
מה קורה למהירות שלו?
מה קורה לנקודת המגע עם השולחן?
והאם כיוון הסיבוב נראה זהה לפני ואחרי ההתהפכות?
האם הגודל משנה?
השתמשו בשלושת סביבוני העץ בגדלים השונים.
נסו לסובב כל אחד מהם באותו אופן ובדקו:
איזה מהם מתהפך ראשון?
איזה מסתובב זמן רב יותר?
האם כולם מתנהגים בדיוק באותה צורה?
על איזה משטח מסתובבים הכי טוב?
בחרו סביבון אחד ונסו אותו על כמה משטחים שונים – שולחן חלק, קרטון, נייר או משטח מחוספס.
מדדו את זמן הסיבוב בכל פעם והשוו.
כך אפשר לראות באופן פשוט ומוחשי את השפעת כוח החיכוך.
בחזרה לערכות המדע >>
