Απλές μηχανές- Σφεντόνα

Η σφενδόνη είναι ένα αρχαίο όπλο, αποτελούμενο από ένα λουρί σχοίνινο, δερμάτινο ή υφασμάτινο, με μια φαρδύτερη κοιλότητα στη μέση. Ο σφενδονήτης βάζει στην κοιλότητα μια πέτρα ή ένα μολυβένιο βαρίδι και πιάνοντας τις δύο άκρες του λουριού το στριφογυρίζει δυο-τρεις φορές και αφήνει τη μια άκρη, ώστε το βλήμα να φύγει («εκσφενδονιστεί») με μεγάλη ταχύτητα. Στην αρχαιότητα χρησιμοποιούνταν στο κυνήγι αλλά και στον πόλεμο, πρωτοχρησιμοποιήθηκε δε από τον άνθρωπο ήδη από την 7η χιλιετία π.Χ[1]. Γνωστότατο περιστατικό χρήσης σφενδόνης είναι η εξιστορούμενη στη Βίβλο μονομαχία μεταξύ του νεαρού βοσκού Δαβίδ και του γιγαντόσωμου πολεμιστή Γολιάθ. [2].

Η λέξη επιζεί στη δημοτική ως «σφεντόνα», που σήμερα όμως σημαίνει συνήθως μια διχάλα με δυο λάστιχα κι ένα πετσάκι στη μέση, που χρησιμοποιείται κυρίως από παιδιά για κυνήγι πουλιών και άλλες σκανταλιές. Το παιδικό αυτό παιχνίδι, που λέγεται και «λάστιχο», δεν πρέπει να συγχέεται με το αρχαίο φονικό όπλο.

 

Μια υπέροχη περιγραφή από το φίλο μας, που μας εξηγεί ότι χρησιμοποίησε ένα μπουκάλι νερού, δύο λαστιχάκια κι ένα μπαλάκι….

Απλές μηχανές 3- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Απλές μηχανές – Τροχός

Ο τροχός είναι κυκλικού σχήματος κατασκευή που περιστρέφεται γύρω από άξονα. Ο νοητός άξονας περιστροφής θεωρείται ακίνητος, περνά από το κέντρο του και είναι κάθετος στο επίπεδο του τροχού. Ο πραγματικός άξονας θα έχει μία από τις ακόλουθες δύο διαρρυθμίσεις: (i) ο τροχός θα είναι ελεύθερος να περιστραφεί γύρω από αυτόν, (ii) o τροχός θα είναι στέρεα συνδεδεμένος με αυτόν.

Ο τροχός ως γνωστόν χρησιμοποιείται σε μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, για παράδειγμα στα τροχοφόρα οχήματα.

  • Σε εφαρμογές μεταφοράς ο τροχός επιτρέπει τη εκμηδένιση των τριβών, διευκολύνοντας έτσι τη μετακίνηση αντικειμένων μεγάλου βάρους. Ακριβέστερα, επιτρέπει τη μετατροπή των τριβών ολίσθησης σε τριβές κύλισης οι οποίες είναι πολύ μικρότερες.
  • Ο τροχός του αγγειοπλάστη περιστρεφόμενος γύρω από τον άξονα του χρησιμοποιείται για να προσδίδει και να διατηρεί σε περιστροφική κίνηση το προς επεξεργασία πήλινο αντικείμενο.

Στο παρακάτω βίντεο, ο φιλος μας, κάνει μία υπέροχη περιγραφεί του δικού του τροχού…. με ένα χαρτόνι, δύο καλαμάκια, δύο σουβλάκια και μία χαρτοταινία…

Απλές μηχανές- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Απλές μηχανές τροχός- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Διάθλαση του νερού

Γενικά Διάθλαση ονομάζεται το φυσικό φαινόμενο της εκτροπής της ευθύγραμμης τροχιάς διάδοσης που υφίστανται φωτεινά ή άλλα κύματα όταν διέρχονται από ένα διαπερατό από αυτά μέσο σε ένα άλλο.

Το φαινόμενο αυτό, που οφείλεται στη διαφορετική ταχύτητα διάδοσης του φωτεινού κύματος και που εξαρτάται από το διαπερατό μέσο στο οποίο διαδίδεται το κύμα εξετάζει η Κυματική οπτική. Αντίθετα τη μελέτη των γωνιών η Γεωμετρική οπτική.
  • Γωνία πρόσπτωσης χαρακτηρίζεται η σχηματιζόμενη γωνία από την διεύθυνση της ακτίνας με την κάθετο του σημείου πρόσπτωσής της.
  • Γωνία διάθλασης χαρακτηρίζεται η σχηματιζόμενη γωνία από την διαθλώμενη ακτίνα με την ίδια κάθετο του σημείου εισόδου στο διαπερατό μέσο. Όταν ακτίνες φωτός κινούνται από αραιότερο μέσον σε πυκνότερο η γωνία διάθλασης είναι πάντα μικρότερη της προσπίπτουσας. Το αντίθετο συμβαίνει από πυκνότερο σε αραιότερο μέσο.
  • Επίπεδο διάθλασης χαρακτηρίζεται το επίπεδο που ορίζεται από τη προσπίπτουσα και ανακλώμενη ακτίνα.
  • Κανονική διάθλαση ονομάζεται η εκτροπή μιας ακτίνας όταν περνάει από ένα μέσο σε άλλο που χωρίζονται μεταξύ τους από μια λεία επιφάνεια.

Στο Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας ζωγραφίσαμε δύο βέλη και δύο ψαράκια, τοποθετήσαμε μία κάμερα μπροστά από ένα άδειο ποτήρι νερό και το γεμίσαμε με νερό.

Διάθλαση του νερού- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Διάθλαση του φωτός- Νηπιαγωγειο Νεοχωρούδας

Πίεση

Πίεση (σύμβολο p ή P, αγγλικά: P»ressure) είναι το μέτρο της δύναμης που εφαρμόζεται κάθετα σε μια επιφάνεια ενός αντικειμένου ανά μονάδα εμβαδού της επιφάνειας αυτής. Η μανομετρική πίεση είναι η σχετική πίεση που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο σε σύγκριση με την κανονική πίεση (1 atm).

Τα ρευστά (αέρια και υγρά) δεν έχουν καθορισμένο σχήμα και έτσι προσαρμόζονται στο σχήμα των στερεών επιφανειών με τις οποίες εφάπτονται. Έτσι, η δύναμη λόγω πίεσης που ασκεί ένα ρευστό σε επιφάνεια είναι πάντα κάθετη στην επιφάνεια.

Όταν ένα ρευστό βρίσκεται μέσα σε πεδίο βαρύτητας, τότε η βαρυτική δύναμη του υπερκείμενου ρευστού είναι ο ουσιαστικός μηχανισμός ο οποίος καθορίζει την τιμή της πίεσης σε κάθε σημείο του ρευστού. Έτσι, ορίζουμε τη στατική ή υδροστατική πίεση η οποία αντιστοιχεί στο βάρος στήλης συγκεκριμένου ύψους και συγκεκριμένης διατομής A {\displaystyle A} A στήλης, η οποία περιέχει το ρευστό που μας ενδιαφέρει. Έτσι προκύπτει ο νόμος της υδροστατικής πίεσης.

Στο Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας πήραμε μία σακούλα, τη γεμίσαμε νερό και την κλείσαμε ερμητικά. Κατόπιν διαπεράσαμε τη σακούλα με μολύβια….

Κενό αέρος

Στην κλασική φυσική, ως κενό ορίζεται η απόλυτη απουσία ύλης σε μια περιοχή του χώρου.

Το τέλειο κενόαπόλυτο κενό) είναι μια εξιδανίκευση που φαίνεται πως δεν μπορεί να υπάρξει στην πραγματικότητα του δικού μας σύμπαντος, αλλά προσεγγίζεται μερικώς στο εξώτερο διάστημα. Οι φυσικοί χρησιμοποιούν τον όρο μερικό κενό για να περιγράψουν το ατελές κενό που παρατηρείται στον πραγματικό κόσμο. Μια πλήρης περιγραφή της ατελούς αυτής φυσικής κατάστασης θα απαιτούσε να προσδιοριστούν περισσότερες παράμετροι, όπως η θερμοκρασία καθώς στην ιδανικότερη παρατηρήσιμη κατάσταση κενού, αυτήν του διαστήματος, υπάρχουν πάντα μερικά άτομα υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο. Ακόμα όμως κι αν αφαιρούσαμε όλη την ύλη με τη γνωστή μορφή της από τον χώρο, σύμφωνα με την κβαντική μηχανική, τα ιδεατά σωματίδια που εμφανίζονται για απειροελάχιστο χρόνο και ξαναχάνονται και η σκοτεινή ενέργεια της οποίας τα αποτελέσματα είναι παρατηρήσιμα δεν μας αφήνουν να ελπίσουμε για δυνατότητα δημιουργίας πραγματικού κενού στον κόσμο που γνωρίζουμε.

Ως αντίθετη έννοια του κενού, μια ιδεατή κατάσταση όπου ο τρισδιάστατος χώρος καλύπτεται εντελώς από ύλη, καλείται πλήρες (plenum).

Στο Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας βάλαμε σε ένα ποτήρι μία χαρτοπετσέτα και τη βουλιάξαμε σε μία λεκάνη νερό….

Κατόπιν ανάψαμε ένα κερί, το βάλαμε σε ένα πιάτο με νερό και το καλύψαμε με ένα ποτήρι….

Κενό αερος- στεγνό μαντήλι μέσα στο νερό

Αιολική μηχανή

Αιολική μηχανή λέγεται κάθε σύστημα που μπορεί να εκμεταλλευτεί την αιολική ενέργεια για να παράγει έργο. Οι αιολικές μηχανές είναι γνωστές από την αρχαιότητα, χρησιμοποιούμενες για την άντληση νερού και την άλεση των δημητριακών. Στις μέρες μας χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όπου ονομάζονται ανεμογεννήτριες (Α/Γ) και σε κάποιες μεμονωμένες περιοχές για άντληση.

Στο Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας, πήραμε ένα χαρτόνι, το κόψαμε σε σχήμα κύκλου και κάναμε μικρές εγκοπές στην περίμετρο, μήκους ενός εκατοστού. Διπλώσαμε κάθε εγκοπή προς τα πάνω και στο κέντρο του κύκλου το στηρίξαμε με μία καρφίτσα πάνω σε ένα κουτί (παπουτσιών, καφέ, ό,τι βρήκαμε..)

Αιολική μηχανή- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

https://video.sch.gr/asset/detail/v2JYLgWacfAMeAoWlNlt72cn/

Η δύναμη του αέρα- περιστροφή με καλαμακι

Η δύναμη του αέρα- περιστροφή με καλαμακι

Η δυναμη του αερα 3- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Η δύναμη του αέρα 4- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Η δύναμη του αέρα 5- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Αντίσταση ή οπισθέλκουσα δύναμη

Αντίσταση ή οπισθέλκουσα (Drag) ονομάζεται η δύναμη η οποία έχει τον ίδιο φορέα με αυτόν της ταχύτητας, αλλά αντίθετη φορά, και εμφανίζεται κατά την κίνηση αντικειμένων εντός ρευστού. Η παρουσία της δύναμης οφείλεται στη διαφορετική πίεση η οποία επικρατεί στις δύο πλευρές ενός σώματος.

Ένα μπαλόνι φουσκωμένο, ένα καλαμάκι κολλημένο επάνω του και ένα σκοινί τεντωμένο, περασμένο μέσα από το καλαμάκι… και για να δούμε τί θα γίνει….

Μπαλόνι Ρουκέτα- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Μηχανική Ισορροπία- Κέντρο Βάρους

Γενικά θεωρείται ότι η Βαρύτητα εφαρμόζεται σε κάθε σημείο ενός σώματος έλκοντας αυτό προς το κέντρο της Γης. Έτσι όλες οι δυνάμεις που ασκούνται σ΄ ένα σώμα λόγω της σμίκρυνσης αυτού σε σχέση με την ακτίνα της Γης θεωρούνται παράλληλες. Η συνισταμένη όλων αυτών ονομάζεται βάρος του σώματος. Το σημείο εφαρμογής αυτής της συνισταμένης πάνω στο σώμα ονομάζεται κέντρο βάρους του σώματος. Σε περίπτωση που το πεδίο βαρύτητας είναι ομοιογενές σε όλο τον χώρο που καταλαμβάνει το σώμα και η πυκνότητα του σώματος έχει ομοιόμορφη κατανομή, το κέντρο βάρους είναι το ίδιο σημείο με το κέντρο μάζας του σώματος.

Το κέντρο βάρους αποτελεί το σημείο εκείνο του σώματος που επιδέχεται υποστήριξη προκειμένου να ισορροπήσει υπό την ενέργεια της βαρύτητας.

Ένας ορισμός της μηχανικής ισορροπίας είναι:

‘Ενα σύστημα βρίσκεται σε μηχανική ισορροπία όταν το άθροισμα των δυνάμεων και ροπών, σε κάθε σωματίδιο που αποτελεί το σύστημα, είναι μηδέν.
Ένα σωματίδιο σε μηχανική ισορροπία δεν υπόκειται σε γραμμικές ή περιστροφικές επιταχύνσεις, εντούτοις μπορεί να μετατοπίζεται ή να περιστρέφεται έχοντας σταθερή ταχύτητα.

Εμείς στο Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας, πήραμε ένα μπουκάλι νερού, το τρυπήσαμε στο καπάκι, βάλαμε στην τρύπα ένα μολύβι και φτιάξαμε μία συμμετρική πεταλούδα. Τη ζωγραφίσαμε και στα δύο φτερά της στηρίξαμε από έναν συνδετήρα.

Κέντρο βάρους- ισορροπία σε ένα μολύβι

Φτιάξαμε κι ένα συμμετρικό ρομπότ, το ζωγραφίσαμε και στα δύο άκρα του, κολλήσαμε δύο κέρματα ίδια.

Ρομπότ ισορροπίας

Δημιουργός: nneocho, στις: 03-05-2020, διάρκεια: 00:00:10

Το Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας ετοιμάζει πανηγύρι επιστημών κατά την διάρκεια της επιδημίας του Covid-19.

Διάχυση

Γενικά, στη Φυσικοχημεία διάχυση, ή παθητική μεταφορά, χαρακτηρίζεται η τάση των μορίων μιας ουσίας να διασπείρονται από περιοχές υψηλότερης συγκέντρωσης προς τις περιοχές μικρότερης συγκέντρωσης. Η τάση αυτή εκδηλώνεται με αντίστοιχη μετακίνηση των μορίων. Αυτό σημαίνει πως η μετακίνηση των μορίων γίνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις, με μεγαλύτερο ρυθμό από τη περιοχή της υψηλότερης συγκέντρωσης. Κάποια στιγμή οι συγκεντρώσεις εξισώνονται, που όμως δεν εμποδίζει την μετακίνηση των μορίων που συνεχίζεται, αυτή τη φορά, με σταθερό ρυθμό.

Επίσης με τον ίδιο όρο διάχυση, ονομάζεται το φαινόμενο της αυθόρμητης ανάμιξης δύο ή περισσοτέρων χημικών ουσιών, που βρίσκονται σε επαφή και που σχηματίζουν (με τη πάροδο του χρόνου) μίγμα ή διάλυμα.

Όταν έρχονται σ΄ επαφή δύο αέρια διασπείρονται μεταξύ τους, γιατί τα κινούμενα μόρια κάθε αερίου αναμιγνύονται με τα μόρια του άλλου. Αυτό συμβαίνει και με υγρά ή στερεά που διαλύονται με διάχυση. Τά ιόντα ή τα μόρια της διαλυμένης ουσίας διαχέονται σιγά σιγά στα αντίστοιχα του διαλύτη, δημιουργώντας τελικά ένα διάλυμα με μια ομοιόμορφη συγκέντρωση.

Στο Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας χρησιμοποιήσαμε πολλά πειράματα.

Πήραμε ένα χαρτί κουζίνας, το διπλώσαμε στη μέση και ζωγραφίσαμε στην πάνω μεριά του χαρτιού, μια απλή ζωγραφιά και στην πίσω πλευρά μία ζωγραφιά με περισσότερα χρώματα. Ακουμπήσαμε το διπλωμένο χαρτί κουζίνας, μέσα σε ένα δίσκο νερό και περιμέναμε να δούμε τί θα συμβεί.

Το ίδιο διπλωμένο χαρτί το πιτσιλίσαμε με μία σύριγγα νερό, για να δούμε τί θα γίνει.

Κατόπιν ζωγραφίσαμε σε χαρτάκια λουλούδια, τα διπλώσαμε και τα ρίξαμε σε νερό για να δούμε τί θα γίνει.

Χρώμα και νερο – Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Διάχυση- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

Διάχυση 2- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

https://video.sch.gr/asset/detail/wqMwaVpVcNVBILEWDxPHb2Ls/

Έλικας ή Προπέλα

Ο έλικας ή προπέλα είναι μηχανική συσκευή η οποία αποτελείται από στοιχεία τα οποία ονομάζονται λεπίδες, τα οποία τοποθετούνται ομόκεντρα και ενιαία σε έναν άξονα, και όταν περιστρέφονται οδηγούν ένα επίπεδο σε κίνηση. Οι λεπίδες δεν είναι επίπεδες, αλλά έχουν καμπυλωτό σχήμα και προεξέχουν από το επίπεδο το οποίο κινούν, και έτσι αποκτούν διαφορά απόστασης σε κάθε πλευρά από το ένα άκρο στο άλλο της λεπίδας, προκαλώντας διαφορά ταχυτήτων μεταξύ των ρευστών στις δύο πλευρές του έλικα. Σύμφωνα με την αρχή του Μπερνούλι, η διαφορά ταχυτήτων συνεπάγεται διαφορά πίεσης, και έτσι εμφανίζεται μια κάθετη δύναμη στον άξονα περιστροφής των λεπίδων προς την περιοχή με τη λιγότερη πίεση. Αυτή η δύναμη είναι γνωστή ως προωθητική δύναμη ενός σκάφους ή ενός αεροσκάφους.[1]

Οι πρώτες εφαρμογές των ελίκων, χιλιάδες χρόνια πριν, ήταν οι ανεμόμυλοι και οι νερόμυλοι. Σήμερα, με τη χρήση ονομασιών όπως «στροφείο», «τουρμπίνα» και «στρόβιλος», οι έλικες και οι παράγωγες συσκευές τους χρησιμοποιούνται για πολλούς σκοπούς: ψύξη, συμπίεση ρευστών, παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, προώθηση οχημάτων αλλά και τη δημιουργία οπτικών εφέ (στροβοσκόπιο).[2] Ο εφευρέτης του πρώτου λειτουργικού έλικα για την κίνηση ενός πλοίου ήταν ο καταγόμενος από Τσεχία και Γερμανία Γιόζεφ Ρέσελ, ο οποίος έκανε αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας στην Αυστρία στις 28 Νοεμβρίου 1826.[3] Όπως φαίνεται από την πληθώρα των ονομασιών και των τομέων εφαρμογής, υπάρχει πληθώρα ελίκων σε μεγέθη, βάρη, αριθμό λεπίδων, ταχύτητα περιστροφής, γωνία προσβολής, ρυθμό κλπ.

Στο Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας, πήραμε ένα χαρτόνι ή ένα πλαστικό, κόψαμε το κάτω κομματάκι και το εμπλέξαμε σε ένα λαστιχάκι, το περιστρέψαμε και το ρίξαμε μέσα σε ένα δίσκο γεμάτο νερό….

Προπέλα με λαστιχακι- κίνηση στο νερο

Προπέλα ή έλικας

https://video.sch.gr/asset/detail/C1HThfSdqbMSZgXOeNiGnSvw/

Προπέλα ή Έλικας 2- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

https://video.sch.gr/asset/detail/Q2E8RQeKjPZQMif9NtnEHxFu/

Προπέλα ή έλικας 3- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

https://video.sch.gr/asset/detail/pbXaFYciZuHQnZkOSNUNZUBY/

Προπέλα ή έλικας 4- Νηπιαγωγείο Νεοχωρούδας

https://video.sch.gr/asset/detail/I2FrVYVWhCM3fNMeidjQ7Ghg/