فیزیک کلید درک دنیای اطراف ما است. در حالی که درک برخی از جنبه ها ممکن است دشوار به نظر برسد، بسیاری از مفاهیم اساسی فیزیک را می توان به مفاهیم ساده تقسیم کرد، که برخی از آنها را می توان با استفاده از تجهیزات اولیه در خانه نشان داد.
این لیست از 5 آزمایش فیزیک که می توانید در خانه امتحان کنید یک نقطه شروع عالی برای درک فیزیک است و امیدواریم منبع الهام برای دانشمندان کوچک در همه جا باشد!
آزمایش های فیزیکی که می توانید در خانه انجام دهید
1. ارشمیدس و چگالی
داستان پشت سر کشف چگالی توسط ارشمیدس این است که توسط پادشاه سیسیل از او خواسته شد تا دریابد که آیا یک زرگر مقداری طلا را از یک تاج با نقره عوض کرده است یا خیر. ارشمیدس باید بفهمد که آیا زرگر بدون آسیب رساندن به تاج فریب خورده است یا خیر.
وزن تاج به اندازه طلایی بود که پادشاه به زرگر داد، اما طلا از نقره چگالی تر است، بنابراین اگر نقره در تاج وجود داشت، چگالی آن کمتر از طلای خالص بود. ارشمیدس متوجه شد که اگر بتواند حجم تاج را اندازه گیری کند، می تواند چگالی آن را محاسبه کند، اما محاسبه حجم شکل تاج یک چالش دشوار بود. طبق داستان، ارشمیدس روزی در حال حمام کردن بود که با پایین آمدن خود در وان متوجه شد که سطح آب بالا رفته است. او متوجه شد که حجم آب جابجا شده برابر با حجم بدن او در آب است.
ارشمیدس تاج را در آب گذاشت تا چگالی آن را مشخص کند و متوجه شد که زرگر شاه را فریب داده است!
آزمایش چگالی
یک راه جالب برای نشان دادن چگالی، ساختن یک ستون چگالی است. مجموعه‌ای از مایعات را انتخاب کنید و آنها را به ترتیب چگالی، از متراکم‌ترین تا کم‌چگال‌تر، مرتب کنید. با احتیاط مقدار کمی از هر کدام را در یک شیشه یا لیوان بلند بریزید و از ضخیم ترین شروع کنید. شما باید با انبوهی از مایعات رنگارنگ پایان دهید!
2. نور را به رنگ های رنگین کمان جدا کنید
اسحاق نیوتن با منشورها آزمایش کرد و متوجه شد که نور از رنگ های مختلف (رنگ های رنگین کمان) تشکیل شده است. نیوتن این کشف را در سال 1660 انجام داد. در سال 1900 بود که فیزیکدانان کشف کردند طیف الکترومغناطیسی، که شامل امواج نوری است که ما نمی توانیم ببینیم، مانند امواج مایکروویو، اشعه ایکس، مادون قرمز و اشعه گاما.
نحوه تقسیم نور
تقسیم نور سفید در رنگ های رنگین کمان پیچیده به نظر می رسد، اما تنها چیزی که نیاز دارید این است منشور. منشور بلوک شفافی است که شکل آن به گونه ای است که نور هنگام عبور از آن خم می شود (انکس می شود). برخی از رنگ ها بیشتر از بقیه خم می شوند، بنابراین کل طیف رنگ ها قابل مشاهده است.
اگر منشور ندارید می توانید از شلنگ باغبانی هم استفاده کنید! با پشت به خورشید بایستید و رنگین کمانی را در آب خواهید دید! این به این دلیل است که قطرات آب مانند یک منشور عمل می کنند.
3. سرعت اجسام در حال سقوط
اجسام در حال سقوط گالیله
ارسطو معتقد بود که اجسام سنگین سریعتر از اجسام سبکتر سقوط می کنند، نظریه ای که بعداً توسط آن رد شد گالیله.
گفته شده که گالیله دو گلوله توپ با وزن های مختلف از برج پیزا شلیک کرد که همزمان به زمین برخورد کرد. تمام اجسام با همان سرعتی که سقوط می کنند شتاب می گیرند.
اگر پر و چکش را از یک ارتفاع بیاندازید، اول چکش به زمین می خورد، اما این به دلیل مقاومت هواست!
اگر چکش و پر در جایی بدون مقاومت هوا انداخته شود، همزمان با زمین برخورد می کند. فرمانده دیوید اسکات در طول ماهگردی آپولو 15 صحت این موضوع را ثابت کرد!
آزمایش چکش و پر در ماه
برایان کاکس نیز با انجام همین آزمایش در خلاء، صحت نظریه گالیله را ثابت کرد!
در حالی که نمی توانید یک قطره چکش یا یک توپ سنگین و پرها را تکرار کنید، می توانید با دو جسم هم اندازه اما وزن های متفاوت کاوش کنید. این بدان معنی است که مقاومت هوا برای هر دو جسم یکسان است، بنابراین تنها تفاوت در وزن است.
دو بطری آب خالی با اندازه یکسان بردارید. یکی را تا بالا پر از آب کنید و دیگری را خالی بگذارید. آنها را از همان ارتفاع رها کنید. هر دو در یک زمان به زمین خواهند خورد!
4. قوانین حرکت نیوتن
سر آیزاک نیوتن به طور مکرر در هر کتاب فیزیک ظاهر می شود زیرا او بسیاری از قوانینی را که جهان ما را توصیف می کند ارائه کرد و بدون شک یکی از مشهورترین دانشمندان تمام دوران است. قوانین حرکت نیوتن نحوه حرکت اشیا و رابطه بین یک جسم متحرک و نیروهای وارد بر آن را شرح دهد.
کاردستی و پرتاب یک موشک کوچک یک راه عالی برای یادگیری است قوانین حرکت نیوتن.
موشک ثابت می ماند مگر اینکه نیرویی روی آن وارد شود ( قانون اول نیوتن ).
شتاب یک موشک تحت تأثیر جرم آن است. اگر جرم موشک را افزایش دهید، شتاب آن کمتر از جرم کمتر خواهد بود. قانون دوم نیوتن).
یک واکنش مساوی و مخالف از گازی که پریز را فشار می دهد، موشک را به سمت بالا می راند ( قانون سوم نیوتن ).
4. فشار
فشار، نیرو در واحد سطح است.
تصور کنید که بالای یک آجر لگو ایستاده اید. اگر روی یک آجر بزرگ بایستید، احتمالاً درد خواهد داشت. اگر با همین نیرو روی آجر کوچکتر بایستید بیشتر درد می کند چون فشارش بیشتر است!
کفش های برف معمولاً بسیار پهن هستند، این کار برای کاهش فشار بر روی برف است تا هنگام راه رفتن افراد بر روی آن کمتر فرو برود.
فشار و تخم مرغ
اگر روی تخم مرغ بایستید، به احتمال زیاد می شکند. اگر روی تعداد زیادی تخم‌مرغ با نیروی یکسان بایستید، ناحیه‌ای را که نیرو روی آن اعمال می‌شود افزایش می‌دهید و بنابراین فشار روی هر تخم‌مرغ را کاهش می‌دهید.
این است پنج آزمایش آسان فیزیک می توانید در خانه درست کنید! آیا می توانید بیشتر فکر کنید؟
آخرین به روز رسانی در 27 مارس 2023 توسط اما وانستون
