משאבה נימית
כל הכבוד. הצלחתם למצוא מעיין!
השתמשתם במספר רמזים.
אחד מהם היה – עץ הגדל על גדת המעיין.
איך העץ מצליח להעלות את המים מן השורשים עד לצמרת?
יש לו משאבה???!
בנושא זה נעסוק בפעילות הנוכחית.
כאשר אתם פותחים ברז – לאיזה כיוון זורמים המים?
כאשר יורד גשם ויוצר שלוליות על הכביש –
לאיזה כיוון זורמים המים מתוך השלולית?
המים זורמים תמיד כלפי מטה.
כוח הכבידה הוא זה שמושך המים כלפי מטה.
אם כך -
איך המים - מי הגשם או מי הטפטפת או צינור ההשקיה - מטפסים מן האדמה אל ראש הצמח,
אפילו אל העלה שבראש הברוש הגבוה?
יש לעץ משאבה בתוך הגזע??
כדי לפצח את החידה - נתחיל בהיכרות עם תכונות המים.
ניסוי מספר 1:
ציוד:
התנסות:
התכופפו, כך שעיניכם יהיו בגובה שפת הכוס
מה קורה?
המים מגיעים מעבר לשפת הכוס,
אך אינם נשפכים.
נוצרת "גבעה" קטנה של מים
מעל לשפת הכוס.
למה זה קורה?
המים – כמו כל חומר בעולם – בנויים מחלקיקים קטנטנים שנקראים אטומים.
כשמספר אטומים מתחברים זה לזה – הם יוצרים מולקולה.
המולקולה של המים מורכבת משני אטומים של מימן ומאטום אחד של חמצן.
הסימון המדעי של המולקולה של המים הוא: H2O
והיא נראית כמו בתמונה, קצת מזכירה "מיקי-מאוס".
שני אטומי המימן יושבים על הראש של אטום החמצן –
כמו שתי אוזניים.
איננו יכולים להרחיב ולהעמיק כאן בנושא המבנה של מולקולת המים.
נציין רק, שבגלל המבנה המיוחד הזה יש למולקולות המים נטייה להתחבר זו לזו בחיבור מאוד מאוד חזק.
תופעת המשיכה בין המולקולות נקראת "קוֹהֶזִיָה" ובעברית: "לכידות".
בגלל כוח המשיכה הזה, נוצר על פני המים מעין קרום דק וחזק של מים, המכונה "מתח הפנים של המים".
מתח הפנים הוא כל כך חזק, עד שישנם בעלי חיים, לדוגמה: "רצי המים", שמצליחים לרוץ על פניו.
תופעות שונות נובעות משני כוחות המשיכה: קוהזיה ואדהזיה. לדוגמה:
מאותה סיבה, מולקולות המים גם מתחברות לחומרים אחרים המצויים בסביבתן.
משיכה זו נקראת "אַדְהֶזִיָה" ובעברית הִדַּבְּקוּת.
אדהזיה היא המשיכה בין המולקולות בשטח הפנים של שני גופים. כוחות האדהזיה מתקיימים בין מוצק לנוזל או בין מוצק למוצק בלבד.
ניסוי מספר 2:
ציוד:
התנסות:
טבלו אצבע בתוך כוס המים.
הוציאו את האצבע והשאירו אותה מעל הכוס,
מקבילה לשפת הכוס.
התבוננו באצבע במשך כדקה.
מה קורה?
טיפה של מים דבוקה לכרית האצבע.
בהדרגה "מתארכת" הטיפה,
עד שהיא הופכת ל"נטיף".
לבסוף היא "צונחת" חזרה אל הכוס.
למה זה קורה?
בגלל כוח האדהזיה הטיפה "נדבקת" אל האצבע.
אבל, במקביל, פועל על הטיפה כוח הכבידה של כדור הארץ,
המנסה למשוך את הטיפה כלפי מטה.
בהדרגה, כוח הכבידה מצליח למשוך את המולקולה של המים,
הסמוכה לשטח הפנים התחתון של הטיפה.
המולקולה נמשכת.
אולם, בגלל כוח הקוהזיה,
כל מולקולות המים, המרכיבות את הטיפה הקשורות זו לזו בחוזקה,
אינן נפרדות זו מזו.
כוח הכבידה מושך את המולקולה, כאילו מותח את הטיפה כלפי מטה.
וכך הטיפה מקבלת צורה ארוכה וצרה.
לבסוף, גובר כוח הכבידה והטיפה כולה "נכנעת" וצונחת חזרה לכוס.
ציוד:
ניסוי מספר 3:
הכנות:
התנסות:
מה קורה?
כל פיסות העלים מתרחקות מן הסבון, ונעות לעבר היקף הצלחת.
למה זה קורה?
המים שבצלחת טעונים ב"אנרגיית מתח פנים".
כאשר טיפת הסבון חדרה לתוך המים, היא שברה את הקשר המולקולרי בין מולקולות המים.
אנרגיית מתח הפנים של המים השתחררה והומרה לאנרגיית תנועה של המים.
תנועת המים גרמה לתנועה של העלים.
מאחר שהמים נעים לכל הכיוונים – ויוצרים מעין מעגל, גם פיסות העלים נעות באותה צורה ויוצרות מעין מעגל.
מה קורה הפעם?
האם פיסות העלים נעות גם הפעם?
מתברר שלא.
למה הפעם לא קורה דבר?
המים שבצלחת כבר אינם מים "רגילים" – הם "תמיסת סבון", כי הם מעורבבים בסבון. כיוון שהם לא מים "רגילים", המולקולות שלהם כבר לא "רצות" להתחבר לחומרים חדשים, ולכן – אין תנועה של המים ואין תנועה של פיסות העלים.
ניסוי מספר 4:
ציוד:
התנסות:
ניסוי מספר 5:
ציוד:
התנסות:
מה קורה?
בשני הניסויים [4, 5] הסירה נעה.
למה זה קורה?
בשתי הסירות התנועה "מצייתת" לחוק השלישי של ניוטון.
הסבון גורם להתפשטות של המים דרך הפתח בסירה,
ולדחיפה של המים המצויים מאחורי הסירה.
בתגובה – המים דוחפים את הסירה.
אבל, יש הבדל בתנועת הסירות:
בניסוי מספר 4 הסירה נעה ישר קדימה, במהירות.
בניסוי מספר 5 היא נעה בסיבוב, באיטיות רבה.
למה זה קורה?
הגורם המשפיע על מהירות התנועה של הסירה הוא סוג הסבון
שבו אנחנו משתמשים.
הסבון המוצק [הסינטבון] מתפרק באיטיות,
ולכן – התנועה של הסירה איטית. אולם, היא נמשכת זמן רב.
[הערה: הפסקנו לצלם הרבה לפני שהסירה נעצרה...]
מהו הגורם המשפיע על כיוון התנועה?
ההבדל בכיוון התנועה נובע ממבנה הסירה:
סירה א' סימטרית וסירה ב' א-סימטרית.
ראו ניסוי והסבר בהמשך.
ננתח את התהליך במונחים של החוק השלישי של ניוטון:
הסבון גורם להתפשטות של המים דרך הפתח בסירה.
בסירה א –
הפעולה – המים מתוך הפתח של הסירה
מפעילים כוח על המים שמאחורי הסירה
[החיצים האדומים].
התגובה – המים שמאחורי הסירה
דוחפים את המים שבתוך הפתח,
ויחד איתם את הסירה
ישר קדימה [החיצים הכחולים]
בסירה ב –
הפעולה - המים מתוך הפתח של הסירה
מפעילים כוח על המים שמאחורי הסירה
התגובה – המים שמאחורי הסירה מפעילים כוח על
המים שבפתח ועל הסירה כולה.
הכוחות שמופעלים על ה"כנף" שבשיפוע
[הכנף הימנית] מניעים את הסירה
ימינה, בתנועה סיבובית.
כדי להשתכנע, בצעו את הניסוי בשיקופית הבאה.
ציוד:
התנסות:
ניסוי מספר 6:
ציוד:
א. גזרו את הפרח
ב. קפלו היטב את עלי הכותרת
ג. הכניסו את הפרח המקופל, כשהעלים המקופלים
"פונים" כלפי מעלה, לתוך צלחת עם מים.
המתינו מעט.
מה קורה?
עלי הפרח נפתחים בהדרגה.
למה זה קורה?
בגבעולים ובגזעי העצים יש צינוריות דקות מאוד, כמו נימים.
המים מטפסים בצינוריות אלו מן השורשים אל העלים.
הנייר מיוצר מעץ, ולכן יש לו צינוריות דקות כמו הצינוריות של העץ.
הנוזלים עולים בצינוריות אלו, כמו שהם מטפסים בגבעולים או בגזעים של הצמחים.
כאשר המים ממלאים את עלי הכותרת של הפרח, הנפח של העלים גדל.
ולכן הם מתרחקים אלו מאלו. העלים מתרוממים.
כשמים נוספים מגיעים אל העלים, המסה של העלים גדלה, �ולכן הם "נופלים" כלפי מטה, אל הצלחת.
נמשיך להשתעשע עם דמויות נוספות.
ציוד:
גזרו את המגן-דוד
קפלו היטב את המשולשים
הניחו את המגן דוד המקופל כשהמשולשים המקופלים "פונים" כלפי מעלה, בתוך צלחת עם מים.
המתינו מעט.
🕮 מדוע בחרנו במגן דוד?
דוד המלך כתב: ִכִּי מִמְּךָ הַכֹּל וּמִיָּדְךָ נָתַנּוּ לָךְ [דברי הימים א כט יד].
המים הם מצרך חיוני ביותר לעולם.
בלעדיהם – לא יכולים להתקיים לא הצומח, לא החי ולא האדם.
לכן – הם מצויים ופזורים בשפע בכל העולם.
כדי להביע תודה לה', אנחנו מנסכים מים על גבי המזבח,
בחג הסוכות, שבו העולם נדון על המים, לקראת עונת הגשמים.
אנחנו רוצים לומר, בצורה סמלית:
כאשר אנחנו רוצים להודות לה' על המים שהוא נתן לנו,
אנחנו עושים זאת באמצעות אותם מים שקיבלנו מידיו.
את הרעיון הזה הביע דוד המלך בתמציתיות בפסוק:
"כי ממך הכל – ומידך נתנו לך".
על פי המסורת, דוד המלך חרט על דגלו את הרעיון
באמצעות ה"מגן דוד".
ה"מגן דוד" בנוי משני משולשים הפוכים:
משולש אחד "פונה" כלפי מטה, והשני כלפי מעלה.
אפשר לראות את שני המשולשים הללו כשני משפכים:
במשפך העליון הקב"ה מעניק לנו שפע של כל טוב "מלמעלה למטה".
ובמשפך התחתון אנחנו מודים לה' ו"נותנים לו" תודה סמלית
"מלמטה למעלה".
שלב א:
שלב ב:
קפלו את הדמות:
תחילה קפלו את הידיים אל הבטן.
אחר כך קפלו את הראש על הידיים.
ולסיום קפלו את הרגליים לכיוון הראש.
שלב ג:
הכניסו את הדמות המקופלת לצלחת עם מים, המתינו שהיא "תתעורר"...
הקפידו שהדמות תהיה מקופלת היטב.
צרפת
נמצאת במערב יבשת אירופה.
צורתה מזכירה קצת צורת מְשוּשֶה.
מסביבה:
בצפון: הים הצפוני ומדינת בלגיה
במזרח: מדינות גרמניה, שוויץ ואיטליה
במערב: האוקיאנוס האטלנטי
בדרום: הים התיכון ומדינת ספרד
עיר הבירה שלה: פאריס
בראש המדינה: נשיא
שפה עיקרית: צרפתית
פייר סימון לפלס - מדען צרפתי, שחי בתקופת המהפכה הצרפתית.
ב-1767, בהיותו בן 18 בלבד, מונה לפלס לפרופסור לאסטרונומיה באקדמיה הצבאית בפריז וב-1785 נבחר כחבר באקדמיה למדעים.
עבודת חייו של לפלס הייתה סביב תיאוריית הכבידה של ניוטון.
הוא הוכיח שתנועתם של כוכבי הלכת יציבה.
לפלס תרם תרומה חשובה גם בתחומי המתמטיקה והפילוסופיה
ואף פרסם ספרים רבים בתחומים אלו.
תחום נוסף בו עסק לפלס היה המים.
הוא חקר את תופעת הגאות, את תנועת המים וגם את תופעת הנימיות.
1749-1827
משאבה-משתלה נימית
מכינים "עציצים"
ציוד:
תבנית פוליגל
הוראות בנייה:
קפלו את התבנית בהתאם לקווי הקיפול,
שמוטבעים בתבנית.
קיבלתם מין "קופסה".
הפכו את הקופסה, קיבלתם "במה" ובה שלושה חורים.
כל אחד מהחורים יהיה "עציץ", שבו "נשתול" "פרח".
מכינים פרחים
ציוד:
נייר מעבדה לבן
עיפרון
מספריים
הוראות בנייה:
ציירו פרחים עם גבעולים ארוכים.
גיזרו את הפרחים.
מחברים את הפרחים זה לזה
ציוד:
הפרחים שגזרתם
שיפוד
הוראות בנייה:
השחילו את השיפוד דרך כל הפרחים, קרוב ככל האפשר לעלי הכותרת.
צובעים את הפרחים
אנחנו מעוניינים לצבוע את הפרחים בשלושה צבעים שונים.
אנחנו צריכים להכין תמיסות צבע בשלושה צבעים – תמיסה לכל "עציץ".
ישנן מספר אפשרויות:
1. צבעי מאכל מוכנים.
ניצוק לכל "עציץ" 1-2 כפות מים ונטפטף מספר טיפות מצבע המאכל. �2. צבעי מים.
נערבב מעט צבעי מים עם המים שבעציצים.
הערה: התמיסה צריכה להיות מאוד דלילה.
צבע מן הטבע
איך מפיקים צבע ממאכל, במקום לקנות "צבע מאכל".
הקדמה:
חומרים בטבע מחולקים (בין השאר) לשתי קבוצות: "חומציים" ו"בסיסיים". על חומרים מסויימים רשומה כותרת באותיות הלועזיות PH , ומתחתיהן ערך מספרי, המבטא את רמת החומציות. חומרים שהם סותרי חומצה, נקראים "בסיסיים".
יש אנשים שמיצי הקיבה שלהם חומציים יתר על המידה (הם מרגישים צרבת לא נוחה בבטן העליונה ובצינור הוושט). הרופא ממליץ לחולה כזה לבלוע כדור בסיסי (הוא מכיל פחמן בריכוז גדול). הכדור הבסיסי סותר את החומציות העודפת.
ומכאן להכנת הצבע:
הכנה של צבע "נייטראלי" – לא בסיסי מאוד ולא חומצי מאוד.
ציוד:
4-5 עלים של כרוב אדום [אין בערכה כי עלול להרקיב ולהסריח].
צנצנת זכוכית.
מים רותחים.
הוראות הכנה:
הניחו את העלים בצנצנת.
צקו על העלים מים רותחים.
כעבור 3 שעות עלי הכרוב יהפכו בהירים,
והכוס תתמלא במיץ הכרוב (בגוון סגול).
שינוי הצבע
ציוד:
3 כוסות
כפית עם אבקת כביסה [חומר בסיסי]
כפית עם חומץ [חומר חומצי]
הוראות הפעלה:
צקו את הנוזל הסגול לשלוש כוסות שונות.
לתוך אחת הכוסות צקו את החומץ.
לתוך הכוס השנייה צקו את אבקת הכביסה
מה קורה?
המים הופכים לאדומים, בגלל החומציות של החומץ.
המים הופכים לירוקים, בגלל הבסיסיות של אבקת הכביסה.
"שותלים" את הפרחים:
לתוך החורים בבמה.
אם יש צורך – הזיזו את הפרחים
על גבי השיפוד, כך שהם יהיו מעל הכוסות.
המתינו מעט.
בהדרגה, הנוזלים יטפסו במעלה הגבעולים.
הפרחים ישנו את צבעם.
דוגמאות נוספות לנימיות :
חזרו למשחק