همه ما در اقیانوسی از ذرات معلق به نام هوا زندگی می‌کنیم. هوا مانند پتویی نامرئی ما را در بر گرفته است. گاهی اوقات تصور می‌کنیم که هوا وزن و جرم ندارد، اما آیا واقعاً این‌طور است؟ این آزمایش ساده نشان می‌دهد که هوا دارای جرم است و برای آموزش به کودکان بسیار مناسب است. با انجام این آزمایش کوتاه و جذاب (که کمتر از 15 دقیقه طول می‌کشد)، می‌توانید به سادگی جرم هوا را به آن‌ها نشان دهید. در این آزمایش از دو بادکنک پر از هوا برای ایجاد تعادل استفاده خواهیم کرد. با ما همراه باشید!

وسایل مورد نیاز برای آزمایش جرم هوا

برای انجام این آزمایش ساده و جذاب، به وسایل زیر نیاز دارید:

• 2 عدد بادکنک با اندازه یکسان (برای تعادل)
• 3 قطعه نخ به طول حداقل 15 سانتی‌متر (برای آویزان کردن بادکنک‌ها و خط‌کش)
• یک عدد خط‌کش چوبی (به عنوان اهرم تعادل)
• یک عدد سوزن کوچک (برای ترکاندن یکی از بادکنک‌ها)

مراحل انجام آزمایش اثبات جرم هوا

1. ابتدا دو بادکنک را به یک اندازه باد کنید و سر آن‌ها را گره بزنید. یک قطعه نخ به هر بادکنک گره بزنید.

2. سپس، سر دیگر نخ‌ها را به دو انتهای خط‌کش گره بزنید. دقت کنید که فاصله هر دو بادکنک از انتهای خط‌کش یکسان باشد. بادکنک‌ها باید به صورت آویزان از خط‌کش آویزان باشند. نخ سوم را به وسط خط‌کش گره بزنید و آن را از لبه میز یا یک میله آویزان کنید. با جابجا کردن نخ وسط، نقطه تعادل را پیدا کنید تا خط‌کش به صورت افقی قرار گیرد. حالا وسیله آزمایش شما آماده است.

3. با استفاده از سوزن یا یک شیء تیز دیگر، یکی از بادکنک‌ها را بترکانید و نتیجه را مشاهده کنید. دانش‌آموزان می‌توانند مشاهدات خود را در یک دفترچه یادداشت علمی بنویسند یا در گروه آزمایش درباره نتایج بحث کنند. برای اینکه این آزمایش یک تجربه واقعی کاوشگری باشد، هدف آزمایش را تا زمانی که دانش‌آموزان فرصت مشاهده و اظهار نظر در مورد آنچه دیده‌اند را داشته باشند، فاش نکنید. اگر هدف آزمایش خیلی زود آشکار شود، دانش‌آموزان فرصتی برای فهمیدن اینکه چه اتفاقی افتاده و چرا، نخواهند داشت.

دلیل علمی این آزمایش

بادکنکی که پر از هوا باقی می‌ماند، باعث می‌شود خط‌کش به سمت آن متمایل شود. این نشان می‌دهد که هوا وزن دارد. هوای بادکنک ترکیده به فضای اطراف پخش می‌شود و دیگر درون بادکنک محبوس نیست. هوای فشرده شده داخل بادکنک، وزن بیشتری نسبت به هوای اطراف دارد. اگرچه وزن هوا را نمی‌توان به این روش دقیقاً اندازه‌گیری کرد، اما این آزمایش یک مدرک غیرمستقیم ارائه می‌دهد که هوا دارای جرم است.

نکاتی برای انجام موفقیت‌آمیز آزمایش جرم هوا

• در رویکرد پرسش‌محور، بهتر است هدف آزمایش را در ابتدا فاش نکنید. بسیاری از معلمان عنوان، هدف و سؤالات ابتدایی فعالیت‌های آزمایشگاهی را حذف می‌کنند تا دانش‌آموزان با مشاهده آزمایش‌ها و توجه به نتیجه، خودشان بتوانند عنوان و اهداف را تعیین کنند. به جای سوالات استاندارد پس از آزمایش، از دانش‌آموزان بخواهید عنوان و اهداف از دست رفته را تکمیل کنند. این یک ترفند سرگرم‌کننده است و آزمایش را خلاقانه‌تر می‌کند. معلمان دانش‌آموزان بسیار کوچک حتی می‌توانند با ایجاد سناریویی که در آن معلم بقیه مطالب را به طور تصادفی گم کرده است، این موضوع را جذاب‌تر کنند!

• استفاده از عینک ایمنی برای دانش‌آموزان کوچک توصیه می‌شود. هنگامی که بادکنک‌ها بیش از حد باد می‌شوند، قطعات کوچک لاتکس می‌توانند به چشم آسیب برسانند. همچنین، بهتر است به جای سوزن از وسیله دیگری برای ترکاندن بادکنک استفاده شود. در کلاس بچرخید و نحوه چیدمان وسایل آزمایش را بررسی کنید. سپس، هنگامی که وسایل مطابق با استانداردها بود، معلم می‌تواند بادکنک را بترکاند.