לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
נושא :אנרגית קול /כיתה ו'
מהי השפעת המרחק על עוצמת הקול באוויר?
אתגר
בחנו את התפשטות הקול באוויר לשם כך ,הכינו קופסה שהקצה העליון שלה סגור ביריעת ניילון ,הצטיידו בגרגרי אורז או סוכריות צבעוניות .הניחו רמקול הבוקעים ממנו צלילים מתחת לקופסה שהקצה העליון שלה מכוסה ביריעת ניילון .הניחו את
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי גרגירי אורז או הסוכריות הצבעוניות על גבי יריעת הניילון .בדקו כיצד הקולות הבוקעים מן
הרמקולים יגרמו ליריעת הניילון להתנודד ולגרגרי האורז או הסוכריות הצבעוניות "
לקפץ "על
יריעת הניילון .שנו את עוצמת הקול ובדקו את השפעת השינוי בעוצמת הקולות הבוקעים מן הרמקול על תנודות יריעת הניילון (וגרגירי האורז או הסוכריות הצבעוניות).
מתוך מסמך ההתנסויות
מה נחקור? במעבדה ממוחשבת זו נבחן את תופעת התפשטות הקול באוויר באמצעות ניסוי הבודק מהי השפעת המרחק על עוצמת הקול? נבצע חמש מדידות של עוצמת הקול המתקבלת במרחקים הבאים: 5ס"מ 30 ,ס"מ 60 ,ס"מ 90 ,ס"מ ו 120 -ס"מ.
ציוד וחומרים
טאבלט אינשטיין +או לאבמייט איינשטיין+
חיישן קול
מקור קול ()pure tone 440Hz.wav
גיליון נייר בגודל ()150 x 21 cm
נייר דבק
כלי כתיבה
סרגל
העמדת הניסוי
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי עבודה קבוצתית .1הפעילו את טאבלט אינשטיין +או לאבמייט איינשטיין+ .2הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. )
.3לחצו על תוכנת ה) MiLAB- .4הגדירו את מערך אוגר הנתונים
מערך אוגר הנתונים קול ) )45-110 dBחיצוני קצב הדגימה:
25דגימות בשניה
משך הדגימה:
30שניות
רגע לפני... שערו :עוצמת הקול בדציבלים תעלה /תרד /לא תשתנה ככל שנתרחק ממקור הקול ציירו לפחות 3עמודות המציגות את השערתכם
השפעת המרחק על עוצמת הקול
עוצמת הקול (דציבלים)
120סמ
90סמ
30סמ
60סמ
imagine explore learn •
•
5סמ
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
ביצוע הניסוי מדידה 1
.1חברו את כבל חיישן הקול לאחת היציאות בטאבלט. .2הניחו את גיליון הנייר במרכז השולחן .3חברו בנייר דבק את צידי הגיליון לשולחן .4הניחו את מקור הקול במרכז צידו השמאלי של גיליון הנייר. .5העבירו קו ישר באורך של 120סמ מהנקודה שם יונח מקור הקול. .6סמנו קווים על הישר במרחקים הבאים 120 ,90 ,60 ,30 ,5 :סמ' .7הציבו את חיישן הקול בניצב למקור הקול במרחק 5סמ' (הקפידו שהרמקול שלו יהיה מכוון לעבר מקור הקול). .8הפעילו את מקור הקול ולחצו על צלמית התחל )
( כדי להתחיל רישום של
הנתונים. .9המתינו 30שניות ולחצו על צלמית עצור )
(.
.10חזרו על המדידה 3פעמים. .11בסיום רשמו את ממוצע עוצמת הקול שנמדדה. .12שמרו את הנתונים על-ידי לחיצה על צלמית שמור (
imagine explore learn •
•
) בסרגל הכלים העליון.
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
עיבוד נתונים ) עמדו על דיאגרמת העמודות וגררו אותה למרכז
.1לחצו על צלמית מדי תצוגה ( המסך
.2השלימו את הנתונים בטבלה והעלו את הממצאים לטבלה שיתופית.
ביצוע הניסוי מדידה 2
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
.1בצעו מדידה נוספת כשחיישן הקול במרחק של 30סמ' ממקור הקול. .2הפעילו את מקור הקול ולחצו על צלמית התחל) .3המתינו 30שניות ולחצו על עצור )
( כדי להתחיל רישום של הנתונים.
(.
.4חזרו על המדידה 3פעמים. .5בסיום רשמו את ממוצע עוצמת הקול שנמדדה .6שמרו את הנתונים על-ידי לחיצה על צלמית שמור (
) בסרגל הכלים העליון.
עיבוד נתונים ) עמדו על דיאגרמת העמודות וגררו אותה למרכז
.1לחצו על צלמית מדי תצוגה ( המסך
.2השלימו את הנתונים בטבלה והעלו את הממצאים לטבלה שיתופית.
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
ביצוע הניסוי -מדידה 3
.1בצעו מדידה נוספת כשחיישן הקול במרחק של 60סמ' ממקור הקול. .2הפעילו את מקור הקול ולחצו על צלמית התחל) .3המתינו 30שניות ולחצו על עצור )
( כדי להתחיל רישום של הנתונים.
(.
.4חזרו על המדידה 3פעמים. .5בסיום רשמו את ממוצע עוצמת הקול שנמדדה
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי .6שמרו את הנתונים על-ידי לחיצה על צלמית שמור (
) בסרגל הכלים העליון.
עיבוד נתונים ) עמדו על דיאגרמת העמודות וגררו אותה למרכז
.1לחצו על צלמית מדי תצוגה ( המסך.
.2השלימו את הנתונים בטבלה והעלו את הממצאים לטבלה שיתופית.
.3חזרו שוב על סעיפים 1-6בתהליך הניסוי במרחקים של 90ס"מ ו 120-ס"מ . .4רשמו את תוצאות המדידות בטבלת עיבוד הנתונים
תוצאות ומסקנות השוו בין השערתכם אשר הצגתם בדיאגרמת עמודות לבין הממצאים המופיעים בדיאגרמת העמודות דונו בשאלות הבאות: דיון במליאה .1עקבו אחר השינויים שחלו בעוצמת הקול כתלות במרחק: א .באיזה מרחק היתה עוצמת הקול הגבוהה ביותר?
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי ב .באיזה מרחק עוצמת הקול הנמוכה ביותר? .2בחרו את המשפט הנכון: א.
ככל שמתרחקים ממקור הקול עוצמת הקול בדציבלים יורדת.
ב.
ככל שמתרחקים ממקור הקול עוצמת הקול בדציבלים עולה.
יישום עיינו בחוק הישראלי למניעת מפגעי רעש המתייחס למפגעי רעש מותרים באזור מגורים ותעשייה והכולל גם דוגמאות למפלסי רעש. אפשרות א :תכננו ושרטטו שכונה קטנה הכוללת בתי מגורים ,כביש ראשי 2 ,מפעלי תעשייה ומרכז מסחרי.
היכן תמקמו את המפעלים?
כיצד תתגברו על רעש המשאיות הפורקות סחורה במרכז מסחרי?
היכן תמקמו את כניסת המשאיות ביחס לבתי המגורים?
היכן תמקמו את הכביש הראשי?
אפשרות ב :מתכננים לבנות שדה תעופה קטן לטיסות פנים ליד מקום מגוריכם .כתבו מכתב למועצה האזורית שלכם והסבירו מדוע כדאי להקים את שדה התעופה במרחק רב מהיישוב?
רקע מדעי קול הוא צורה של אנרגיה המשמשת אותנו ואת בעלי החיים כדי ליצור תקשורת .הקול נוצר על ידי תנודות שמעבירות אנרגיה דרך האוויר או דרך חומרים אחרים (נוזל ,מוצק) .כאשר נוצרת תנודה היא מתפשטת בחומר וגורמת לתנועה בחלקיקי החומר.חלקיקים אלה נעים ונתקלים בחלקיקים אחרים וגם חלקיקים אלה נעים ונתקלים בחלקיקים נוספים .התנועה הזו מכונה גלי קול .לקול יש שתי תכונות חשובות :גובה הקול ועוצמת הקול .גובה הקול נקבע על ידי התנודות שיוצרים חומרים שונים .מספר גדול של תנודות בשנייה פרושו קול גבוה ומספר קטן של תנודות בשנייה פרושו קול נמוך .מספר התנודות בשנייה מכונה תדירות(.קול בעל תדירות גבוהה הוא קול גבוה ולהיפך) .עוצמת הקול מבטאת עד כמה חזקות התנודות שיוצרות את הקול (החוזק שבו אנו שומעים את הקולות) .עוצמת הקול נמדדת ביחידות של דציבלים (.(dB
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
מתוך מסמך ההתנסויות המרכזיות המוצעות לכיתה ו'
אנרגיית הקול
לאנרגיה מופעים שונים (סוגי אנרגיה)
ציוני דרך
התפשטות הקול בחומר )הולכה בגז ,בנוזל ,במוצק ( ולא בריק)
מיומנויות
ניסוי העלאת השערות לשאלה נתונה
כיצד מתפשט הקול ?
סיכום הניסוי
הסבר לתופעה :הקול נוצר מתנודות אוויר המתפשטות ומגיעות
רעיונות ודגשים
לאוזניים. ההתנסות-
התפשטות הקול באוויר
הניסוי/התצפית/תהליך
שינוי עוצמת הקול ובבדיקת השפעת השינוי בעוצמת הקולות
טכנולוגי/דגם
הבוקעים מן הרמקול על תנודות יריעת הניילון.
הצעות למקורות תומכים
מדע וטכנולוגיה לכתה ו' הוצאת רמות אוניברסיטת תל אביב עמודים .224- 225
מסע מדע ו' הוצאת כינרת עמודים .74-76
מדע בעידן טכנולוגי חלק שישי ,הוצאת רכס עמודים 117-125
imagine explore learn •
•