☰ خطة العام · العلوم (بالعربية)

طاقة الماء والسدود

الأسبوع 21 · المحور الثالث، الوحدة الثالثة، المفهوم 3.3 «مصادر الطاقة المتجددة» (ب) ومشروع الوحدة «آثار السدود» · 3 دروس
2

نموذج المروحة الورقية للتوربين

Discovery Education Science P4: Term 2, Unit 3, pp. 70–83
الهدفأستخدم مروحة ورقية لنمذجة التوربين، وأشرح لماذا يمكن استخدام الماء في النموذج مرة بعد مرة.
كلمات جديدة
النموذج · نسخة أصغر أو أبسط تُظهر كيف يعمل شيء مامتجدد · يمكن تعويضه أو استخدامه مرة بعد مرةالطاقة الميكانيكية · طاقة الأشياء المتحركة، مثل الرياح والماء الجاري
الشرح

يبني العلماء النماذج لأن محطة الطاقة أكبر من أن ندخلها إلى الصف. والمروحة الورقية على عود نموذج جيد للتوربين. فإذا صببت الماء من إبريق على المروحة دفع الماء ريشها فتدور، تمامًا كما يدفع الماء التوربين في السدّ. ويمثّل الإبريق الماء المخزون خلف السدّ، ويمثّل الوعاء النهر تحته. هذا النموذج لا يصنع كهرباء، لكنه يُظهر الجزء الأول من السلسلة. وعندما يفرغ الإبريق يكون الماء في الوعاء. وإذا غرفته بكوب وأعدت صبّه استطعت استخدامه مرة أخرى. وفي الطبيعة تقوم الشمس بهذا العمل: تسخّن البحر، فيصعد الماء بخارًا، وتتكوّن السحب، ويملأ المطر الأنهار فيمتلئ السدّ من جديد. ولهذا فطاقة الماء متجددة. والرياح والماء المتحرك كلاهما مصدر للطاقة الميكانيكية.

في النموذجفي المحطة الحقيقية
إبريق ماءماء مخزون خلف السدّ
المروحة الورقيةالتوربين
الوعاءالنهر تحت السدّ
الغرف بالكوبالمطر يملأ النهر من جديد
أمثلة محلولة
إبريقعجلةوعاء
تصبّ سلمى ماء الإبريق ببطء على مروحتها فتدور ببطء. ثم تصبّه أسرع فتدور أسرع. نتيجتها: كلما زاد الماء المتحرك زاد الدفع على الريش.
الإبريقالمروحة تدورالماء في الوعاءالغرف بالكوب
يريد كريم أن يكون نموذجه متجددًا. فلا يصبّ ماء جديدًا من الصنبور، بل يغرف الماء من الوعاء بكوب ويصبّه ثانية. فيُستخدم الماء نفسه مرارًا.
طاقة ميكانيكية (متحركة)ضوء وحرارة
تصنّف حبيبة مصادر الطاقة. الرياح والماء الجاري شيئان متحركان فيعطيان طاقة ميكانيكية. أما أشعة الشمس فتعطي ضوءًا وحرارة وليست طاقة أشياء متحركة.
نشاط الفصل

ابنِ النموذج (ويساعدك شخص كبير). افعل ذلك في الخارج أو فوق صينية كبيرة. تحتاج إلى مروحة ورقية على عود وإبريق بلاستيكي وكوب ووعاء. أمسك المروحة فوق الوعاء وصبّ الماء على الريش. هل تدور؟ جرّب الصبّ البطيء والصبّ السريع. ثم اغرف الماء بالكوب واستخدمه مرة أخرى. ارسم نموذجك وسمِّ أجزاءه. وامسح الماء المنسكب كي لا يتزحلق أحد.

تدرّب
1
في نموذج المروحة الورقية، ما الذي تمثّله المروحة؟
2
لماذا يُعدّ الماء في النموذج متجددًا؟
3
أي مصدرين يعطيان طاقة ميكانيكية؟ قل الحرفين.
أبج
4
سمِّ جزء دورة الماء الذي يملأ النهر بعد أن تسخّن الشمس البحر.