Ο έλικας της θερμότητας

Κατασκευή ενός έλικα που γυρίζει όταν πλησιάζουμε τα χέρια μας μετά από τρίψιμο

Heat_helix_a.JPG

Υλικά που χρειαζόμαστε

  • ένα στυλό ή ένα μολύβι
  • λίγη κολλητική πλαστελίνη (μπλου τακ)
  • ψαλίδι
  • το πρότυπο σχέδιο αυτού του έλικα
  • μια σελίδα χαρτί για εκτύπωση ή φωτοτυπία

Τι θα κάνουμε

Κατεβάζουμε και εκτυπώνουμε το πρότυπο σχέδιο του έλικα από εδώ.
Κόβουμε με το ψαλίδι περιμετρικά ένα έλικα από τη σελίδα. Για μια τάξη παιδιών, καθένα κόβει από ένα έλικα.
Παρατηρούμε ότι στη μέση του σχήματος του έλικα υπάρχει μία διακεκομμένη γραμμή. Τσακίζουμε τον έλικα ακριβώς πάνω στη γραμμή και έπειτα ξεδιπλώνουμε το χαρτί.
Κολλάμε το μπλου τακ πάνω στο τραπέζι ή στο θρανίο και έπειτα στηρίζουμε με αυτό το στυλό ή το μολύβι μας, με τη μύτη προς τα πάνω. Αν χρησιμοποιήσουμε μολύβι καλό θα είναι να μην είναι καλοξυσμένο, αλλά μάλλον ελαφρά χρησιμοποιημένο (γιατί άραγε;). Προσέχουμε πάντοτε να μην τραυματιστούμε με τη μύτη του μολυβιού!
Παίρνουμε τον έλικα με τα δύο πτερύγιά του τσακισμένα προς τα κάτω σε γωνία περίπου 45ο περίπου και τον κάνουμε να ισορροπήσει στη μέση, πάνω στη μύτη του στυλό ή του μολυβιού (βλ. διπλανή εικόνα).
Στη συνέχεια, τρίβουμε τα χέρια μας μέχρι να ζεσταθούν οι παλάμες μας και τις τοποθετούμε γύρω από τον έλικα. Με τα χέρια μας αγκαλιάζουμε τον έλικα από κάτω και στα πλάγια (βλ. παρακάτω φωτογραφίες).
Παρατηρούμε τι θα συμβεί στον έλικα για ένα περίπου λεπτό. Αν δεν μας πετύχει με την πρώτη φορά, ξανατρίβουμε τα χέρια μας και φροντίζουμε να τα τοποθετήσουμε κατάλληλα κάτω και γύρω από τον έλικα μέχρι να δούμε κάτι να συμβαίνει …

Ερωτήματα

Γιατί ο έλικας κουνιέται πέρα δώθε καθώς προσπαθούμε να τον ισορροπήσουμε πάνω στη μύτη του μολυβιού ή του στυλό;
Γιατί αρχίζει να κινείται όταν πλησιάσουμε και τον αγκαλιάσουμε με τις ζεσταμένες παλάμες μας;
Τι συμβαίνει αν πλησιάσουμε τις παλάμες μας πιο κοντά στον έλικα; Προσοχή όμως να μην τον αγγίζουν.

Τι συμβαίνει;

Ο έλικας γυρίζει εξαιτίας της θερμότητας! Στην αρχή ίσως ταρακουνιέται λίγο από την προσπάθειά μας να τον ισορροπήσουμε πάνω στη μύτη του μολυβιού ή του στυλό, αλλά είναι επίσης ευαίσθητος στα μικρά ρεύματα αέρα που έχουμε μέσα στην αίθουσα ή ακόμα και στην ανάσα μας. Καλό θα είναι η μύτη του μολυβιού ή του στυλό να είναι κάπως σφαιρική, προκειμένου να έχει λιγότερες τριβές ο έλικάς μας κατά την περιστροφή του.
Καθώς, λοιπόν, τρίβουμε τα χέρια μας ζεσταίνονται οι παλάμες μας. Επίσης, κομμάτια από το δέμα μας αποσπώνται από την τριβή και ταυτόχρονα δημιουργείται οργανικά μια υπεραιμία εσωτερικά στις παλάμες μας και τις αισθανόμαστε πολύ θερμές. Όταν πλησιάσουμε τις παλάμες μας κάτω και γύρω από τον έλικα, τότε δημιουργείται ένα ανοδικό ρεύμα θερμού αέρα, ο οποίος παρασέρνει σε περιστροφική κίνηση τον έλικα εξαιτίας του σχήματός του και της κλίσης των πτερυγίων του. Ουσιαστικά, η θερμότητα μεταφέρεται από τις «ζεστές» παλάμες μας σε μια πιο ψυχρή περιοχή αέρα που υπάρχει γύρω από τις παλάμες μας, τον θερμαίνει και στη συνέχεια εκείνος κινείται ανοδικά παρασέρνοντας με τη σειρά του σε κίνηση και το χάρτινο έλικα …

Διδακτική αξιοποίηση

Ο έλικας της θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα απλό πείραμα που μπορούν να κάνουν όλα τα παιδιά της τάξης στο θρανίο τους. Θα πρέπει να τους δώσουμε να κόψουν τον έλικα από το διαθέσιμο πρότυπο, και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν υλικά που φέρνουν μαζί τους ή που έχουμε στις τάξεις μας. Το πείραμα εντάσσεται στην ενότητα "Θερμότητα" της Στ΄ τάξης και συγκεκριμένα στη μεταφορά της θερμότητας με ρεύματα [Φύλλο Εργασίας 2].

Δείτε παρακάτω το βίντεο με τον έλικα της θερμότητας από το κανάλι του ΕΦΕΠΕ Ρεθύμνου

cc.jpg
Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License