اختراعات بسيطة في العلوم

لقد أحدثت الاختراعات التي غيرت مجرى التاريخ ثورة بفضل العقول المبدعة التي تمكنت من استثمار الموارد المتاحة في الطبيعة بكل ذكاء. وعلى الرغم من وجود الكثير من الاختراعات المعقدة، يمكن تنفيذ العديد من التجارب العلمية البسيطة بسهولة باستخدام مواد متاحة في المنزل.

الحبر السري

تعتبر الكتابة بالحبر السري وسيلة رائعة لإرسال رسائل مخفية يصعب اكتشافها قبل ظهور الحبر. ولتعزيز عملية التمويه، يمكن استخدام حبر عادي لكتابة رسالة فوق الرسالة المكتوبة بالحبر السري. ولعمل الحبر السري، يمكنك اتباع الخطوات التالية:

الأدوات اللازمة

اجمع المواد اللازمة لصنع الحبر السري وهي:

• صودا الخبز.
• ورق.
• ماء.
• مصدر حرارة.
• فرشاة تلوين أو عود أسنان.
• كوب.
• عصير عنب (اختياري).

طريقة الصنع

• امزج كميات متساوية من الماء وصودا الخبز (أو استخدم كمية من الماء ونصفها من صودا الخبز للحصول على محلول مخفف).
• اغمس فرشاة التلوين أو عود الأسنان في المحلول واستخدمه لكتابة الرسالة على الورق.
• دع الحبر يجف تمامًا.
• استخدم مصدر حرارة مثل المصباح الكهربائي أو المكواة لكشف الحبر بلون بني.
• يمكن استخدام عصير العنب الأرجواني لزيادة التأثير، حيث يتفاعل مع الصودا القلوية في صودا الخبز ويغير لونه، وفي هذه الحالة يجب استخدام مصدر حرارة منخفض لتجنب احتراق الورق.

مبدأ تشغيل الحبر السري: عند كتابة النص باستخدام محلول الصودا، تتعرض ألياف السليولوز للتلف في أماكن الكتابة، وعند تسليط الحرارة على الورقة، يحترق الجزء التالف ويظهر بلون داكن مقارنة بالأجزاء السليمة، مما يكشف الكتابة السريّة.

فرن يعمل بالطاقة الشمسية

يمكن الاستفادة من الفرن الذي يعمل بالطاقة الشمسية في صنع العديد من الأطعمة، مثل خبز التوست المحمص أو طهي النقانق. لتنفيذ هذا المشروع، يمكن اتباع الخطوات التالية:

الأدوات اللازمة

تحتاج إلى المواد التالية للمشروع:

• صندوق كرتوني شبيه بعلب البيتزا.
• مشرط أو مقص.
• ورق ألمنيوم.
• شريط لاصق شفاف.
• بلاستيك خاص بالتغليف.
• ورق سكر أسود اللون.
• ورق جرائد.
• مسطرة أو ملعقة خشبية.
• ميزان حرارة.

طريقة الصنع

• قم بقص غطاء الصندوق الكرتوني لإنشاء باب يفتح للأعلى، عبر قص 3 جوانب منه، وثني الجهة الرابعة للخارج لسهولة الفتح والإغلاق.
• غلّف الباب الداخلي للصندوق بورق الألمنيوم ليعكس أشعة الشمس، وثبّت ذلك بالشريط اللاصق.
• غلّف فتحة الباب بطبقة مزدوجة من بلاستيك التغليف الشفاف، وثبّت بإحكام لعزل الهواء داخل الصندوق.
• ضع ورق السكر الأسود في قاع الصندوق لزيادة امتصاص الحرارة.
• لف ورق الجرائد على شكل أسطوانات وثبّت على الزوايا الداخلية للصندوق لتحسين العزل الحراري.
• ضع الطعام داخل الفرن الشمسي.
• أشر إلى مكان شروق الشمس وأعد ضبط باب الألمنيوم لتوجيه أكبر كمية من الأشعة الشمسية إلى داخل الصندوق.
• استخدم المسطرة أو الملعقة لتثبيت الباب في مكانه.
• وضع ميزان الحرارة داخل الفرن لمراقبة درجة الحرارة.

مبدأ عمل الفرن الشمسي: يقوم باب الألمنيوم بعكس أشعة الشمس لتدخل عبر بلاستيك التغليف إلى الداخل، مما يسخن الهواء الذي يمتصه ورق السكر. وبتحسين العزل باستخدام لفائف الجرائد، يتم الحفاظ على درجة الحرارة المرتفعة داخل الفرن لطهي الطعام، على الرغم من أن الفرن الشمسي يحتاج إلى وقت أطول من الأفران التقليدية، إلا أنه آمن ويوفر الطاقة.

دوارة الرياح

يعود تاريخ صناعة دوارة الرياح إلى عصور قديمة، وكانت ولا تزال أداة هامة تستخدم في مجال الأرصاد الجوية.

الأدوات اللازمة لصنع دوارة الرياح

لصنع دوارة الرياح تحتاج إلى المواد التالية:

• ورق كرتون سميك.
• كوب بلاستيك جيد الجودة.
• قشة بلاستيكية.
• قلم رصاص بممحاة جيدة.
• ألوان للرسم.
• إبرة أو دبوس كبس.
• مقص.
• مسدس سيليكون أو غراء.

طريقة صنع دوارة الرياح

لإنشاء الدوارة، يجب اتباع الخطوات التالية:

1. قص ثلاث قطع من الكرتون على شكل مثلثات: اثنان مثلثان قائم الزاوية، والثالث مثلث متساوي الأضلاع.
2. ألصق قطعتي المثلث القائم الزاوية على أحد طرفي القشة باستخدام مسدس السيليكون أو الغراء.
3. ألصق المثلث المتساوي الأضلاع في الطرف الآخر من القشة بعد إجراء شق صغير.
4. أثقب قاع الكوب البلاستيكي لتثبيت قلم الرصاص، مع حرص الممحاة على أن تكون في الأعلى.
5. أدخل الإبرة في منتصف القشة وفي الممحاة.
6. ارسم الاتجاهات الأربعة باستخدام قلم التلوين.
7. ضع الآلة في الخارج لمراقبة اتجاه الرياح.

بطارية من البطاطا

يمكن إنشاء بطارية بسيطة باستخدام نبات البطاطا، الذي يعتبر موصلًا جيدًا للكهرباء. لتنفيذ ذلك، يجب اتباع الخطوات الآتية:

الأدوات اللازمة لصنع بطارية من البطاطا

لإنشاء بطارية البطاطا، يجب توفّر المواد التالية:

• حبة بطاطا كبيرة وطازجة.
• مسمار من الزنك.
• مشبكان صغيران.
• عملة نقدية من النحاس.
• جهاز الفولتميتر.

طريقة صنع بطارية من البطاطا

لصنع البطارية يجب اتباع الخطوات التالية:

• أدخل المسمار في منتصف البطاطا حتى يخرج من الجهة الأخرى.
• أدخل العملة النحاسية على بعد 2.54 سم من المسمار.
• وصل أحد أطراف جهاز الفولتميتر (الأحمر) بالعملة النحاسية وثبّت بواسطة المشبك.
• وصّل الطرف الآخر من جهاز الفولتميتر (الأسود) بالمسمار وثبّت بواسطة المشبك الثاني.

يجب أن تظهر قراءة طفيفة على عداد الفولتميتر. إذا كانت القراءة سالبة، يجب تبديل التوصيلات لضمان قراءة موجبة.

سيارة تسير بقوة الهواء الناتجة عن البالون

يمكن صنع سيارة متحركة باستخدام مواد بسيطة ومتوفرة في كل بيت، وبسعر اقتصادي منخفض. لتنفيذ هذا المشروع، يجب اتباع الخطوات التالية:

الأدوات اللازمة لصنع سيارة تسير بقوة الهواء الناتجة عن البالون

لإعداد السيارة، يجب توفّر المواد التالية:

• زجاجة بلاستيكية.
• 4 أغطية بلاستيكية.
• عصا خشبية.
• قشّتان.
• بالون.
• شريط لاصق.
• مقص أو سكين حادة.

طريقة صنع السيارة

لإنشاء السيارة، اتبع الخطوات التالية:

1. قص واحدة من القشّتين إلى نصفين متساويين، وثبِّت كلاهما على جانب واحد من الزجاجة.
2. قص العصا الخشبية إلى قسمين متساويين وأدخلها في القشّتين المثبتتين.
3. قم بعمل ثقب (+) في كل غطاء من الأغطية الأربعة وأدخله في نهايات العصي الخشبية لتكون عجلات السيارة.
4. اجري اختبار للسيارة على سطح أملس للتأكد من توازنها.
5. ألصق رأس البالون بالقشة الثانية باستخدام الشريط اللاصق.
6. افتح الجزء العلوي من الزجاجة بما يكفي لإدخال عصا البالون، بعد ذلك ثبت القشة على الزجاجة بشكل محكم.
7. نفخ في القشة لتعبئة البالون بالهواء، بعد الانتهاء ضع إصبعك على نهاية القشة.
8. أطلق السيارة من خلال سحب إصبعك وستتحرك بسرعة.

سمّاعة طبية بسيطة

يُمكن صنع سماعة طبية للأطفال باستخدام بعض المواد سهلة التوفير، وذلك بطريقه سريعة وغير مكلفة. يمكن تنفيذ الخطوات التالية:

الأدوات اللازمة لصنع سماعة طبية بسيطة

لإعداد السماعة الطبية، يجب توفّر المواد التالية:

• أنبوب كرتوني متوسط الحجم.
• شريط لاصق.
• قمع بلاستيكي صغير.

طريقة صنع سماعة طبية بسيطة

لإنشاء السماعة الطبية، اتبع الخطوات التالية:

1. ثبّت القمع البلاستيكي في نهاية الأنبوب الكرتوني باستخدام الشريط اللاصق.
2. ضع الأنبوب بالقرب من قلب صديقك، والقمع بالقرب من أذنك للاستماع إلى نبضاته.