مشاريع علوم السدود المائية

تستخدم السدود لتحويل أو كبح المياه من الأنهار والمجاري المائية الأخرى. بينما يقوم البشر ببنائها لتوليد الكهرباء وإنشاء خزانات لمياه الشرب ومنع الفيضانات ، في القنادس البرية تبني السدود لإنشاء مسطحات مائية عميقة تجذب الطعام وتوفر الأمان من الحيوانات المفترسة البرية. بالنسبة لمشروع علمي ، حاول تكرار التقنيات المستخدمة في كلا النوعين من سدود المياه.

تستخدم المحطات الكهرومائية - التي يتم إنشاؤها عند قاعدة السدود - وزن أو ضغط المياه المتدفقة لتدوير ريش التوربينات. يتم توجيه المياه من خلال جهاز يسمى penstock ، والذي يركز تدفقات مختلفة على الشفرات. وفقًا لـ energyquest.ca.gov ، يمكنك محاكاة هذه العملية باستخدام علبة حليب فارغة سعة نصف جالون ، وبعض الماء ، وشريط لاصق ، ومسمار ، ومسطرة ، وعلامة. باستخدام الظفر ، اصنع ثقبًا في علبة الحليب على بعد نصف بوصة من القاعدة ، ثم اصنع ثقوبًا بنفس الحجم عند العلامات التي يبلغ قطرها بوصة واحدة أو اثنتين أو أربع بوصات. قم بتغطية جميع الثقوب بقطعة واحدة من الشريط واملأ الكرتون بالماء حتى خط (سيبقى ثابتًا) الذي تحدده باستخدام قلم التحديد. ثم اسحب الشريط ولاحظ الفتحة التي ينتج عنها التيار الأقوى والأبعد تدفقًا ؛ وفقًا لطلب الطاقة ، سيكون هذا دائمًا الحفرة الأقرب إلى القاع ، حيث يولد الوزن الإضافي للماء فوقه مزيدًا من الضغط.

يستخدم القنادس تقنيات بسيطة لبناء سدودهم ، وتكديس الأشجار والعصي وغيرها من الحطام الطبيعي لتشكيل حاجز. كمشروع علمي ، فإن استكشاف تقنيات البناء هذه هو الأنسب للطلاب الأصغر سنًا في المرحلة الابتدائية. وفقًا لموقع teacherdomain.org ، ستحتاج إلى الوصول إلى خرطوم ، وفناء خلفي (يُفضل أن تكون منطقة بدون العشب أو النباتات الأخرى التي يمكن أن تتضرر) والمواد الطبيعية المختلفة ، مثل العصي والأوراق والحجارة و طحلب. قم بتشغيل الخرطوم في وضع ثابت حتى يكون هناك تدفق مستمر للمياه أو نهر صغير على الأرض. ثم جرب مواد مختلفة ، سواء بشكل فردي أو في مجموعات ، لتحديد التكوين الأفضل لتحويل المياه. حاول تقليد أسلوب القندس عن طريق تشابك العصي ، ثم سد الفجوات بأجزاء أخرى من الحطام.

يعتمد هذا المشروع على نفس القوى التي يعتمد عليها مشروع الطاقة الكهرومائية. ومع ذلك ، بدلاً من محاكاة السد النهري القياسي ، تم تصميم هذا المشروع لتكرار سد المد والجزر ، أو الوابل ، الذي يولد أيضًا الطاقة الكهرومائية. وفقًا لموقع sciencebuddies.org ، عندما يأتي المد ، يتدفق الماء عبر الأنفاق ويتم ضخه عبر التوربينات التي تدور ، مما ينتج الكهرباء. لتكرار هذه العملية ، قم بحفر ثلاثة ثقوب مختلفة الأحجام - واحدة بحجم نصف بوصة ، والثانية بوصة ، وقطرها بوصتان — في الجزء السفلي من دلو بلاستيكي (هذه هي الأنفاق). قم بتوصيل كل ثقب بسدادة مطاطية ذات حجم مناسب ، واملأ الدلو بالماء. أنت الآن جاهز لاختبار الطاقة التي يولدها كل "نفق" ، والتي تطلقها عن طريق سحب القوابس واحدًا تلو الآخر (بالطبع ، تحتاج إلى إعادة ملء الدلو بعد كل اختبار). لحساب خرج الطاقة ، قم بتوصيل مروحة بلاستيكية (مثل المروحة الموجودة على قارب لعبة) بنهاية قضيب نحاسي ، واحتفظ بها في الدلو أثناء كل اختبار. احسب عدد الدورات التي تقوم بها المروحة عند فصل كل ثقب.