مشاريع هيدروليكية بسيطة للعلوم

لطالما كان البشر مفتونين بالهيدروليكا ودراسة حركات السوائل. يمكن إجراء تجارب ومشاريع بسيطة توضح كيف يتصرف السائل. ليست هناك حاجة إلى سوائل خاصة أو معدات باهظة الثمن. الأدوات المنزلية الشائعة والمياه تظهر الأفكار بشكل جيد. تقدم هذه المشاريع أيضًا مشاريع علمية ممتازة ، وسيكتسب جميع المشاركين فهمًا لكيفية تحرك السوائل. إذا تم تنفيذ هذه المشاريع من قبل الأطفال ، يوصى دائمًا بإشراف الكبار لتقديم التوجيه.

أحد المبادئ الأولى للمكونات الهيدروليكية هو أن السائل يسعى دائمًا إلى البقاء في الوضع الأفقي. دائمًا ما يكون مستوى السطح موازيًا للأفق. لإثبات ذلك ، املأ نصف كوب شفاف مملوء بالماء. قم بإمالة الزجاج برفق للخلف وللأمام. لاحظ أن سطح الماء يظل مستويًا دائمًا. هذا القانون الأساسي للسوائل هو ما تقوم عليه البوصلات المملوءة بالسائل في القوارب. تطفو البوصلة فوق السائل. بغض النظر عن مقدار دوران القارب ، ستظل البوصلة ثابتة دائمًا.

رتب كأسين ، أحدهما أعلى من الآخر. املأ الزجاج العلوي بالماء. املأ أنبوبًا بلاستيكيًا شفافًا لحوض السمك بالماء وأدخل طرفيه في الأكواب. لاحظ كيف يتدفق الماء من الزجاج العلوي إلى الزجاج السفلي. هذا سيفون. لأن ضغط الماء أعلى في أسفل الأنبوب ، فإنه يسحب الماء من الزجاج العلوي. تُستخدم السيفون على نطاق واسع لسحب المياه من منطقة أعلى إلى منطقة منخفضة ، مثل جبال سييرا إلى مدينة فيرجينيا في نيفادا.

إنها حقيقة معروفة أن الفولاذ يغرق في الماء. ومع ذلك ، فإن العديد من القوارب والسفن مصنوعة من الفولاذ. والسبب في طفوها هو أن السفينة مغلقة ، والهواء داخلها يزيح الماء ، وهو أثقل من الهواء. لإثبات هذا المبدأ ، املأ دلوًا في منتصف الطريق بالماء تقريبًا. ضع عبوة فارغة داخل الماء. ابدأ في ملء العلبة بالماء. لاحظ أن مستوى الماء في العلبة سيكون نفس مستوى الماء خارج العلبة. هذا لأن الهواء يزيح المساحة فوق الماء فقط.

توضح هذه التجربة أن السائل غير قابل للانضغاط. سوف تحتاج إلى بطاطس ، ماصة صلبة للشرب وسيخ. قطّع شريحة بطاطس بسمك ربع إنش. ادفع أحد جانبي ماصة الشرب إلى شريحة البطاطس المقطعة بحيث يتكون مكبس داخل القش. ادفع المكبس إلى المنتصف في القشة باستخدام السيخ. املأ القشة بالماء وادفع قطعة أخرى من البطاطس في القش ، وحبس الماء. اضغط على المكبس الجديد المتكون من السيخ. لاحظ أن المكبس الآخر يتحرك أيضًا. هذا لأن الماء المحاصر لا يمكن ضغطه. تعتمد أنظمة فرملة السيارات على هذا المبدأ. عندما تضغط على الدواسة ، فإنه يحرك مكبسًا. يدفع السائل الموجود داخل خطوط الفرامل مكبسًا آخر داخل العجلات يقوم بتحريك تيل الفرامل.