ניסויים מדעיים שאפשר לעשות עם הילדים בבית

במרוץ החיים המודרני, כל דקת חוויה משותפת של הורה וילד יקרה מפז. אנו רוצים לשפר את יכולות הילדים כדי לאפשר להם להתמודד טוב יותר עם אתגרי החיים המודרניים הניצבים בדרכם. אנו שולחים אותם לחוגים, משקיעים בלימודים, אך הזמן המשותף העומד לרשותנו הולך ומצטמצם.

מחקרים רבים מראים שחלון ההזדמנויות הנרחב ביותר ללמידה ורכישת ידע נמצא בתקופת הילדות. ואכן, כדי לשפר את הבנת העולם אצל הילדים יש להפנות את תשומת ליבם לתופעות המתרחשות מדי יום סביבם, לגרות את סקרנותם ולטפח את מיומנות שאלת השאלות.

<<כל החדשות, הטורים, המדריכים והכתבות בעמוד הפייסבוק של ynet הורים>>

פורים בערוץ הורים:

מסע נוסטלגי: איך נראו התחפושות של פעם

זה אפשרי: תחפושת מושלמת לילדים - עד 100 שקל

פורים בדרך: איזו תחפושת היא הלהיט של השנה?

מתכוננים לפורים: שרביט קסמים מלכותי ב-5 דקות

מדריך מצולם: איפורים לפורים בקלות ובמהירות

אחת הדרכים היעילות לעשות זאת היא באמצעות ניסויים שניתן לבצע יחד בבית, ובכך להרוויח זמן איכות משותף עם הילדים. הניסויים שלפניכם מתבצעים בעזרת חומרים פשוטים הזמינים בכל בית. כל שנותר לעשות הוא לפנות קצת מזמנכם ולהתרגש יחד עם הילדים בחוויית המדע.

1. ניסוי בפעפוע (אוסמוזה)

כלים וחומרים:

תפוח אדמה

2 צלחות עמוקות

מים

2 כפות מלח

סרגל

(צילום: עמית אלפונטה)

שלבי הניסוי:

פרסו את תפוח האדמה לאורכו לשני חלקים שווים. חיתכו את החלק המעוגל כדי ליצור שתי פרוסות תפוח אדמה בעלות שני צדדים שטוחים שעובי כל אחת מהן יהיה כ-1.5 ס"מ ושממד האורך והרוחב שלהן יהיה זהה.

(צילום: עמית אלפונטה)

היעזרו בסרגל ומדדו במדויק את אורך ורוחב הפרוסות.

(צילום: עמית אלפונטה)

מלאו את שתי הצלחות במים ורק לאחת מהן הוסיפו שתי כפות מלח וערבבו היטב.

(צילום: עמית אלפונטה)

הוסיפו לכל צלחת פרוסה אחת של תפוח אדמה.

חיזרו לבדוק מה קרה בשתי הצלחות לאחר כשעה. מה ההבדל בין שתי פרוסות תפוח האדמה?

(צילום: עמית אלפונטה)

מה קורה?

פרוסת תפוח האדמה שהונחה במים המתוקים נותרה קשה וחזקה וייתכן אף שממדי האורך והרוחב שלה גדלו במקצת. לעומתה, הפרוסה ששהתה במים המלוחים הפכה רפויה ומידותיה התכווצו במקצת.

למה זה קורה?

בתהליך האוסמוזה (המכונה בעברית פעפוע), מים עוברים מאזורים בעלי ריכוז נמוך של מלחים לאזורים בעלי ריכוז גבוה של מלחים. ברגע שהוספנו שתי כפות מלח לאחת הצלחות, העלנו את ריכוז המלחים במים שבתוכה. כתוצאה מכך, המים שהיו בפרוסת תפוח האדמה עברו אל הנוזל המלוח שמסביבה ולכן היא הפכה רפה ומצומקת. לעומת זאת, פרוסת תפוח האדמה ששהתה בצלחת עם המים המתוקים, התנפחה במעט בגלל מעבר בכיוון ההפוך - מהמקום הפחות מלוח - המים, אל המקום המלוח יותר - בתוך תפוח האדמה.

ואיך זה משפיע על חיי היום יום?

אנו משתמשים בהוספת מלחים למים בהם אנו מניחים מלפפונים טריים כשאנו רוצים ליצור מלפפונים חמוצים, למשל. "ים המוות", שמו השני של ים המלח, מתאפיין במליחות רבה שאינה מאפשרת לחיות הים שאנו מכירים לחיות בו. תהליך הפעפוע הוא גם זה שבגללו מגבילים את השהות שלנו בתוך הים. למרות שזה נשמע משונה, אנו מאבדים נוזלים רבים כשאנו רוחצים בו. בגלל שריכוז המלחים בים המלח גבוה בהרבה מזה שבגופנו, ניתן להבין לאן הנוזלים שבגופנו עוברים.

ומה באשר לים רגיל? גם בים ישנה מליחות הגבוהה מזו המצויה בגופם של הדגים, אך אלה מפצים על כך על ידי בליעת כמויות גדולות של מים. יש גם יצורים הנפטרים מהמלח העודף בעזרת הטלת שתן ויש כאלה המצוידים בבלוטה מיוחדת המאפשרת להם להיפטר מהמלח. יש גם כאלה שמונעים את התהליך מלכתחילה, כמו מלפפוני ים וסרטנים שבגופם ריכוז המלחים גבוה במיוחד ובכך נמנעת תנועת המים אל חוץ לגופם.

ניסוי בלחץ אוויר

לפניכם שני ניסויים המדגימים מה קורה בעקבות יצירת הפרשים בלחץ האוויר המצוי בתוך בקבוק ומחוצה לו. בשני הניסויים מחויבת השתתפות מבוגר אחראי. בשני המקרים יש לבצע את ההוראות בזריזות ובזהירות.

כלים וחומרים:

ביצה קשה

בקבוק או צנצנת זכוכית עם פתח צוואר שהוא צר במעט מההיקף הרוחבי הרחב ביותר של הביצה

גפרורים

אלכוהול 70% לחיטוי העור

(צילום: עמית אלפונטה )

שפכו מעט מהאלכוהול אל תוך בקבוק הזכוכית.

(צילום: עמית אלפונטה )

השליכו גפרור בוער אל תוכו וברגע שהאש נכבית, אטמו את צוואר הבקבוק בעזרת ביצה קשה קלופה.

(צילום: עמית אלפונטה )

מה קורה?

הביצה מתחילה להישאב במהירות אל תוך הבקבוק, עד שכולה נשאבת פנימה (במידה וקו ההיקף של הביצה גדול בהרבה מפתח הבקבוק, תתפרק הביצה ורק חלקה יישאב פנימה בעוד החלק האחר יוותר בחוץ).

(צילום: עמית אלפונטה )

ניסוי ב' - מלפפון

כלים וחומרים:

בקבוק זכוכית גדול

מלפפון חמוץ שקוטרו גדול במעט מזה של צוואר הבקבוק

מים רותחים

מגבת

(צילום: עמית אלפונטה)

מלאו את בקבוק הזכוכית במים רותחים.

(צילום: עמית אלפונטה)

המתינו 20 שניות והיעזרו במגבת כדי לאחוז בבקבוק ולרוקנו לכיור.

(צילום: עמית אלפונטה)

ברגע שהבקבוק מתרוקן, אטמו את פתח הצוואר בעזרת מלפפון חמוץ. דחפו את המלפפון חזק אל הפתח והקפידו לאטום אותו היטב.

(צילום: עמית אלפונטה)

אט אט יתחיל המלפפון לנוע מטה במורד צוואר הבקבוק עד שיישאב כליל אל תוכו. במידה וקוטר המלפפון לא היה רחב דיו כך שאיפשר מעבר אוויר בשוליים, ייעצר התהליך באמצע הדרך.

(צילום: עמית אלפונטה)

בניסוי הביצה, האש שהבערנו בתוך הבקבוק מחממת את האוויר שבתוכו. כתוצאה מכך חלקיקי האוויר 'מתפזרים' וחלק מהם יוצא מהבקבוק. בניסוי המלפפון המים החמים חממו את בקבוק הזכוכית וכתוצאה מכך קורה תהליך דומה לזה שחל בניסוי הראשון. חלקיקי האוויר 'מתפזרים' וחלק מהם יוצא מהבקבוק. התוצאה היא שצפיפות האוויר בתוך הבקבוק קטנה מזו שמחוצה לו. לכן, לחץ האוויר מחוץ לבקבוק גדול מזה שבתוכו. על מנת להשוות לחצים דוחף האוויר בחוץ את הביצה/מלפפון אל תוך הבקבוק. מאחר והביצה והמלפפון גמישים הם ניתנים לדחיפה ו'נשאבים' אל תוך הבקבוקים.

רוח היא תנועת אוויר שנוצרת כתוצאה מהפרשי לחץ אוויר גדולים בין שתי נקודות סמוכות. כשלחץ האוויר יורד בנקודה מסויימת אנו אומרים שנוצר שקע ברומטרי. כאמור, אוויר חם דליל יותר מאוויר קר. לכן האוויר החם עולה גבוה יותר ומעל הקרקע החמה נוצרת מעין 'ריקנות' המכונה שקע. כדי להשוות לחצים נע האוויר מהנקודה בעלת הלחץ הגבוה לזו בעלת הלחץ הנמוך. תנועת אוויר זו, הנוצרת כתוצאה מהפרשי לחץ בין שתי נקודות סמוכות, מכונה בפינו רוח. ככל שההבדל יהיה גדול יותר, תהיה הרוח גם חזקה יותר.

חזאים נעזרים בברומטר (מד-לחץ) כדי למדוד את לחץ האוויר. ברומטר רגיל מורכב מגליל זכוכית. בצדו התחתון הוא סגור ובסיסו מוביל למיכל כספית פתוח. ככל שהלחץ האטמוספרי גבוה יותר מופעל יותר לחץ כלפי מטה על הכספית המצויה במיכל הפתוח וגורם לכספית בגליל לעלות לנקודה גבוהה יותר. ולהיפך, כשהלחץ האטמוספרי נמוך, מופעל פחות לחץ על הכספית במיכל הפתוח ולכן מפלס הכספית בגליל יורד.

ניסוי בשמרים

כלים וחומרים:

חבילת שמרים טריים בשקית

בקבוק "ריק" בתכולה 600 מיליליטר (קצת יותר מחצי ליטר)

כפית גדושה של סוכר

½ כוס מים פושרים

בלון עגול

משפך קטן

(צילום: עמית אלפונטה)

שלבי הניסוי:

היעזרו במשפך ושפכו את תוכן שקית השמרים אל תוך הבקבוק בזהירות, כך שכל החומר יצנח לתחתית הבקבוק ולא ייצמד לדפנות.

(צילום: עמית אלפונטה)

הוסיפו את הסוכר והמים ונענעו את הבקבוק בעדינות כדי שכל החומרים יתערבבו.

(צילום: עמית אלפונטה)

אטמו את פיית הבקבוק בעזרת צוואר הבלון.

(צילום: עמית אלפונטה)

עקבו אחר המתרחש מדי 10 דקות במשך שעה.

(צילום: עמית אלפונטה)

מה קורה?

הבלון לאט לאט מתחיל להתנפח והשמרים עולים ותופחים בתוך הבקבוק.

(צילום: עמית אלפונטה)

למה זה קורה?

ברגע שהסוכר בא במגע עם המים והפך רטוב וחמים, החלו השמרים להשתמש בו כמזון ליצירת אנרגיה. בתהליך זה פלטו השמרים תוצרי לוואי של פחמן דו-חמצני ואלכוהול. הגז נלכד בבקבוק האטום והחל לנפח את הבלון.

ואיך זה משפיע לחיי היום יום

אנו משתמשים בשמרים לתעשיית המזון והשתייה החריפה. שמרים הם בעצם פטריות חד-תאיות המסוגלים לבצע נשימה אווירנית בדומה לנו הנושמים חמצן. אך הפטריות יכולות גם לחיות בהיעדר חמצן בהיותן מסוגלות

להפיק אנרגיה גם בצורות אחרות. במקרה של השמרים, הם מסוגלים לפרק סוכר המצוי בסביבתם.

כשמצוי חמצן בסביבתם, יכול תא השמר לפרק מולקולות גלוקוז ליצירת מולקולות אנרגיה תוך פליטת מים ופחמן דו-חמצני. בתהליך אפיית עוגות אנו משתמשים בשמרים ובסוכר כדי להתפיח את הבצק. מולקולות הפחמן הדו-חמצני, נלכדות בחומר ומנפחות אותו.

כשמדובר בתסיסה כוהלית נוצר פירוק של מולקולות גלוקוז בלי נוכחות חמצן. התוצאה הסופית היא פליטת מולקולות אנרגיה, אלכוהול ופחמן דו-חמצני.

הכותבת היא מייסדת תוכנית 'נוע דע' - שיעורי העשרה ללימודי מדע - הפועלת במסגרת תוכנית קרב למעורבות בחינוך בבתי הספר