בשיתוף מרכז מדעני העתיד
איך מזהים מדען מוכשר? לפי הדרך בה הוא חושב. היכולת לראות בעיות מזוויות לא צפויות, לשאול שאלות שאחרים לא שואלים, ולדעת להתמודד עם אתגרים מורכבים – כל אלה ועוד מבדלים חשיבה מדעית מחשיבה רגילה.
משרד החינוך ומרכז מדעני העתיד של קרן מיימונידיס מובילים את הכשרת נבחרות נבחרות ישראל במדעים. בישראל פועלות 5 נבחרות בוגרות במתמטיקה, בפיזיקה, בכימיה, בביולוגיה ובמדעי המחשב ונבחרת ישראל צעירה במדעים, שהיא עתודה של הנבחרות הבוגרות. בימים אלה מתקיימים בבתי הספר המיונים- לנבחרות הבוגרות (כיתות ט'-י"א) ולנבחרת הצעירה (כיתה ז').
בשיתוף המרכז הכנו עבורכם חמש חידות, שיסייעו לכם לדעת אם גם אתם יודעים להתמודד עם אתגרים הדורשים יצירתיות וחשיבה לא שגרתית. בלון באוטובוס, פירמידת תפוזים, שרשרת מזון - כל חידה נראית פשוטה, אבל הפתרון שלה עלול להפתיע אתכם. השאלה היא: האם תצליחו לחשוב כמו מדעני העתיד?
לפרטים על המיונים לחצו כאן
שאלה מספר 1: ילד עומד באוטובוס ומחזיק בלון אדום
אמיר נוסע באוטובוס למסיבת יום ההולדת של חברתו, כשבידו בלון הליום גדול וקל מהאוויר. בעת שהאוטובוס עומד ברמזור אדום, הבלון מרחף ישירות כלפי מעלה לכיוון גג האוטובוס. מה יקרה לבלון כשהרמזור יתחלף לירוק והאוטובוס יתחיל להאיץ קדימה?
7 צפייה בגלריה
מה יקרה לבלון כשהרמזור יתחלף לירוק והאוטובוס יתחיל להאיץ קדימה?
(עיצוב: מרכז מדעני העתיד)
פתרון: הבלון יעוף קדימה. כפי שכוח הכובד גורם לבלון להיות למעלה, כך גם תאוצה קדימה לגרום לו לעוף קדימה. הסיבה, בשני המקרים, היא שהבלון קל יותר מהאוויר – שנזרק אחורה יחד עם הנוסעים ומפנה מקום מקדימה לבלון. גם בפניות חדות, הבלון נוטה פנימה לתוך הסיבוב – הפוך מהכוח הצנטריפוגלי שכולנו רגילים להרגיש. מומלץ לנסות בבית! במכניקה אנחנו לומדים על כוחות מדומים. "כוח אינרציה" ו"כוח צנטריפוגלי" קיימים רק מנקודת מבטו של הצופה שנמצא בתאוצה, והם דומים באופי שלהם לכוח הכובד.
שאלה מספר 2: נגה ופירמידות התפוזים
נגה בונה סדרה של פירמידות מתפוזים. כל פירמידה בנויה מריבועים של תפוזים המונחים זה על גבי זה. בפירמידה הראשונה יש תפוז אחד, בשנייה 5, בשלישית 14, וכך הלאה (באיור מופיעה פירמידה מספר 4). מה סדר הגודל של מספר התפוזים בפירמידה מספר 2,000?
פתרון: סדר הגודל של מספר התפוזים בפירמידה הוא מיליארד. מספר התפוזים יחסי לנפח הפירמידה, בקירוב. כיוון שפירמידה היא צורה תלת ממדית, הנפח שלה מתכונתי לחזקה שלישית של פרמטר אורך שלה (למשל, אורך צלע הבסיס). אורך הצלע הוא המספר של הפירמידה, ולכן בפירמידה ה-𝑁 יש סדר גודל של 𝑁3תפוזים. לכן כשעוברים מהפירמידה השנייה לפירמידה האלפיים, מספר התפוזים צריך לגדול בערך פי אלף בשלישית, או פי מיליארד.
שאלה מספר 3: ילדה עומדת מול קודן
כדי להיכנס לבניין צריכה רותם להקיש קוד המורכב מספרות, שכל אחת מהן היא 1,2,3 או 4 ולבסוף להקיש כוכבית. ניתן להקיש ספרה יותר מפעם אחת. רותם שכחה את הקוד, אך זכרה שסכום הספרות שלו הוא 10. כמה פעמים, לכל היותר, תצטרך רותם להקיש את הקוד בהינתן המקרים הבאים:
מקרה א: כאשר מספר הספרות להקשה איננו קבוע?
מקרה ב: כאשר מספר הספרות להקשה הוא בדיוק 4?
פתרון: במקרה א' יש לרותם 401 אפשרויות, במקרה ב' רק 44.
שאלה מספר 4: לוויתן, לוטרה, קיפוד ואצה במים
בחופי אלסקה מתקיימת שרשרת המזון הבאה: לוויתן קטלן ניזון מלוטרות שניזונות מקיפודי ים שניזונים מאצות. אילו שינויים צפויים להתרחש בעקבות עלייה חדה באוכלוסייה של לוויתן קטלן בשרשרת המזון?
7 צפייה בגלריה
אילו שינויים צפויים להתרחש בעקבות עלייה חדה באוכלוסייה של לוויתן קטלן בשרשרת המזון?
(עיצוב: מרכז מדעני העתיד)
פתרון: אוכלוסיית הלוטרות תקטן כי הן נאכלות יותר. אוכלוסיית קיפודי הים תגדל כי לאור זאת, הם ייטרפו פחות. לכן גם תקטן אוכלוסיית האצות, כי יהיו להם יותר טורפים.
שאלה מספר 5: סידור הכיסאות בכיתה
בכיתה של אילנה לומדים 20 תלמידים. יש לה בכיתה 20 כיסאות, לכל כיסא יש מספר סידורי, ועל כל כיסא רשום מספר סידורי של כיסא אחר, כמתואר באיור הבא.
ביום הראשון ללימודים התלמידים מתיישבים בכיסאות בסדר כלשהו, כך שיש תלמיד אחד בכל כיסא. לאחר מכן, בכל יום כל ילד יושב בכיסא שמספרו הסידורי רשום על הכיסא שישב בו ביום הקודם. האם מתישהו במהלך השנה התלמידים יחזרו לאותו הסידור כמו ביום הראשון ללימודים? אם כן, מהו היום הראשון שבו זה יקרה?
7 צפייה בגלריה
האם מתישהו במהלך השנה התלמידים יחזרו לאותו הסידור כמו ביום הראשון ללימודים?
(עיצוב: מרכז מדעני העתיד)
פתרון: לאחר 25 ימים.
נצייר חץ מכל כיסא לכיסא שאליו התלמיד שישב בו יעבור ביום למחרת. נראה שהכיסאות מחולקים לשלושה מעגלים זרים.
המעגל הראשון, מתחיל בכיסא מספר 1, עובר לכיסא 7, 11, 13, 4, 18, וחוזר לכיסא מספר 1. כלומר, כל שישה ימים תלמיד יחזור לכיסא המקורי בו ישב.
המעגל השני, מתחיל בכיסא 2, ועובר ל5, 6, 20, 15, 8, 14, 10 וחוזר לכיסא 2. כלומר, כל שמונה ימים תלמיד יחזור לכיסא המקורי בו ישב.
המעגל האחרון, מתחיל בכיסא מספר 3, עובר ל9, 19, 17, 12, 16, חוזר לכיסא 3. כאן שוב, תוך שישה ימים התלמיד ישוב למקומו המקורי.
לכן, כעבור כל מספר ימים שמתחלק גם ב-6 וגם ב-8 כל אחד מהתלמידים יחזור למקומו המקורי, והמספר הקטן ביותר הנ"ל הוא 24 (24 ימים אחרי היום הראשון = יום מספר 25, אך קיבלנו גם את התשובה 24 ).
נו, הצלחתם?
אם לא - אל דאגה. חשיבה מדעית היא מיומנות שניתן לתרגל ולפתח והחידות האלה הן רק התחלה.
אם כן - מעולה! עכשיו יש לכם הזדמנות להצטרף לנבחרות ישראל במדעים.
בשיתוף מרכז מדעני העתיד
