تسمح الكرة الأردوازية بدراسة حركة الأرض (تعاقب الليل والنهار وتعاقب المواسم)، وتسمح كذلك بدراسة خسوف القمر وكسوف الشمس. إن العجلة المترية roue métrique تمثيل للمجموعة الشمسية (مسافات وأحجام نسبية).
إلمامة:
التجربة الأولي
التجربة السادسة (العجلة المترية)
الأهداف من المعرفة والمهارات المستهدفة | قائمة الأدوات | وصف التجربة |
- معرفة السبب في وجود بعض الدوائر الموازية لخط الاستواء حاملة كل منها اسما خاصا؟ (البدء برسم المنقلبين والدائرتين القطبيتين وخط الاستواء). نهار -ليل |
كرة أردوازية طباشير مسامير (مزولة شمسية) عجينة تثبيت مسلاط أو كشاف ضوئي غرفة في غاية؟؟؟ (ستائر) |
وضع الكرة الأردوازية بمحورها المائل بدرجة ٢٤º تقريبا، على مسافة كافية من المسلاط (الكشاف) (٥م على الأقل) وعلى نفس الارتفاع (أشعة الضوء الأفقية) ١/ خط الاستواء وضع الكرة في موضع اعتدال الربيع أو الخريف. أ/ تسقط أشعة الشمس رأسيا على نقطة على سطح الكرة الأرضية واقعة على خط الاستواء. ب/ لن تترك مزولة شمسية ضخمة إلى حد ما ظلا بهذا المكان. (وضع الكثير من المزاول الشمسية على نفس الخط للمقارنة). ج/ وضع الطباشير فوق هذه النقطة بعينها والبدء في إدارة الكرة. لقد رسم خط الاستواء. ٢/ الدوائر القطبية (وضع انقلاب الشمس الشتائي) يكون للقطب الشمالي في الظلام دائما. وضع الطباشير على حدود النهار والليل وإدارة الكرة. وبالمثل بالنسبة لقطب الجنوبي. ينبغي أن يكون للدائرتين نفس الحجم إذا كان مصدر الضوء في موضع صحيح. التأكد من خلال الانتقال إلى وضع الصيف بالنسبة لنصفي الكرة الأرضية. التأكد من ارتفاع مصدر الضوء بالنسبة للكرة الأرضية ٣/ المدار (الانقلاب) أ/ في وضع الانقلاب هذا، يمكن مشاهدة أن أشعة الشمس لا تصل عموديا إلى خط الاستواء ولكن أسفله بقليل؛ تمثل تلك النقاط الجديدة المدارين. ب/بمساعدة المزاول الشمسية الموضوعة بشكل عمودي، نجد المدارين بالمكان الذي لا يكون لهذه المزولة ظل فيه. هنا كذلك، يتم إدارة الكرة مع الضغط بالطباشير على الكرة الأردوازية. ملحوظة: إذا كان وضع انقلاب الشمس الصيفي أو الشتائي يسمح برسم الدائرتين القطبيتين، ففي المقابل ينبغي لرسم الانقلابين الانتقال إلى مواضع الانقلاب. |
الأهداف من المعرفة والمهارات المستهدفة | قائمة الأدوات | وصف التجربة |
العثور على اتجاه دوران الأرض عن طريق مشاهدة ظل المزولة الشمسية في فناء المدرسة وعلى تلك الكرة الأردوازية. المطلوب مسبقا: |
١ كرة أردوازية ١ خيط (يبلغ طوله ١م) صلصال مسمار دقيق زغبية (قماش قطني به زغب من الجهة الخلفية) طباشير كشاف ستائر لإظلام الغرفة خريطة نصفي الكرة الأرضية |
١/ تجسيد خط الطول عن طريق وصل القطبين بواسطة خيط: رسمه باستخدام الطباشير. ٢/ وضع مزولة شمسية صلصال وزغبية (قماش قطني به زغب من الجهة الخلفية) عند تقاطع خط طول وخط عرض موضعنا. ٣/ وضع مزولتين شمسيتين إضافيتين شرق وغرب المزولة الشمسية الأولى ووصلهما بخارطة نصفي الكرة الأرضية. أمثلة: في الشرق: في روسيا وفي الغرب: بالولايات المتحدة. ظلال مرسومة بطباشير ملون. ٤/ القيام بإدارة الكرة في أحد الاتجاهين: مراقبة المكان الذي "تظهر" فيه الشمس والمكان الذي "تختفي" فيه: منطقة مضاءة أو لا. ملحوظة: تكرار تلك المشاهدات بمواضع مختلفة على خط الطول. المقارنة والتوصل للنتائج. ٥/ إدارة الكرة في الاتجاه المعاكس والقيام بنفس المشاهدات. قارن و ضعها مع وثيقة الصلة المرتبطة بالمفاهيم المعروفة: - تظهر الشمس من جهة الشرق وتحتفي من جهة الغرب. ملحوظة: احذر التصورات الخاطئة: "يظهر في الشرق ويختفي في الغرب". ارجع إلى: الحركة الظاهرية للشمس. الخلاصة: تدور الأرض من الغرب إلى الشرق. |
التجربة الثانية مكرر:
الأهداف من المعرفة والمهارات المستهدفة | قائمة الأدوات | وصف التجربة |
- اتجاه حركة دوران الأرض (فكرة تجريدية عن المفهوم المكتسب خلال التجربة الثانية) المطلوب مسبقا: - استخدام المزولة الشمسية يكون ظل الصباح في الغرب وبالتالي تظهر الشمس من جهة الشرق (والعكس بالنسبة لظل الليل) - النقاط الأساسية |
تسجيلات باستخدام المزولة الشمسية بفترات مختلفة من العام. كرة أردوازية بالخطوط المرسومة خلال التجربتين الأولى والثانية صلصال زغبية طباشير كشاف ستائر لإظلام الغرفة |
/ وضع المزاول الشمسية الدقيقة فوق خط الطول عند تقاطعه مع القطبين والمنقلبين وخط الاستواء. ٢/ مراقبة ظلال المزاول الشمسية الدقيقة بينما تدور الكرة في أحد الاتجاهين ثم خلال دورانها في الاتجاه المعاكس. ٣/ رسم النقاط الأساسية على الكرة. ٤/ الوصل بين المزولة الشمسية والكرة: المقارنة مع البيانات التي تم الحصول عليها في الفناء؛ العثور على الكرة في موضع النهار وموضع الليل، والقيام بإدارة الكرة بحيث يصبح موضع اليوم بين هذين الموضعين. مراقبة انتقال ظلال المزاول الشمسية الدقيقة. الخلاصة: تدور الشمس من الغرب إلى الشرق. |
الأهداف من المعرفة والمهارات المستهدفة | قائمة الأدوات | وصف التجربة |
حركة دوران الأرض حول الشمس |
تسجيلات باستخدام المزولة الشمسية بفترات مختلفة من العام. كرة أردوازية كشاف ستائر لإظلام الغرفة |
١/ يتم وضع مزولة شمسية مصغرة على أحد خطوط الطول. يكون محور الكرة عموديا. القيام بإدارة الكرة من الغرب إلى الشرق. ٢/ يتم وضع مزولة شمسية مصغرة على أحد خطوط الطول. |
الأهداف من المعرفة والمهارات المستهدفة | قائمة الأدوات | وصف التجربة |
انقلاب المواسم تبعا لنصف الكرة الأرضية. المطلوب مسبقا: |
كرة أردوازية أو كرة أرضية مسلاط مقص غرفة مظلمة |
الأرض في موضع انقلاب الشمس الصيفي أو الشتائي بالنشبة للمسلاط. ١/ وضع الخيط من جهتي محور الدوران: فيشير إلى خط الطول. تحدد نقطتين عليه، نقطة بكل نصف من نصفي الكرة الأرضية (٤٥º شمالا – و٤٥º جنوبا تقريبا) ورسم المتوازيات المناسبة. (ارجع إلى التجربة الأولى) التأكد بمساعدة الخيط من أن للمتوازيين نفس الطول. ٢/ على كل متواز، قياس فترة الإشماس باستخدام الخيط وقصه. نشاهد اختلاف في الطول ونتوصل إلى النسبة بين طول الليل والنهار. إعادة التجربة من جديد لانقلاب الشمس الآخر |
الأهداف من المعرفة والمهارات المستهدفة | قائمة الأدوات | وصف التجربة |
ملاحظة الظروف..... إدراك أن مدار القمر ليس مستمرا في مسار الكرة الأرضية (مستوى دائرة البروج). ملاحظة أن خسوف القمر تشاهده نصف الكرة الأرضية، وهذا ليس حال كسوف الشمس. المطلوب مسبقا: يدور القمر حول الأرض (مراحل القمر) |
- كرة أردوازية - مسلاط - غرفة مظلمة - كرة صغيرة مصنوعة من متعدد الإستيرينات (بيلغ قطرها ٥سم) - سيخ |
١/ خسوف القمر: لفت نظر الأطفال إلى عدم تمكننا من رؤيته (يحدث في مرحلة القمر البدر فقط والإشارة إلى عدم حدوثه بكل مرة يكون القمر فيها بدرا) – الشهر القمري. |
التجربة السادسة: العجلة المترية الكبيرة (المسافة بين الكواكب):
الأهداف من المعرفة والمهارات المستهدفة | قائمة الأدوات | وصف التجربة |
الانتباه إلى المسافات التي تفصل بين الكواكب التوعية إلى توافق المجموعة الشمسية إلى الفراغ |
العجلة المترية الكبيرة. شمس (قرص يبلغ قطره ٦٣سم) الكواكب الأرضية (رؤوس دبابيس مثبتة أعلى الأسياخ) عطارد ٢مم المريخ ٣مم الزهرة والأرض من ٥ إلى ٦مم |
- غرز الأسياخ في خط مستقيم مع مراعاة المسافات التالية بالنسبة للشمس (استخدام العجلة المترية). عامة لا يمكن وضع سوى الكواكب الأرضية نظرا لبعد الكواكب الأخرى. عطارد: ٢٦,٤م الزهرة: ٤٩م الأرض: ٦٨م المريخ: ١٠٤م عندئذ مراقبة من الأرض مظهر الشمس والكواكب الثلاثة الأخرى: رسم عند الاقتضاء من جديد مسارا تكون فيه مسافة الأرض ٦،٨م وبالتالي يكون بلوتو على بعد ٢٧١م |
أحجام الكواكب وبعدها عن الشمس بمقياس متماثل (مرجع قطر بلوتو= ١مم)
بلوتو | القمر | عطارد | المريخ | الزهرة | الأرض | نبتون | أورانس | زحل | المشتري | الشمس | |
القطر (مم) | ١ | ١،٥٨ | ٢،٢٢ | ٣،١ | ٥،٥ | ٥،٨ | ٢،١ | ٢٣،١ | ٥٤،٨ | ٦٤،٩ | ٦٣١،٨ |
البعد عن الشمس (بالمتر) | ٢٧١٢ | ١٧سم من الأرض | ٢٦،٤ | ١٠٤ | ٤٩ | ٦٨ | ٢٠٤١ | ١٣٠٤ | ٦٤٩ | ٣٥٤ |