اختراع بسيط للعلوم

اختراعات بسيطة في العلوم

لا تحتاج الاختراعات التي غيرّت العالم إلى أكثر من عقل مبدع يمكنه الاستفادة من الموارد المتاحة في الطّبيعة واستغلالها بذكاء، وبصرف النّظر عن تلك الاختراعات المعقدة يمكن ببساطة تنفيذ الكثير من التجارب البسيطة باستخدام مواد منزلية.

الحبر السّري

الكتابة بالحبر السّري طريقة لطيفة لكتابة رسائل خفيّة يصعب كشفها قبل ظهور الحبر، ولزيادة التّمويه أكثر يمكن كتابة رسالة بحبر عادي فوق الرّسالة المكتوبة بالحبر السّري. ولصنع الحبر السّري يمكن اتباع الخطوات الآتيّة:[١]

الأدوات اللازمة

وفّر المواد اللازمة لصنع الحبر السّري وهي:

• صودا الخبز.
• ورقة.
• ماء.
• مصدر حرارة.
• فرشاة تلوين أو عود أسنان.
• كوب.
• عصير العنب (اختياري).

طريقة الصنع

• أضف كميات متساوية من الماء وصودا الخبز إلى بعضهما البعض (أو كمية من الماء ونصفها من صودا الخبز للحصول على محلول مخفف).
• اغمس فرشاة التّلوين أو عود الأسنان بالمزيج واستخدمه للكتابة على ورقة.
• اترك الحبر حتى يجف.
• استخدم مصدر للحرارة مثل المصباح الكهربائي أو المكوى لإظهار الحبر بلون بني.
• استخدم عصير العنب الأرجواني لإظهار الحبر في حال الرغبة بذلك، لأنّ عصير العنّب يتفاعل مع المادة القلويّة التي توجد في صودا الخبز وهي بيكربونات الصّوديوم ويحوّله إلى لون مختلف، ويجب في هذه الحال استخدام مصدر حرارة منخفض؛ لئلا تحترق الورقة.

مبدأ عمل الحبر السّري: استخدام محلول الصّودا للكتابة على الورقة يُتلف ألياف السليولوز أماكن الكتابة، وعند تعريض الورقة للحرارة تحترق الأجزاء التّالفة من الألياف ويصبح لونها داكناََ قبل الأجزاء السّليمة من الورقة فتظهر الكتابة السريّة.[١]

فرن يعمل على الطاقة الشمسيّة

يمكن استخدام الفرن الذي يعمل على الطاقة الشمسيّة لصنع خبز التّوست المحمّص بالزبدة، أو طهي النقانق، أو تسخين الطّعام، ويمكن تنفيذ هذا المشروع باتباع الخطوات الآتيّة:[٢]

الأدوات اللازمة

توفير المواد اللازمة للمشروع وهي:

• صندوق من الكرتون شبيه بعلب البيتزا.
• مشرط أو مقص.
• ورق ألمنيوم.
• شريط لاصق شفاف.
• بلاستيك خاص بالتغليف.
• ورق سكر أسود اللون (ورق التّصاميم الإنشائيّة المستخدم في تزيين المخبوزات).
• ورق جرائد.
• مسطرة أو ملعقة خشبيّة.
• ميزان حرارة.

طريقة الصنع

• قص غطاء الصّندوق الكرتوني لعمل باب يفتح لأعلى، وذلك بقص 3 جوانب من غطاء الصّندوق، واثني الجهة الرّابعة للخارج بحيث يمكنك فتح وإغلاق الباب، مع مراعاة ترك ما يقرُب من 2.5 سم بين الباب وحواف الغطاء.
• غلّف باب الصّندوق من الدّاخل بورق الألمنيوم بحيث يعكس أشعة الشّمس، ثم ثبّته بالشّريط اللاصق.
• غلّف فتحة الباب (الفتحة النّاتجة عن قص الباب) في غطاء الصّندوق بطبقة مزدوجة من بلاستيك التّغليف الشّفاف، ثم ثبّته بإحكام لعزل الهواء داخل الصّندوق.
• ضع ورق السّكر الأسود في قاع الصّندوق لأنّ اللّون الأسود يساعد على امتصاص الحرارة.
• لف ورق الجرائد على شكل 4 أسطوانات وتثبيتها باللاصق على الحواف الداخليّة الأربعة للصندوق، لتوفير المزيد من العزل الحراري للصندوق، مع مراعاة ألا تمنع أوراق الجرائد الباب من الإغلاق بإحكام.
• ضع الطّعام المراد تسخينه داخل الفرن.
• ضع الفرن الشّمسي في موقع معرّض لأشعة الشّمس، واضبط باب الألمنيوم بحيث يتمكّن من عكس أكبر كميّة من أشعة الشّمس على الفتحة المغلّفة بالبلاستيك.
• استخدم المسطرة أو الملعقة الخشبيّة لتثبيت باب الألمنيوم في مكانه.
• ضع ميزان الحرارة داخل الفرن لمعرفة درجة الحرارة بداخله.

مبدأ عمل الفرن الشّمسي: عندما تسقط أشعة الشّمس بزاوية مناسبة على باب الألمنيوم سيعكسها لتخترق البلاستيك الشّفاف في فتحة الصّندوق لتصل إلى جزئه الداخلي، فيسخن الهواء المحصور داخله ويمتّص الورق الأسود الحرارة، بينما تمنع لفائف ورق الجرائد الحرارة من التسرّب من جوانبه للخارج، فيحافظ على الهواء السّاخن داخل الفرن لطهو الطّعام وتسخينه، وبالرّغم من حاجة الفرن الشّمسي وقت أطول من الأفران العاديّة لكنه آمن ويوفّر الطّاقة.[٢]

دوارة رياح

يعود تاريخ صنع دوارة الرياح لسنوات طويلة قبل الميلاد، ولا تزال هذه الأداة تُستخدم من قبل العاملين في مجال الأرصاد الجوية.[٣]

الأدوات اللازمة لصنع دوارة الرياح

لعمل دوارة الرياح ينبغي توفر المواد الآتية:[٣]

• ورق كرتون سميك.
• كوب بلاستيك من النوع الجيد.
• قشّة بلاستيكية.
• قلم رصاص في نهايته ممحاة جيدة.
• ألوان للرسم.
• إبرة أو دبوس كبس.
• مقص.
• مسدس سليكون، أو غراء.

طريقة صنع دوارة الرياح

لصنع الدوارة يجب اتباع الخطوات الآتية:[٣]

1. قص 3 قطع من الكرتون المقوى على شكل مثلثين قائمي الزاوية، والثالث مثلث متساوي الأضلاع.
2. ألصق قطعتي المثلث القائم الزاوية بأحد طرفي القشّة، بواسطة مسدس السليكون أو الغراء.
3. ألصق المثلث المتساوي الأضلاع بالطرف الآخر من القشّة، عن طريق إحداث شق صغير في المثلث ثم ثبّته بواسطة الغراء.
4. أثقب في قاع الكوب البلاستيكي ثقب لتثبيت قلم الرصاص فيه، مع جعل الممحاة إلى أعلى.
5. ادفع الإبرة في منطقة الوسط من القشّة التي قمت بتثبيت الأشكال المثلثة عليها، وفي ذات الوقت في الممحاة.
6. ارسم الاتجاهات الأربعة بواسطة قلم التلوين.
7. ضع الآلة في الخارج استعدادًا لمعرفة اتجاه الرياح.

بطارية من البطاطا

يُمكن صناعة بطارية بسيطة من نبات البطاطا حيث تُعد موصل جيد للكهرباء،[٤] وعليه لتنفيذ تلك العملية يجب اتّباع الإجراءات الآتية:

 الأدوات اللازمة لصنع بطارية من البطاطا 

لعمل بطارية البطاطا ينبغي توفر المواد الآتية:[٥]

• حبة بطاطا كبيرة الحجم، وطازجة.
• مسمار من الزنك.
• ماسك ورق صغير(مشبك)، عدد 2.
• عملة نقدية من النحاس.
• جهاز الفولتميتر.

 طريقة صنع بطارية من البطاطا

ولصنع بطارية البطاطا يجب اتباع الخطوات الآتية:[٥]

• أدخل المسمار بالقرب من منتصف البطاطا، حتى يصل إلى الجانب الآخر منها.
• أدخل العملة النحاسية على بعد 2.54 سم من المسمار الذي وضعته في منتصف البطاطا.
• وصّل أحد أطراف جهاز الفولتميتر (ذو اللون الأحمر) بالعملة النحاسية، وثبّته عليها بواسطة ماسك الورق الصغير.
• وصّل الطرف الآخر من جهاز الفولتيمتر (ذو اللون الأسود) بالمسمار، وثبّته بواسطة ماسك الورق الثاني.

يجب أن تحدث قراءة طفيفة على عداد الفولتيمتر، فإذا كانت القراءة سالبة ينبغي أن تُبدّل توصيل المقاطع، وبالتالي سوف تكون القراءة موجبة.

سيارة تمشي بقوة ناتجة عن بالون

يمكن صنع سيارة متحركة تتكون من مواد بسيطة ومتوفرة في كل منزل، وغير مكلفة من الناحية الاقتصادية،[٦] ولصناعة هذه السيارة يجب اتّباع الإجراءات الآتية:

 الأدوات اللازمة لصنع سيارة تمشي بقوة ناتجة عن بالون

لعمل سيارة تمشي بقوّة ناتجة عن بالون ينبغي توفّر المواد الآتية:[٦]

• زجاجة مصنوعة من البلاستيك.
• 4 أغطية زجاجات بلاستيكية.
• عصا خشبية.
• قشّتين.
• بالون .
• شريط لاصق.
• مقص أو سكينة حادة.

طريقة صنع سيارة تمشي بقوة ناتجة عن بالون

أما طريقة صنع السيارة فسوف تكون على النحو الآتي:[٦]

1. اقطع واحدة من القشّتين إلى نصفين متساويين، وألصقهما على جانب واحد من الزجاجة.
2. اقطع العصا الخشبيّة إلى قسمين متساويين، وأدخلها بالقشّتين المثبتتين على العلبة.
3. اثقب إشارة (+) على كل غطاء من الأغطية الأربعة بواسطة المقص، ثم اضغط عليها لإدخالها في نهاية العصي الخشبية، إذ ستكون بمثابة عجلات السيارة.
4. أجري اختبار للسيارة على سطح مستوٍ، واعرف ما إذا كانت تسير بصورة متوازنة.
5. ألصق رأس البالون بالقشّة الأخرى بواسطة الشريط اللاصق.
6. افتح أعلى الزجاجة البلاستيكية بما يكفي لدفع عصا البالون داخلها وإخراجها من فم الزجاجة، بعد ذلك ثبّت القشّة على الزجاجة بشكل جيد بواسطة الشريط اللاصق.
7. أنفخ في القشّة من أجل تعبئة البالون بالهواء، وبعد الانتهاء ضع إصبعك على نهاية طرف القشّة.
8. حرّك السيارة بمجرد سحب إصبعك، وبسرعة كبيرة.

سمّاعة طبية بسيطة 

يُمكن صناعة سماعة طبية للأطفال من أجل سماع دقات القلب والتّنفس، من خلال بعض المواد البسيطة المتوفرة في كل منزل، وبطريقة سهلة، وسريعة، وغير مكلفة من الناحية المادية،[٧] وذلك باتباع الإجراءات الآتية:

 الأدوات اللازمة لصنع سماعة طبية بسيطة

لصناعة سماعة طبية بسيطة ينبغي توفّر المواد الآتية:[٧]

• أنبوب كرتوني متوسّط الحجم.
• شريط لاصق.
• قمع بلاستيكي صغير.

طريقة صنع سماعة طبية بسيطة

أمّا طريقة صُنع السماعة الطبية فسوف تكون على النحو الآتي:[٧]

1. ثبّت القمع البلاستيكي بنهاية الأنبوب الكرتوني بواسطة الشريط اللاصق.
2. ضع الأنبوب بالقرب من منطقة قلب صديقك، ثم ضع القمع بالقرب من أذنك للاستماع إلى ضربات قلبه.

المراجع

1. ^ أ ب Anne Marie Helmenstine (17/9/2019), “How to Make Invisible Ink With Baking Soda”, thoughtco, Retrieved 14/11/2021. Edited.
2. ^ أ ب “How To Build a Solar Oven”, Home Science Tools, Retrieved 14/11/2021. Edited.
3. ^ أ ب ت “VIRTUAL SCIENCE FAIR”, sciencebuff., Retrieved 16/10/2021. Edited.
4. ↑ “Easy Inventions for Science Projects”, sciencing., Retrieved 16/10/2021. Edited.
5. ^ أ ب “How to Create a Potato Battery”, wikihow, Retrieved 16/10/2021. Edited.
6. ^ أ ب ت “Build a Balloon-Powered Car”, scientificamerican., Retrieved 16/10/2021. Edited.
7. ^ أ ب ت “HOW TO MAKE A STETHOSCOPE”, science-sparks.c, Retrieved 16/10/2021. Edited.