ધોરણ ૮ વિજ્ઞાન: 'બળ અને દબાણ'
પાઠ્યપુસ્તકની તમામ જીવંત પ્રવૃત્તિઓ અને પ્રયોગોની સચિત્ર ઝલક.
નમસ્કાર સૌ મિત્રોને!
વિજ્ઞાન એ માત્ર પાઠ્યપુસ્તકના પાનાંઓમાં કેદ રહેતો વિષય નથી. ધોરણ 8 ના વિજ્ઞાન વિષયના પ્રકરણ: બળ અને દબાણ ના સિદ્ધાંતોને માત્ર ગોખવાના બદલે, અમે વર્ગખંડમાં વિવિધ પ્રવૃત્તિઓ દ્વારા તેને જીવંત બનાવવાનો પ્રયાસ કર્યો છે. જ્યારે વિદ્યાર્થીઓ જાતે પ્રયોગ કરે છે, ત્યારે તેઓ ખરા અર્થમાં વિજ્ઞાન શીખે છે. ચાલો હું તમને પાઠ્યપુસ્તકમાં આપેલ તમામ પ્રવૃત્તિઓની અમારા વર્ગખંડની ઝલક બતાવું.
પ્રવૃત્તિ ૧: બળની શરૂઆત અને પરિણામી બળ
જ્યારે બે મિત્રો એક ભારે બોક્સને એક જ દિશામાં ધક્કો મારે છે, ત્યારે બંનેનાં બળનો સરવાળો થાય છે અને બોક્સ સરળતાથી ખસે છે. પરંતુ જ્યારે તેઓ વિરુદ્ધ દિશામાંથી ધક્કો મારે છે, ત્યારે પરિણામી બળ બંનેના તફાવત જેટલું હોય છે, અને બોક્સ ખસતું નથી (જો બંનેનું બળ સમાન હોય તો).
ફોટો ૧: એક જ દિશામાં ધક્કો મારતા વિદ્યાર્થીઓ
ફોટો ૨: વિરુદ્ધ દિશામાં ધક્કો મારતા વિદ્યાર્થીઓ
પ્રવૃત્તિ ૨: બળની અસર - આકારમાં ફેરફાર
બળ લગાવવાથી વસ્તુની ગતિની અવસ્થા બદલાય છે, એટલું જ નહીં પરંતુ તેનો આકાર પણ બદલી શકાય છે. વિદ્યાર્થીઓએ ફુલાવેલા ફુગ્ગાને બે હાથ વચ્ચે દબાવ્યો, રબર બેન્ડને ખેંચ્યું અને લોટની કણકને દબાવીને આ સિદ્ધાંત જાતે અનુભવ્યો.
ફોટો ૩: ફુગ્ગાનો આકાર બદલતો ફોટો
ફોટો ૪: રબર બેન્ડ ખેંચતો ફોટો
પ્રવૃત્તિ ૩: અસંપર્ક બળ - ચુંબકીય બળ
બળ હંમેશા સ્પર્શ કરવાથી જ લાગે તેવું જરૂરી નથી. અમે ચુંબકીય બળનો પ્રયોગ કર્યો, જેમાં સમાન ધ્રુવો (N-N) વચ્ચેનું અપાકર્ષણ અને અસમાન ધ્રુવો (N-S) વચ્ચેનું આકર્ષણ જોયું. લોખંડની ખીલીઓને ચુંબક કઈ રીતે દૂરથી જ ખેંચી લે છે તે જોઈ બાળકો રોમાંચિત થયા.
ફોટો ૫: ખીલીઓ અને ચુંબકનું આકર્ષણ
ફોટો ૬: બે ચુંબકો વચ્ચે અપાકર્ષણ
પ્રવૃત્તિ ૪: અસંપર્ક બળ - સ્થિત વિદ્યુત બળ
અન્ય એક અસંપર્ક બળ છે સ્થિત વિદ્યુત બળ. એક પ્લાસ્ટિકની સ્ટ્રોને કાગળ સાથે ઘસીને તેને વિદ્યુતભારિત કરવામાં આવી. જ્યારે આ ઘસેલી સ્ટ્રોને દોરીથી લટકાવેલી બીજી સ્ટ્રોની નજીક લાવવામાં આવી, ત્યારે તેમની વચ્ચે સ્પષ્ટ આકર્ષણ જોવા મળ્યું.
ફોટો ૭: સ્ટ્રોને કાગળ સાથે ઘસતા
ફોટો ૮: બે સ્ટ્રો વચ્ચેનું આકર્ષણ
પ્રવૃત્તિ ૫: દબાણ અને સંપર્ક ક્ષેત્રફળ
શું બળ લગાવવાની જગ્યાનું ક્ષેત્રફળ મહત્વનું છે? હા! અમે લાકડાના પાટિયામાં એક ખીલીને તેના માથાના (પહોળા) ભાગથી અને પછી અણીવાળા ભાગથી ઠોકવાનો પ્રયાસ કર્યો. અણીવાળા ભાગનું ક્ષેત્રફળ ઓછું હોવાથી ત્યાં દબાણ વધુ લાગ્યું અને ખીલી સરળતાથી અંદર જતી રહી.
ફોટો ૯: ખીલીના અણીવાળા ભાગથી ઠોકતા
ફોટો ૧૦: ખીલીના માથાના ભાગથી ઠોકતા
પ્રવૃત્તિ ૬: પ્રવાહીનું દબાણ અને ઊંડાઈ
પ્રવાહી પાત્રના તળિયે દબાણ લગાડે છે. આ સમજવા એક કાચની નળીના છેડે ફુગ્ગો બાંધ્યો. તેમાં થોડું પાણી રેડતા ફુગ્ગો થોડો ફૂલ્યો. પણ જ્યારે નળીમાં પાણીની ઊંચાઈ (ઊંડાઈ) વધારી, ત્યારે ફુગ્ગો વધુ મોટો ફૂલ્યો! એટલે કે પ્રવાહી સ્તંભની ઊંચાઈ વધતા દબાણ વધે છે.
ફોટો ૧૧: ઓછું પાણી = ઓછું દબાણ
ફોટો ૧૨: વધુ પાણી = વધુ દબાણ
પ્રવૃત્તિ ૭: સમાન ઊંડાઈએ સમાન દબાણ
પ્રવાહી વાસણની દીવાલ પર પણ દબાણ લગાવે છે. આ માટે અમે એક પ્લાસ્ટિકની બોટલના તળિયે એકસમાન ઊંચાઈએ ચારેબાજુ કાણાં પાડ્યા. બોટલને પાણીથી ભરતા બધા જ કાણાંમાંથી પાણી એકસરખા અંતરે બહાર ફેંકાયું! સાબિત થયું કે પ્રવાહી એકસરખી ઊંડાઈએ બધી દિશામાં સમાન દબાણ લગાડે છે.
ફોટો ૧૩: બોટલમાંથી બહાર આવતું પાણી
ફોટો ૧૪: સમાન અંતરે પડતી પાણીની ધાર
પ્રવૃત્તિ ૮: વાતાવરણનું દબાણ (Rubber Sucker)
આપણી આસપાસ રહેલી હવા પણ આપણા પર સતત દબાણ લગાવે છે. આ સાબિત કરવા અમે રબર ચૂસક (Rubber Sucker) નો ઉપયોગ કર્યો. તેને સમતલ સપાટી પર જોરથી દબાવતા, અંદરની હવા નીકળી ગઈ. હવે બહારના વાતાવરણના પ્રચંડ દબાણને કારણે તે સપાટી સાથે મજબૂતીથી ચોંટી ગયું.
ફોટો ૧૫: ચૂસકને સપાટી પર દબાવતા
ફોટો ૧૬: ચૂસક ઉખાડવા બળ લગાવતા વિદ્યાર્થીઓ