大家好,我是Noah媽媽,一直在德國從事科研工作,家有3歲半猴子一只。因為沒有什么其它的特長,所以一直用做實驗來帶孩子一起玩兒。
所以在朋友們的鼓勵下,我開了一個公眾號,把我們在家玩的東西都記錄下來,并且嘗試用淺顯的語言來把所有的原理進行展開解釋。
我對于兒童科學(xué)啟蒙的理解是,第一要用好玩的實驗來引起ta們的興趣,第二如果能夠把小的知識點放到日常生活的大框架中,日積月累,可以幫助小朋友編織一個大的知識網(wǎng)。
因為白天科研,晚上科普,所以對于語言的深淺度我有點拿不準, 所以發(fā)幾篇公眾號里的文章在這里,希望大家能夠給點反饋意見,非常感謝。
實驗一:幾毛錢自己造火箭
大家小時候都有過造火箭去月球的夢吧,今天我們一起來造一艘火箭去給嫦娥送月餅吧。
所需材料:小蘇打(Na2HCO3),醋,一個蓋子可以密封并且不易碎的小瓶子(我們用的泡騰片的瓶子),一些裝飾用的紙(我們用的鋁箔)
步驟:
1.裝飾瓶子,把鋁箔紙貼在瓶子外面,剪一塊圓形做成錐形,貼在瓶子上方,做成火箭狀。
2.找一個空曠且平坦的地方,最好是不怕弄臟的戶外。
3. 先倒入小蘇打,1克小蘇打室溫下會產(chǎn)生260毫升氣體,一般容器體積3-5倍的氣體就可以產(chǎn)生火箭效果。譬如我們用的瓶子是500毫升,加5克小蘇打就夠了。
4. 倒醋,不要倒太滿,大約一半容器體積就夠了,迅速把蓋子蓋上,放在平地上。
5. 后退,觀察火箭起飛。
原理
首先是一個基礎(chǔ)的化學(xué)反應(yīng):
小蘇打+ 醋 = 二氧化碳氣體+ 水 + 鹽
小蘇打和醋快速產(chǎn)生大量二氧化碳氣體,像我們之前講過的,氣體多了,瓶子里的壓強就會變大,最后瓶蓋被沖開,瓶身被反作用里推上天。所用到的物理學(xué)定律是:牛頓第三定律 (Newton's third law), 作用力等于反作用力。
在生活中還有很多類似的場景都是用到同樣的原理。譬如你有沒有拿過一個充足氣的氣球,如果突然松手,氣體從氣球中噴出來,氣球自己會向著另一個方向飛出去。
其實這和正真的火箭能過夠上天的原理是一樣的。所以火箭的另外一個名字叫做噴進器,顧名思義就是利用噴出物質(zhì)來制造反作用力來前進的載具。
不管一艘火箭內(nèi)部構(gòu)造有多復(fù)雜,其主要部分都可以歸納為殼體和燃料。殼體就相當(dāng)于我們這里的泡騰片盒子,燃料就是我們的小蘇打和醋。是不是頓時就覺得自己的火箭變得 高大上起來了?
實驗二:土豆和防彈衣
大家愛吃土豆嗎?不管是油炸還是紅燒,小土豆吃起來酥香軟糯,就算不加鹽,吃起來也有一絲絲甜味,做成土豆泥,更是入口即化。
大家有沒有想過,為什么硬邦邦的土豆燒熟了之后就變得很軟呢?土豆里究竟有些什么呢?我們一起來探究一下吧。
你需要:
很多個小土豆,水,很多的耐心
這樣做:
1. 土豆削皮之后切小?。ㄍ炼贡群}卜什么的都更好切,是小朋友練習(xí)切菜的好對象哦。)
2. 把土豆丁放在一個盆里,裝水蓋過土豆丁。
3. 現(xiàn)在盡情的揉搓小土豆吧。
4. 你有沒有感到手滑滑的?土豆里的成分逐漸出來啦。
5. 現(xiàn)在可以把土豆撈出來,我們做了土豆湯。
6. 剩下的水里是不是看起來渾渾的,有很多白色的東西?放在桌上不要動它,直到白色的東西全部沉到底部。
7. 小心的把上層的水倒出來。底下剩下的白白的東西就是我們今天的玩具啦。
聰明的你們是不是已經(jīng)猜出來了?對了,這些白色的東西就是土豆淀粉。
土豆淀粉是一種很神奇的東西。你如果晃動它,或者用勺子把它舀起來,它就是液體,黏黏的會流下來。
但是,如果 你用手指用力的戳它,又會覺得它很硬,是個固體。
所以,它同時既是液體,又是固體。
原理:
土豆里的主要成分就是我們昨天提取出來的淀粉,另外還有蛋白質(zhì),纖維素和各種維生素,所以土豆是一種很有營養(yǎng)的蔬菜呢。
而土豆淀粉其實是一種天然高分子物質(zhì),這是什么概念呢?我們可以想象一個生的土豆就像是一團纏的緊緊的毛線,所以是硬邦邦的。我們在煮土豆的過程中,這些毛線吸收了水分,逐漸的舒展開來。土豆被完全煮熟之后,這些毛線就被完全分開了來,所以變得松松軟軟了。
現(xiàn)在我們來想一想,我們有一團松散的毛線,如果你用手去攪動這團毛線,它是不是會變形?你把它拿起來,讓毛線自然下落,毛線是不是會一根根的自然下落,就像流水一樣?
如果你把毛線用手緊緊的再次捏成一團,毛線也會變得硬硬的。一旦你松手,毛線又會重新變成松松的一團。
這就是土豆淀粉手感這么特殊的原因了。在科學(xué)上,有這種性質(zhì)的東西可是大有用處。其中之一就是做防彈衣,想不到吧。
防彈衣里面有一種特殊的高分子材料,和土豆淀粉性質(zhì)類似,如果你用力快速的去打它,它就會變得堅硬無比。你用的力越大,它就越硬。
子彈在打到防彈衣上的瞬間速度是非??斓模苑缽椧铝⒖叹妥兂闪髓F甲,可以把子彈彈開。
但是!防彈衣其實并不是無堅不摧的,我們想象一下土豆淀粉,如果你輕輕的去捏它,它就像水一樣軟綿綿的。所以防彈衣最怕的是慢刀子。
如果在現(xiàn)代戰(zhàn)場上出現(xiàn)冷兵器,譬如刺刀一類的東西,你再以很慢的速度刺出去,就可以輕易的刺穿防彈衣。
吃軟不吃硬,就是形容防彈衣最好的詞了。
現(xiàn)在我們知道,小小的土豆里藏著多少科學(xué)了吧,下次再吃土豆的時候簡直心生敬意呢。
公號的名字是 少年達芬奇,因為這里篇幅有限,我沒怎么放圖片,公號里有更詳細的步驟圖片。
少年達芬奇