מדע וטכנולוגיה לכיתה ו
ספר לתלמיד(ה)
מהדורה מחודשת
- אנרגיה ומערכות בפעולה
- מבט אל תוך הגוף
- אור ולראות - קול ולשמוע
- קשרי קיום
הוצאת רמות – אוניברסיטת תל אביב
תשע"ו, 2016
עמודי דפוס 1-298
העתיקה: ורד שרף
הספריה המרכזית לעיוורים
נתניה ישראל 2016
העתקה או העברה של העותק המותאם בניגוד להוראות חוק התאמת יצירות, ביצועים ושידורים לאנשים עם מוגבלות התשע"ד - 2014, מהווה הפרה של זכות יוצרים.
*1*
מדע וטכנולוגיה לכיתה ו
ספר לתלמיד(ה)
אני, את ואתה שומרים על כללי הבטיחות!
1. הכניסה לחדר המקצוע מדע וטכנולוגיה מותרת רק בנוכחות המורה.
2. ביצוע הפעילויות (ניסויים, תצפיות, בניית דגמים ומוצרים) ייעשה על פי הנחיות המורה.
- שימוש בכלים ובחומרים ייעשה על פי הנחיות המורה בלבד.
- חיבור מכשירי חשמל לשקעים חשמליים ייעשה על ידי המורה בלבד.
- הדלקת אש בגזייה (מבער גז) או בכוהלייה תיעשה על ידי המורה בלבד.
3. הקפידו על כללי זהירות מיוחדים במהלך ביצוע הפעילויות.
- אין לשחק בחומרים ובכלים שעל שולחן העבודה.
- אין לטעום ולהריח חומרים.
- אין לקום ולהסתובב בכיתה בזמן ביצוע הפעילויות.
- יש לאסוף שיער וחלקי ביגוד מתנופפים בעת ביצוע פעילויות.
- יש להרכיב משקפי מגן בהתאם להנחיות המורה.
- יש להודיע למורה על כל מפגע, כגון: כלים פגומים, שברי זכוכית, חומרים שנשפכו במרחב הלימודי (שולחנות, כיסאות, רצפה ועוד).
- יש לרחוץ את הידיים במים ובסבון בסיום העבודה.
4. הקפידו על סדר ועל ניקיון.
- יש לשמור על סביבת עבודה נקייה ומסודרת במהלך ביצוע הפעילויות.
- יש לערוך ניסויים על מגש שמונח על שולחן עבודה יציב.
- יש להשאיר סביבת עבודה (שולחן, מגש עם ציוד וחומרים) נקייה ומסודרת בסוף השיעור.
*2*
(עמוד זה לא הועתק)
*3*
תוכן העניינים
*4*
*4*
פרק ראשון: האנרגיה שסביבנו
פרק שני: מערכות טכנולוגיות
פרק שלישי: אנרגיה חשמלית בשירות האדם
*5*
לרתום את הברקים
אש משמים
ברק הכה בעשב היבש וחולל שריפה גדולה. ייתכן שבני האדם הראשונים שהתקרבו אל האש ולא ברחו ממנה, הם שגילו את סודה. בני האדם למדו להבעיר אש בעזרת ניצוצות שהפיקו משפשוף של אבני צור. כך הם למדו לנצל מקור אנרגיה (עצים, שומן) שאינו תלוי בשרירי גופם, והשתמשו בו לחימום, לבישול ולמאור.
חשמל באוויר
בספרי ההיסטוריה של המדע מקובל הסיפור על בנג'מין פרנקלין, מדינאי ואיש מדע אמריקאי, שביום אחד בחודש יוני, שנת 1752, עמד והפריח עפיפון לעבר ענני סערה שהתחוללה בשמיים. לחוט העפיפון הוא קשר מפתח עשוי מתכת. החוט נרטב בגשם וכאשר נגע פרנקלין במפתח הקשור אליו הוא קיבל מכת חשמל שכמעט הרגה אותו. כך הוכיח שבעננים יש אנרגיה חשמלית. כעבור כמאה שנה, השכילו מדענים לרתום אנרגיה חשמלית כדי להניע מנועים וכדי ליצור תאורה מלאכותית, וכך חוללו מהפכה טכנולוגית אשר שינתה את פניה של החברה האנושית.
אין לחזור על מה שבנג'מין פרנקלין ניסה לעשות.
כיצד מנצלים בני האדם מקורות אנרגיה ואיזו חשיבות יש לאנרגיה הזאת בחיינו?
*6*
*6*
גלגולה של קרן שמש
...וכאשר שוקעת השמש אנחנו קמים ושולחים את ידנו אל המתג החשמלי שבקיר, לוחצים ומציפים את החדר באורה של נורת החשמל...
(בספר קומיקס:)
(ילדה:) מהיכן מגיעה האנרגיה החשמלית שמדליקה את הנורה?
(ילד:) מתחנת החשמל, כמובן.
(ילדה:) ומאין מגיעה האנרגיה לתחנת החשמל?
(ילד:) בישראל רוב האנרגיה מגיעה משריפה של פחם או נפט.
(ילדה:) ומאין הגיעה האנרגיה לנפט?
(ילד:) משאריות גופם של בעלי החיים אשר לפני שנים רבות שקעו לקרקעית הים.
(ילדה:) ומאין הגיעה האנרגיה לגופם של בעלי החיים?
(ילד:) מן הצמחים שהם אכלו.
(ילדה:) ומהיכן הגיעה האנרגיה לצמחים?
(ילד:) מאנרגיית האור של השמש.
(ילדה:) ומניין לנו האנרגיה להרים את גופנו מהכורסה, להתקדם כמה צעדים וללחוץ על המתג החשמלי?
מהי אנרגיה? מהם סוגיה? מהם מקורותיה?
*7*
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר את חשיבות האנרגיה בעולמנו.
- לתאר את מקורות האנרגיה שאותם מנצל האדם.
- לתת דוגמאות לסוגי אנרגיה.
- לתאר תופעות שיש בהן מעברי אנרגיה והמרות אנרגיה.
- להסביר את ההבדל בין מקורות אנרגיה מתכלים לבין מקורות אנרגיה מתחדשים.
מושגים שנלמד
- סוגי אנרגיה: אנרגיה חשמלית, אנרגיית תנועה, אנרגיה כימית, אנרגיית קול, אנרגיית אור, חום.
- המרת אנרגיה, מעבר אנרגיה.
- מקורות אנרגיה: חומרי דלק, מים זורמים, רוח, שמש.
- מקורות אנרגיה מתכלים, מקורות אנרגיה מתחדשים.
מיומנויות שנפעיל
- לשרטט ולנתח תרשימי זרימה.
- לארגן נתונים בטבלה, להשוות ולהסיק מסקנות.
- להכליל ולהסיק מסקנות.
- לעבוד בשיתוף פעולה.
- לנסח טיעון.
- לתאר קשרי סיבה-תוצאה.
*8*
אנרגיה סביב
אנו משתמשים במילה אנרגיה לעתים קרובות. כאשר אנו רואים מישהו/י רצ/ה מהר, אנו אומרים: "כמה אנרגיה יש לו/ה!" למה מתכוונים כשאומרים אנרגיה? האם אתם יכולים להצביע על משהו ולומר זוהי אנרגיה?
משימה: אנרגיה - היכן?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסיק על קיומה של אנרגיה מהתרחשותן של תופעות בסביבה.
- להסביר מהי אנרגיה.
1. ערכו סיעור מוחות ורשמו: מה מזכירה לכם המילה אנרגיה?
2. התבוננו בתמונות שלפניכם. תארו את הקשר בין מה שרואים בתמונה לבין המושג אנרגיה.
3. קראו את המידעון מהי אנרגיה? שבעמוד הבא והסבירו מהי אנרגיה.
(בספר 12 תמונות:)
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 1 - ילדה רצה
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 2 – נורה
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 3 - דוד וקולט שמש
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 4 - עץ ברוח
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 5 – טלויזיה
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 6 – טוסטר
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 7 – מפרשית
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 8 – מטוס
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 9 - סיר על האש
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 10 - עץ תפוחים
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 11 – שריפה
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 12 - נמר רץ
*9*
מידעון: מהי אנרגיה?
אין אנו יכולים לראות אנרגיה או להריח אותה. אנחנו יכולים להסיק על קיומה של אנרגיה מהתרחשותן של תופעות בסביבה הטבעית והמלאכותית. תופעות בסביבה הטבעית: רוח נושבת, תנועה של גלי ים, התפרצות של הר געש, גדילה של צמח ותנועה של יצורים חיים, רעידת אדמה, ברקים, רעמים ועוד.
תופעות בסביבה המלאכותית: חימום מים בקומקום, טיסה של חללית, טלסקופ האבל שמשדר מהחלל, סיבוב גלגל בלונה פארק, שאיבת מים, רכיבה על אופניים, שידור טלוויזיה ועוד. ללא אנרגיה כל התופעות האלה לא היו מתרחשות (קורות).
משימה: בלי אנרגיה - אי אפשר
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר את חשיבות האנרגיה לקיומם של יצורים חיים.
- להסביר את תרומת השימוש באנרגיה לשיפור איכות החיים.
- לנסח טיעון (טענה מנומקת).
- להציג מידע בדרכים מגוונות.
קראו את שני החלקים של קטע המידע הבא, השיבו על השאלות שבסוף כל חלק ובצעו את משימת הסיכום שבעמוד 11.
בלי אנרגיה - אי אפשר
חלק א: ללא אנרגיה - אין חיים!
אנרגיה דרושה לכל היצורים החיים: צמחים ובעלי חיים (בכללם האדם) לביצוע פעולות כגון: תנועה ממקום למקום, השגת מזון ומים, העברת מידע זה לזה, הגנה ועוד. אנרגיה דרושה גם לקיום תהליכי החיים המתרחשים בתוך גופם של יצורים: נשימה, הזנה, הובלת חומרים בגוף, הפרשת חומרים לסביבה, תקשורת, התרבות (רבייה) ועוד.
מילון
התרחשות: משהו שמתרחש (קורה) - תהליך, תופעה, פעולה.
*10*
קיומם של תהליכי החיים מאפשר ליצורים החיים לגדול ולהתפתח.
גדילה והתפתחות של יצורים חיים (בספר תמונות)
בעלי חיים ובכללם האדם:
גוזלים - ציפורים
תינוק - אדם מבוגר
צמחים:
שתיל - צמח
ללא אנרגיה יצורים חיים לא יוכלו להתקיים
שאלות
ו. אילו פעולות יצורים חיים אינם יכולים לבצע ללא אנרגיה? הביאו דוגמאות מתוך קטע המידע והוסיפו דוגמאות משלכם.
2. אילו תהליכי חיים אי אפשר לבצע ללא אנרגיה? הביאו דוגמאות מתוך קטע המידע והוסיפו דוגמאות משלכם.
חלק ב: השימוש באנרגיה תורם לשיפור איכות החיים
אנו משתמשים באנרגיה בכל תחומי החיים שלנו - ברפואה, בתחבורה, בחקלאות, בתקשורת, בתעשייה ועוד.
(בספר שש תמונות:)
תמונה 1 - ברחוב (תמונה של רמזור)
(בספר שש תמונות:)
תמונה 2 – בתעשייה
(בספר שש תמונות:)
תמונה 2 – בחקלאות
*11*
בני האדם זקוקים לאנרגיה להפעלת כלים, מכשירים ומכונות שנועדו לספק את צורכיהם ולשפר את איכות חייהם. פטיש, מחשב, טלוויזיה, מכונית, מחשבון, מעבד מזון, שעון, דוד שמש ועוד רבים אחרים לא יפעלו ללא אנרגיה.
שאלה
1. אילו כלים ומכשירים לא הייתם יכולים להפעיל בביתכם ללא אנרגיה?
2. תארו כיצד תורמים מכשירים אלה לשיפור איכות חיינו.
משימת סיכום
1. הכותרת של המשימה מציגה טענה: "בלי אנרגיה - אי אפשר".
א. הביעו עמדה בקבוצה על הטענה הזו.
ב. הביאו מתוך שני החלקים של קטע המידע לפחות שני נימוקים התומכים בטענה הזו. לכל נימוק הביאו לפחות דוגמה אחת.
ג. כתבו טיעון התומך בטענה זו או טיעון הסותר אותה.
שימו לב:
בכתיבת טיעון יש להתייחס לשני מרכיבים: טענה ונימוקים.
- טענה: זו האמירה שאותה צריך להוכיח.
דוגמה: "בלי אנרגיה - אי אפשר!"
- נימוקים: הסברים שבאמצעותם אפשר להוכיח את הטענה.
דוגמה: ללא אנרגיה היצורים החיים לא יוכלו להתקיים.
טענה ועוד נימוקים שווה טיעון
*12*
סוגי אנרגיה
אנרגיה מאפשרת התרחשות של תופעות בסביבה. כך, למשל, חום שנפלט משריפה של חומרי דלק מאפשר להרתיח מים בקומקום. אנרגיה חשמלית שמספקים למעלית מאפשרת לה לפעול; אנרגיה חשמלית שמספקים לגלגל הענק שבלונה פארק מאפשרת לו להסתובב; אנרגיית התנועה של הרוח מאפשרת לסירת המפרש לשוט.
אנרגיה חשמלית ואנרגיית תנועה הן דוגמאות לסוגי אנרגיה. אילו סוגי אנרגיה נוספים קיימים ואיזה ביטוי יש להם בתופעות שמתרחשות בסביבה?
משימה: סוגי אנרגיה בפעולה
בעקבות המשימה - נדע...
- להביא דוגמאות לביטוי של סוגי האנרגיה בתופעות בסביבה.
- להציג מידע בטבלה ולהסיק מסקנות.
קראו את המידעון סוגי אנרגיה שבעמוד הבא ובצעו את המשימה.
אל הרשת
1. לפניכם רשימה של תופעות בסביבה. שרטטו במחברת או בקובץ במחשב טבלה (ראו דוגמה) ומיינו את התופעות לפי סוגי האנרגיה המופיעים בכותרות העמודות של הטבלה. הוסיפו דוגמאות משלכם.
תופעות: מכונית נוסעת, ילדה רצה, ליצן רוכב על אופניים, כביסה מתייבשת, פנס דולק, נר דולק, מטוס ממריא, שבשבת רוח מסתובבת, מים מתחממים בקומקום חשמלי, מזגן פועל, רעם, פעמון מצלצל, מים זורמים בנחל, רוח נושבת, קרח מפשיר.
(בספר שש תמונות:)
טבלה לארגון מידע: סוגי אנרגיה (בספר טבלה בשישה טורים:)
אנרגיה חשמלית, חום, אנרגיית אור, אנרגיה כימית, אנרגיית תנועה, אנרגיית קול, --, --, נר דולק, --, --
--, --, --, --, --, --
--, --, --, --, --, --
2. מה למדתם מן המידע שהשלמתם בטבלה?
*13*
מידעון: סוגי אנרגיה
אנרגיה חשמלית. בדרך כלל מתכוונים לאנרגיה המסופקת על ידי הזרם החשמלי. אנרגיה חשמלית מפעילה את מכשירי החשמל.
חום. חום גורם לגופים להעלות טמפרטורה ולהתחמם. השמש היא המקור הטבעי הגדול ביותר של חום. האנרגיה של האור העוברת אלינו מהשמש נקראת חום והיא מחממת את כדור הארץ. חום נוצר גם בעקבות שריפה של חומרי דלק והפעלת מכשירי חשמל. מקור טבעי נוסף של חום נמצא במעמקי הקרקע. מקור זה קשור להתפרצויות של הרי געש, נביעות מים חמים ועוד.
אנרגיית אור. זוהי האנרגיה שיש בכל סוגי האור. קרינת השמש היא המקור הטבעי הגדול ביותר של אנרגיית אור. אנרגיית אור נוצרת גם בנר דולק ובנורה דולקת. אנרגיית אור מנוצלת על ידי הצמחים הירוקים לייצור מזונם.
אנרגיה כימית. זוהי אנרגיה שנמצאת בחומרים. למשל, בחומרים שבגופם של יצורים חיים (למשל: פחמימות ושומנים) ובחומרי דלק (למשל: עץ, פחם אבן ונפט). האנרגיה הכימית מאפשרת ליצורים חיים לפעול (למשל: להפעיל את השרירים). האנרגיה הכימית מאפשרת לחומרי הדלק לבעור.
אנרגיית תנועה. זוהי אנרגיה המצויה בגופים הנמצאים בתנועה. למשל בכלי רכב נעים, במים זורמים וברוח נושבת.
אנרגיית קול. זוהי אנרגיה שנמצאת בקולות הבוקעים מהטלוויזיה, בקולות הפעמון המצלצל בדלת ובקולות הרעם.
(בספר תמונה של שבשבת)
תמונה 1 - אנרגיה חשמלית
(בספר תמונה של שבשבת)
תמונה 2 – חום
(בספר תמונה של שבשבת)
תמונה 3 - אנרגיית אור
(בספר תמונה של שבשבת)
תמונה 4 - אנרגיה כימית
(בספר תמונה של שבשבת)
תמונה 5 - אנרגיית תנועה
(בספר תמונה של שבשבת)
תמונה 6 - אנרגיית קול
*14*
מעבר אנרגיה והמרת אנרגיה
מה קורה לסוגי האנרגיה בעקבות התרחשות של תופעה מסוימת, למשל, מעלית בתנועה?
- האם האנרגיה נעלמת?
- האם אנרגיה חדשה נוצרת?
- האם קורה משהו לאנרגיה?
משימה: מה קורה לאנרגיה?
חוקרים ומגלים
בעקבות הלמידה - נדע...
- להסביר מהו מעבר אנרגיה.
- להסביר מהי המרת אנרגיה.
- להציג מידע בתרשים קשרי סיבה-תוצאה.
פעילות 1
בטיחות!
ההתנסות תיעשה באמצעות הדגמה של המורה בלבד. על המורה להרכיב משקפי מגן ולאסוף שיער. על התלמידים לשבת במרחק של מטר וחצי משולחן ההדגמה.
ציוד: כוס מים חמים, גזייה
הנחיות
1. מלאו כוס במים וחממו אותם. מה סיפקנו למים שבכוס?
2. הניחו את כוס המים החמים על השולחן. המתינו חמש דקות.
3. הזיזו את הכוס ממקומה וגעו במשטח שעליו הייתה מונחת. מה הרגשתם? מה קרה למשטח?
4. שערו: איזה תהליך התרחש בעקבות הנחת הכוס עם המים החמים על השולחן?
5. מה גרם לתהליך זה? מה עבר מן הכוס עם המים החמים אל השולחן?
6. הביאו דוגמאות לתופעות דומות של מעברי אנרגיה מגוף לגוף שמתרחשים בחיי היומיום שלכם.
*15*
פעילות 2
ציוד: פנס כיס, צעצועים שמופעלים באמצעות סוללות
הנחיות
1. הפעילו את הפנס.
2. איזה סוג אנרגיה סופק לפנס כדי שיפעל?
3. איזה סוג אנרגיה התקבל בעקבות הפעלת הפנס?
4. מה קרה לאנרגיה החשמלית בעקבות הפעלת הפנס?
5. חזרו על שלבים 4-1 עם צעצועים שמופעלים באמצעות סוללות.
6. לאיזה סוג אנרגיה הפכה האנרגיה החשמלית שהפעילה את הפנס ואת הצעצועים?
7. הביאו דוגמאות נוספות לתופעות דומות של המרת אנרגיה מסוג אחד של אנרגיה לסוג אחר.
פעילות סכום
קראו את המידעון מה קורה לאנרגיה? ובצעו את הפעילות שבעמוד הבא.
מידעון: מה קורה לאנרגיה?
אנרגיה יכולה לעבור מגוף לגוף.
למשל, חום עובר מכוס המים החמים (גוף 1) אל המשטח שעליו עומדת הכוס (גוף 2). כאשר האנרגיה עוברת מגוף לגוף - סוג האנרגיה אינו משתנה. לתהליך שבו אנרגיה עוברת מגוף לגוף קוראים מעבר אנרגיה.
אנרגיה יכולה להפוך מסוג אחד לסוג אחר.
למשל, האנרגיה החשמלית שבסוללה הופכת בנורה של הפנס לאנרגיה של אור ולחום. כאשר אנרגיה הופכת מסוג אחד לסוג אחר - סוג האנרגיה משתנה. לתהליך שבו אנרגיה מסוג אחד הופכת לסוג אחר קוראים המרת אנרגיה. נתאר את מעברי האנרגיה ואת המרות האנרגיה באמצעות תרשימים.
(בספר תמונה של שבשבת)
(בספר תמונה של ילד רוכב על אופניים)
אנרגיית התנועה של הרוח עברה לאנרגיית התנועה של השבשבת.
(בספר תמונה של ילד רוכב על אופניים)
(תרשים 1:) כוס מים חמים על השולחן
אנרגיה כימית שבשרירים הפכה לאנרגיית התנועה של הגלגלים.
*16*
- אנרגיה מסוג אחד יכולה להפוך לאנרגיה מסוג אחר או לעבור מגוף אחד לגוף אחר.
- אנרגיה מסוג אחד יכולה להתקבל מאנרגיה מסוג אחר.
פעילות
תארו בתרשימים שלפניכם מה קרה לאנרגיה בכל אחת מההתרחשויות: מעבר אנרגיה מגוף לגוף ו/או המרת אנרגיה מסוג אחד לסוג אחר.
שימו לב: להכנת התרשימים תוכלו להשתמש בכלים מתוקשבים.
(תרשים 1:) כוס מים חמים על השולחן
החום -- - עבר - --
(תרשים 2:) סוללה בצעצוע חשמלי
-- - הפכה - אנרגיית תנועה (של המנוע)
(תרשים 3:) נר דולק
האנרגיה הכימית -- -- חום ואנרגיית אור
(תרשים 4:) מכונית נוסעת
-- -- --
(תרשים 5:) מאוורר בפעולה
-- -- --
(תרשים 6:) סירת מפרשים שטה
-- -- --
(תרשים 7:) חימום מים בדוד שמש
-- -- --
*17*
מקורות אנרגיה
מקורות אנרגיה הם משאבי טבע שמהם למדו בני האדם להפיק את סוגי האנרגיה הרצויים להם למילוי צורכיהם. כך, למשל, אנחנו הופכים את אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית.
מהם מקורות האנרגיה שאותם מנצל האדם?
האם כל מקורות האנרגיה תמיד זמינים לנו לשימוש?
מקורות אנרגיה:
(בספר חמש תמונות:)
(בספר איור:)
תמונה 1 - מים זורמים - מפיקים אנרגיה מאנרגיית התנועה של המים
(בספר איור:)
תמונה 2 - שמש - מפיקים אנרגיה מאנרגיית האור של השמש
(בספר איור:)
תמונה 3 - רוח - מפיקים אנרגיה מאנרגיית התנועה של הרוח
(בספר איור:)
תמונה 4 - חומרי דלק (פחם, נפט גולמי וגז טבעי) - מפיקים אנרגיה מהאנרגיה הכימית שבחומרי הדלק
(בספר איור:)
תמונה 5 - שרירים - מפיקים אנרגיה מהאנרגיה הכימית שבשרירים
*18*
משימה: מקורות אנרגיה בשירות האדם
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר מהם מקורות אנרגיה ואת חשיבותם לקיומנו.
- להסביר את ההבדל בין מקורות אנרגיה מתחדשים לבין מקורות אנרגיה מתכלים.
- להציג מידע בטבלה ולהסיק מסקנות.
- לנסח טיעון מנומק.
קראו את שני החלקים של קטע המידע, השיבו על השאלות שבסוף כל חלק ועל שאלות הסיכום שבעמוד 22.
מקורות אנרגיה בשירות האדם
חלק א: מקורות אנרגיה מתכלים ומקורות אנרגיה מתחדשים
שמש, רוח, מים זורמים, שרירים של בעלי חיים וחומרי דלק - כל אלה הם מקורות אנרגיה בשירות האדם. השמש מספקת חום ואנרגיית אור, רוח ומים זורמים מספקים אנרגיית תנועה וחומרי דלק מספקים חום. את מקורות האנרגיה מחלקים לשתי קבוצות: מקורות אנרגיה מתחדשים ומקורות אנרגיה מתכלים.
מקורות אנרגיה מתחדשים הם מקורות אנרגיה שאפשר להשתמש בהם ללא הגבלה. הם אינם מתכלים (אוזלים) בעקבות השימוש בהם. שמש, רוח ואורניום (חומר רדיואקטיבי) הם דוגמאות למקורות אנרגיה מתחדשים.
מקורות אנרגיה מתכלים הם מקורות אנרגיה שאוזלים (מתכלים) בעקבות השימוש בהם. חומרי דלק: נפט גולמי, פחם אבן, גז בישול ועוד הם דוגמאות של מקורות אנרגיה מתכלים. הכמות של מקורות אנרגיה אלה בטבע היא סופית. ככל שנשרוף יותר חומרי דלק, כמותם בטבע תלך ותפחת, ויתקרב היום שבו לא נוכל עוד להשתמש בהם לצרכים שלנו. המדענים חישבו שעל פי קצב השימוש בהם כיום, הנפט הגולמי צפוי להיגמר בשנת 2050, הגז הטבעי בשנת 2090, ואילו פחם האבן בעוד מאות שנים ספורות.
(בספר איור:)
(הילדה אומרת:) האם קיים חשש שמקורות האנרגיה האלה יתכלו עוד לפני כן?
(הילד אומר:) אני משער ש...
*19*
שאלות
1. אילו מקורות אנרגיה אנחנו מנצלים? לכל מקור אנרגיה רשמו את סוג האנרגיה שאותו אנו מפיקים ממקור זה.
2. מהו ההבדל בין מקורות אנרגיה מתחדשים לבין מקורות אנרגיה מתכלים?
(בספר שש תמונות:)
מקורות אנרגיה מתכלים:
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 1 - פחם אבן
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 2 - גז טבעי
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 3 - נפט גולמי
מקורות אנרגיה מתחדשים
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 4 – רוח
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 5 – שמש
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 6 - מים בתנועה
*20*
חלק ב: מקורות אנרגיה בשימוש האדם
שמש
השמש ספקה לכדור הארץ אנרגיה במשך מיליונים רבים של שנים ויכולה לספק את צריכת האנרגיה של העולם כולו עוד זמן רב. השמש נחשבת למקור האנרגיה הגדול ביותר העומד לרשות האדם. אנו מנצלים את אנרגיית השמש לחימום מים בדודי שמש, להפקת חשמל באמצעות תאים סולריים, לייבוש כביסה ועוד. השימוש באנרגיית השמש אינו מזהם את הסביבה ולכן היא נחשבת למקור אנרגיה ידידותי. למרות זמינותה (בשעות היום, כמובן) עדיין יש מעט אמצעים טכנולוגיים לניצולה. השמש נחשבת למקור אנרגיה מתחדש.
שרירים
כמו כל בעלי החיים, בני האדם מנצלים את האנרגיה הכימית שבשרירי הגוף שלהם כמקור אנרגיה לתפקוד ולקיום הגוף. האדם למד לנצל את האנרגיה הכימית שבשרירי גופם של בעלי חיים כדי להוביל משאות כבדים, לחרוש את השדה ולנוע ממקום למקום. כיוון שבעלי חיים מתרבים מדור לדור, אנרגיה כימית שמקורה בשרירים של בעלי חיים נחשבת מקור אנרגיה מתחדש.
רוח
בני האדם למדו לנצל גם את הרוח כמקור אנרגיה. סוג האנרגיה של הרוח הוא תנועה. בעזרת אנרגיית התנועה של הרוח מניעים טורבינות רוח (לטחינת קמח, לשאיבת מים, להפקת חשמל), משיטים ספינות ומפרשיות, מטיסים גלשני אוויר ועוד. רוח נחשבת למקור אנרגיה מתחדש.
השימוש ברוח כמקור אנרגיה על ידי האדם אינו מזהם את הסביבה. למרות זאת מקור זה של אנרגיה אינו מנוצל בהיקף רחב, מאחר שעוצמות הרוחות משתנות ואינן קבועות.
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 1 - מקור אנרגיה: שרירים, סוג האנרגיה: כימית, איכר חורש במחרשה ידנית בהודו.
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 2 - מקור אנרגיה: רוח, סוג האנרגיה: תנועה, טחנת רוח במשכנות שאננים, ירושלים.הטחנה נבנתה בשנת 1858 על ידי משה מונטיפיורי.
*21*
מים זורמים
בני האדם למדו לנצל גם את זרם המים כמקור אנרגיה. סוג האנרגיה של מים זורמים הוא תנועה. בעבר נהגו להשתמש באנרגיית התנועה של המים להפעלת טחנות קמח. כיום, השימוש העיקרי באנרגיית התנועה של המים הוא להפקת חשמל.
הודות למחזור המים שבטבע, מקורות המים מתחדשים ולכן מים זורמים נחשבים למקור אנרגיה מתחדש.
השימוש במים זורמים כמקור אנרגיה אינו מזהם את הסביבה. למרות זאת, מקור זה של אנרגיה אינו מנוצל בהיקף רחב, מאחר שלא בכל מקום יש נהרות ומפלי מים שזרם המים בהם הוא בעוצמה חזקה.
חומרי דלק
בעקבות גילוי האש על ידי הקדמונים, למדו בני האדם לנצל את העץ כמקור אנרגיה. החל מהמאה ה-18 החלו בני האדם לנצל גם את חומרי דלק, כדוגמת פחם האבן והנפט הגולמי, כמקורות אנרגיה להפקת קיטור שהפעיל את מכונת הקיטור.
האנרגיה הכימית שמצויה בחומרי הדלק הופכת בתהליך הבעירה לחום ולאנרגיית אור.
מאז ועד היום אנו ממשיכים להשתמש בכמויות הולכות וגדלות של חומרי דלק כמקורות אנרגיה, בעיקר לתחבורה ולהפקת חשמל. השימוש הנרחב בחומרי דלק גורם להתכלותם והוא מלווה בפליטה של חומרים מזהמים שגורמים לזיהום הסביבה. חומרי דלק נחשבים למקורות אנרגיה מתכלים.
מילון
קיטור: אדי מים חמים מאוד הפורצים מבעד לפתח צר.
(בספר שישה איורים:)
תמונה 1 - סכר הובר בארה"ב
(בספר שישה איורים:)
תמונה 2 - מכונת קיטור
*22*
שאלות
1. ארגנו את המידע על מקורות האנרגיה שמתוארים בחלק ב של קטע המידע בטבלת השוואה. פעלו לפי ההנחיות הבאות:
א. שרטטו במחברת או בקובץ במחשב טבלת השוואה.
ב. השתמשו בקריטריונים הבאים להשוואה:
- מקור אנרגיה מתחדש או מתכלה.
- סוגי האנרגיה שמופקים ממקור האנרגיה.
- שימוש עיקרי במקור האנרגיה.
- השפעת השימוש במקור האנרגיה על הסביבה.
ג. השלימו בטבלה את המידע המתאים על כל מקור אנרגיה.
ד. עיינו במידע שארגנתם בטבלה וכתבו:
- אילו סוגי אנרגיה אנו מפיקים ממקורות האנרגיה השונים?
- באילו מקורות אנרגיה מתחדשים ומקורות אנרגיה מתכלים אנו משתמשים.
- אילו מקורות אנרגיה נחשבים ידידותיים לסביבה? מדוע?
- מה משותף למקורות האנרגיה שבהם אנו משתמשים ומה שונה ביניהם?
שאלות סיכום
1. הכינו רשימה של מקורות אנרגיה שבהם השתמש האדם לאורך ההיסטוריה ועד ימינו.
א. סמנו ברשימה מקורות אנרגיה שבהם השתמשו בעבר ומשתמשים בהם גם בימינו.
ב. הסיקו: באיזה מקור אנרגיה משתמשים כיום בהיקף רחב מאוד לעומת העבר?
2. קראו את הטענה הבאה:
"מקורות האנרגיה שבהם נשתמש בעתיד יהיו, ככל הנראה; שונים מאוד ממקורות האנרגיה שבהם אנו משתמשים כיום".
א. כל אחד מכם מתבקש להביע עמדה: בעד או נגד הטענה.
ב. דונו בקבוצה ונסו לגבש עמדה משותפת.
ג. כתבו טיעון משותף שתומך בעמדה הקבוצתית.
שימו לב: כתיבת הטיעון כוללת שני מרכיבים: טענה ונימוקים שתומכים בטענה. היעזרו בתבנית לכתיבת טיעון שבעמוד 11.
מקורות אנרגיה: שמש, פחם אבן, מפל מים, גז טבעי, נפט גולמי (בספר תמונות)
*23*
בפרק זה למדנו ש...
- אנרגיה דרושה להתרחשותן של תופעות, פעולות, תהליכי חיים.
- יצורים חיים (צמחים, בעלי חיים ובכללם בני האדם) זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים ולפעול בסביבה.
- קיימים סוגים שונים של אנרגיה: אנרגיית אור, חום, אנרגיה כימית, אנרגיית תנועה, אנרגיה חשמלית, אנרגיית קול ועוד.
- קיימות תופעות של המרת אנרגיה מסוג לסוג, ותופעות של מעבר אנרגיה מגוף לגוף.
- בני האדם מנצלים מקורות אנרגיה כדוגמת השמש, רוח, תנועה של מים, שרירים של בעלי חיים וחומרי דלק.
- בני האדם מנצלים מקורות אנרגיה מתחדשים ומקורות אנרגיה מתכלים.
מיומנויות שהפעלנו...
- שרטטנו וניתחנו תרשימי זרימה.
- אירגנו מידע בטבלה, ערכנו השוואה והסקנו מסקנות.
- ניסחנו כללים והסקנו מסקנות.
- ניסחנו טיעון.
- עבדנו בשיתוף פעולה.
- השתמשנו בכלים מתוקשבים.
*24*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. באיורים שלפניכם מתוארות תופעות שונות.
אילו סוגי אנרגיה קשורים בהתרחשות של כל תופעה? דוגמה: במאוורר - אנרגיה חשמלית ואנרגיית תנועה.
(בספר שישה איורים:)
מאוורר פועל, ענפים מתנועעים ברוח, קרח ניתך, מים מתחממים בדוד שמש, נר דולק, מים זורמים ממקום גבוה לנמוך.
2. איזו מבין התופעות שמוצגות באיורים שמופיעים בשאלה 1 אפשר להסביר באמצעות תרשים האנרגיה הבא:
אנרגיה כימית - הפכה - לאנרגיית אור ולחום
3. בעמוד הבא מוצגות תמונות המתארות התרחשות של תופעות.
הכינו תרשימים שמציגים את תהליכי מעבר האנרגיה ו/או את המרת האנרגיה שמתרחשים בתופעות אלה.
מחסן סוגי אנרגיה: חום, אנרגיית תנועה, אנרגיה חשמלית, אנרגיה כימית.
*25*
(תרשים 1) חימום מים בקומקום חשמלי
אנרגיה חשמלית - הפכה - --
(תרשים 2) בישול קפה במדורה בקומזיץ
-- - הפכה - --
(תרשים 3) סירת מפרש שטה בים
-- - עברה - --
4. איזה מקור אנרגיה אנו מנצלים לביצוע כל אחת מהפעולות הבאות:
להאיר בנר, לטפס על הר, לחמם מים, לנסוע באוטובוס, לייבש כביסה, להשיט סירת מפרש.
מחסן מקורות אנרגיה: מים זורמים, חומרי דלק, רוח, שמש, שרירים.
5. (רשות) לאחרונה החלו לייצר מכונית היברידית ומכונית סולרית. בחרו סוג אחד של מכונית, קראו במקורות מידע ברשת וענו:
א. הסבירו כיצד פועלת המכונית שבחרתם.
ב. על איזה צורך/כים עונה המכונית?
ג. איזה יתרון/ות יש למכונית הזו על מכונית רגילה?
ד. איזה חיסרון/ות יש למכונית לעומת מכונית רגילה?
ה. אילו הייתם היצרנים של המכונית הזו, איזה טיעון הייתם מנסחים במטרה לשכנע את הצרכנים לרכוש מכונית כזו?
אל הרשת (העשרה)
- היכנסו לאתר אנרגיה בראש אחר (כיתה ה).
- היכנסו לכיתות ג-ו. שם בחרו כיתה ה: הכול מהשמש.
- בחרו את השער: מקורות אנרגיה מהשמש.
- בחרו משימה אחת מתוך מאגר המשימות (5-1) ובצעו אותה.
- כתבו משפט שמתאר את הקשר בין השמש לבין מקור האנרגיה שבה עוסקת המשימה.
*26*
*26*
סליחה, טעות במדידה
ב-25 באפריל 1990, הוצב טלסקופ החלל האבל במסלולו מחוץ לאטמוספרה של כדור הארץ. טלסקופ החלל הוא מערכת טכנולוגית משוכללת מאוד הכוללת מראות מלוטשות לריכוז קרני אור, מכשירי מדידה, מחשבים, מערכות להפקת אנרגיה, מערכות מידע ותקשורת, מצלמות ועוד.
בציפייה דרוכה המתינו המדענים, המהנדסים והמממנים של המיזם האדיר הזה לתמונות שיגיעו מהטלסקופ. התמונות הראשונות אכן הגיעו, ומה גדולה הייתה האכזבה... תמונות מעותות ולא חדות!
כאשר חקרו המומחים את טיבן של התמונות הם גילו שהסיבה לאיכותן הגרועה נעוצה בטעות של 1.3 מילימטר! התברר שבזמן ייצור המראה הראשית של הטלסקופ, המכשיר שהיה אמור לבדוק את תקינותה הוצב, בטעות, במרחק של 1.3 מילימטר מהמקום שבו היה אמור להיות. וכך, בגלל טעות קטנה שכזו הפך הטלסקופ הענקי והמשוכלל כמעט ל"גולם" של מתכת.
תיקון הטעות עלה כ-700 מיליון דולר נוספים, אך היה שווה כל סנט! התמונות שהתקבלו מטלסקופ האבל הפכו אותו לכלי מרכזי בחקר החלל והרחיבו לאין שיעור את היכרותנו עם היקום שבו אנחנו חיים.
מהי מערכת טכנולוגית?
כיצד היא פועלת?
האם קיים קשר בין אנרגיה לבין מערכת טכנולוגית?
*27*
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר מאפיינים של מערכת טכנולוגית.
- לאפיין מערכות טכנולוגיות על פי המטרה, הקלט, הפעולה, התהליך והפלט.
- לתאר מאפיינים של מערכת טכנולוגית חשמלית.
מושגים שנלמד
- מערכת טכנולוגית, מטרת המערכת, פעולת המערכת.
- קלט: אנרגיה, מידע, חומרים.
- פעולה/תהליך.
- פלט: פלט רצוי, פלט בלתי רצוי.
מיומנויות שנפעיל
- לשרטט תרשימי מלבנים של מערכות ולנתחם.
- לארגן מידע בטבלה ולערוך השוואה.
- להכליל ולהסיק מסקנות.
*28*
מערכות טכנולוגיות בפעולה
מערכות טכנולוגיות נוצרו על ידי בני האדם כדי לתת מענה לצרכים אנושים. מכונית, אופניים, מעלית, עגורן, מחשב ומעבד מזון הם דוגמאות למערכות טכנולוגיות. חלק מהמערכות הטכנולוגיות פועלות באמצעות אנרגיה חשמלית.
משימה: אילו מאפיינים יש למערכת טכנולוגית?
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר מה אנו יודעים על מערכות טכנולוגיות.
- לזהות מוצרים שהם מערכות טכנולוגיות.
קראו את סיפור המקרה הבא והשיבו על השאלות.
סיפור מקרה: בלונה פארק
לקראת יום הולדתכם החליטו הוריכם לחגוג את האירוע עם כל המשפחה בלונה פארק. בעודכם עומדים בתור לקניית כרטיסים, אתם שומעים את המוזיקה ואת צהלות האנשים המשתעשעים במתקנים ורואים את הבלונים הצבעוניים.
כאשר אתם נכנסים אתם רואים לפניכם את הגלגל הענק המסתובב ועליו אנשים עם פרצופים שמחים אך מפוחדים, הלוליין מסתובב על אופניו המוזרים, רכבת ההרים חולפת בשריקה, כל הקרוסלות נעות ואנשים מתנדנדים בתוכן. הלונה פארק שוקק חיים ואתם כבר חסרי סבלנות ואינכם יודעים באיזה מתקן לבחור.
שאלות
היזכרו במה שלמדתם בכיתה ד על מערכות טכנולוגיות והשיבו:
1. אילו מתקנים בלונה פארק הם מערכות טכנולוגיות?
2. לפי אילו מאפיינים ידעתם לזהות מערכות טכנולוגיות?
3. בחרו מערכת טכנולוגית אחת והשיבו:
א. מהי המטרה של המערכת?
ב. איזו פעולה/תהליך מתרחש/ת במערכת הטכנולוגית כדי להשיג את המטרה?
ג. שערו: מה צריך לספק למערכת הטכנולוגית כדי שתפעל?
*29*
משימה: מערכת טכנולוגית בפעולה
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר מהם המאפיינים של מערכות טכנולוגיות.
- לתאר מבנה של מערכת טכנולוגית ואת פעולתה.
ציוד: מכונית צעצוע, בובה רוקדת, עט כדורי, שדכן סיכות, פנס כיס, מברגים
הנחיות
1. בחרו מערכת טכנולוגית אחת מאלה המוצגות לפניכם.
א. הפעילו את המערכת שבחרתם.
ב. תארו את פעולת המערכת.
ג. הסיקו: מהי המטרה של המערכת? על איזה צורך היא עונה?
ד. שערו מהם רכיבי המערכת ומהי פעולתו של כל רכיב?
2. השתמשו במברגים שברשותכם ופרקו את המערכת לרכיבים שלה כך שתוכלו להרכיב אותם בחזרה.
א. תארו: מאילו רכיבים בנויה המערכת?
ב. כיצד מסודרים הרכיבים במערכת? (תוכלו להראות גם בשרטוט).
ג. בדקו: כיצד סדר הרכיבים תורם לפעולת המערכת?
ד. שערו: מה דרוש לדעתכם למערכת כדי שתוכל לפעול?
3. פרקו עט כדורי לחלקיו ותארו:
א. מאילו רכיבים בנוי העט?
ב. מהו התפקיד של כל רכיב?
ג. כיצד יושפע תפקוד העט אם אחד הרכיבים שלו יתקלקל?
ד. הסיקו מסקנה: האם עט כדורי הוא מערכת טכנולוגית? הסבירו.
*30*
משימה: מה דרוש לכל פעולה?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר מה דרוש למערכת טכנולוגית כדי שתשיג את מטרתה.
- להציג מערכת טכנולוגית בתרשים מלבנים.
ציוד: מערכות טכנולוגיות: מעבד מזון, מכונית צעצוע, בובה רוקדת, קומקום; MP3 , מנורה, קורקינט או אופניים, גריל גז
הנחיות
בחרו חמש מערכות טכנולוגיות ונתחו אותן על פי ההנחיות הבאות:
1. מהי המטרה של כל אחת מהמערכות הטכנולוגיות?
2. מה דרוש לכל מערכת טכנולוגית כדי שתפעל ותוכל להשיג את מטרתה? שימו לב: לכל מה שמספקים למערכת (מה שנקלט) כדי שתפעל להשגת מטרת המערכת קוראים קלט.
3. מה הייתה הפעולה/התהליך שביצעה המערכת?
4. מה הייתה התוצאה של פעולת המערכת? שימו לב: לכל מה שהתקבל (מה שנפלט) כתוצאה מפעולת המערכת קוראים פלט.
5. הכינו טבלה דומה (ראו דוגמה) והשלימו בה את תשובותיכם לשאלות 1-4.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה)
טבלה לארגון מידע: מאפיינים של מערכות טכנולוגיות (בספר טבלה בשישה טורים:)
מאפיינים, מערכת 1: פנס כיס, מערכת 2: -- , מערכת 3: -- , מערכת 4: --, מערכת 5: --
המטרה של המערכת, להאיר מקומות שאין בהם חשמל, --, --, --, --
מה שסיפקנו למערכת כדי שתפעל (הקלט), אנרגיה חשמלית, --, --, --, --
הפעולה שביצעה המערכת (התהליך), הפקת אור, --, --, --, --
התוצאה של פעולת המערכת (הפלט), אור, --, --, --, --
*31*
6. עיינו במידע שארגנתם בטבלה והשיבו:
א. אילו סוגי קלט דרושים למערכות טכנולוגיות כדי לפעול? הביאו דוגמה.
ב. אילו סוגי פעולות/תהליכים מבצעות מערכות טכנולוגיות?
ג. אילו סוגי פלט מתקבלים בעקבות הפעולה של מערכות טכנולוגיות? הביאו דוגמאות.
7. מקובל לתאר מערכת טכנולוגית בתרשים מלבנים כדוגמת התרשים שלפניכם.
קלט: אנרגיה חשמלית, קלט: מים - פעולה/תהליך: חימום המים - פלט: מים רותחים, פלט: אדים
בחרו באחת המערכות הטכנולוגיות הבאות ותארו אותה בתרשים מלבנים. אם לדעתכם צריך להוסיף לתרשים עוד סוג של קלט תוכלו להוסיף אותו.
(בספר תמונה של טוסטר)
קלט: --, קלט: -- - פעולה/תהליך: -- - פלט: --
(בספר תמונה של אופניים)
קלט: --, קלט: -- - פעולה/תהליך: -- - פלט: --
מילון
קלט: כל מה שמוזן למערכת ודרוש כדי שהיא תפעל ותשיג את מטרתה.
תהליך: סדרת פעולות המתבצעות באמצעות רכיבי המערכת כדי להשיג את המטרה.
פלט: תוצרים רצויים ולא רצויים שהמערכת מפיקה.
*32*
קלט למערכת הטכנולוגית
כל המערכות הטכנולוגיות מבצעות פעולה/תהליך. מה דרוש למערכות הטכנולוגיות האלה כדי שיפעלו ויענו על הצורך? מהם סוגי הקלט הנדרשים כדי שהמערכת תפעל?
בתת פרק זה נעסוק בשלושה סוגים של קלט.
א. קלט של אנרגיה (עמודים 32-33).
ב. קלט של מידע (עמודים 34-37).
ג. קלט של חומרים (עמודים 37-39).
א. קלט של אנרגיה
משימה: קלט של אנרגיה למערכת הטכנולוגית
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר מדוע דרוש קלט של אנרגיה לפעולתן של מערכות טכנולוגיות.
- להכיר סוגים שונים של קלט אנרגיה.
- להציג בתרשים את הקלט, את הפעולה/התהליך ואת הפלט של מערכת טכנולוגית.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
קלט של אנרגיה למערכת הטכנולוגית
כדי לבצע פעולה דרושה אנרגיה. לכל פעולה שנרצה לבצע נצטרך אנרגיה: להרים יד, ללכת, לנשום, לחשוב, לכן אנחנו משתמשים באנרגיה כל הזמן. גופנו הוא מערכת ביולוגית ולפעולתו דרושה אנרגיה.
גם לפעולות שמבצעות מערכות טכנולוגיות דרושה אנרגיה.
*33*
דוגמאות
מטרת המערכת הטכנולוגית דוד השמש היא לקבל מים חמים, שזה הפלט של המערכת. לשם כך דרושה אנרגיה. קלט האנרגיה של המערכת הוא קרינת אור (השמש) והתהליך המתרחש במערכת זו הוא חימום מים. גם מים הם קלט למערכת, שהרי הם אלה שמתחממים בעקבות קרינת השמש.
מטרת המערכת הטכנולוגית מכונית היא להגיע ליעד המבוקש, שזה גם הפלט של המערכת. לשם כך דרוש קלט של אנרגיה (חומרי דלק). כתוצאה משריפת חומרי הדלק (הבנזין) נוצרים גזים שהלחץ שלהם גורם לתנועת הבוכנות במנוע.
מטרת המערכת הטכנולוגית מעבד מזון היא לקבל מזון מעובד (למשל, טחון), שזה הפלט של המערכת. לשם כך, דרושה אנרגיה. קלט האנרגיה של המערכת הוא אנרגיה חשמלית והתהליך המתרחש במעבד המזון הוא תנועה של מנוע חשמלי. גם המזון הוא קלט למערכת שהרי הוא זה שעובר תהליך עיבוד.
קלט של אנרגיה חיוני לפעולת המערכת כדי שתשיג את מטרתה, בלעדיו היא אינה פועלת.
שאלות
1. אילו סוגים של קלט אנרגיה מוזכרים בקטע המידע? הביאו דוגמאות נוספות.
2. תארו בתרשים מלבנים את הקלט, את הפעולה/התהליך ואת הפלט של כל אחת מהמערכות המוזכרות בקטע המידע.
(בספר שתי תמונות:)
דוד שמש
קלט: -- - פעולה/תהליך: -- - פלט רצוי: --
(בספר שתי תמונות:)
מכונית
קלט: -- - פעולה/תהליך: -- - פלט רצוי: --
(בספר שתי תמונות:)
מעבד מזון
קלט: -- - פעולה/תהליך: -- - פלט רצוי: --
3. הביאו דוגמה של מערכת טכנולוגית נוספת מחיי היומיום שלכם והציגו בתרשים את קלט האנרגיה, הפעולה/תהליך ואת הפלט של המערכת.
*34*
ב. קלט של מידע
למערכות הטכנולוגיות דרוש קלט של אנרגיה כדי לפעול ולהשיג את מטרתן. האם דרוש למערכות הטכנולוגיות גם קלט של מידע?
משימה: קלט של מידע למערכות טכנולוגיות
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר מדוע דרוש קלט של מידע לפעולה של מערכות טכנולוגיות.
- להציג בתרשים את קלט המידע, את הפעולה/התהליך ואת הפלט של מערכת טכנולוגית.
1. התבוננו בשתי התמונות. נוסף על אספקת אנרגיה משרירי הרגליים, הילדה סיפקה לאופניים "משהו" נוסף שגרם להם לנוע למקום הרצוי. מהו "המשהו הנוסף" שהילדה סיפקה לאופניים? רשמו את השערותיכם.
(בספר תמונה:) בטון - פלט רצוי
תמונה 1 - ילדה עומדת ליד האופניים
(בספר תמונה:) בטון - פלט רצוי
תמונה 2 - ילדה רוכבת על האופניים
2. היזכרו באחת הפעמים שרכבתם של אופניים וענו:
א. איך "ידעו" האופניים שלכם לאן לנסוע?
ב. איך הם "ידעו" מתי לנסוע מהר ומתי לאט?
ג. איך הם "ידעו" מתי להתחיל לנסוע ומתי לעצור?
ד. איך "ידעו" האופניים לנסוע מבלי להתנגש במכשולים בסביבה?
ה. האם קלטתם מידע מן הסביבה בעת הרכיבה באופניים? אם כן, כיצד השתמשתם במידע?
*35*
3. סכמו: איזה קלט נוסף על אנרגיה יש לספק למערכת הטכנולוגית אופניים כדי שיגיעו למקום הרצוי? הסבירו.
א. מי מספק לאופניים את הקלט הזה?
ב. איזו פעולה/תהליך עשתה המערכת הטכנולוגית כתוצאה מן הקלט?
ג. איזה פלט התקבל כתוצאה מקליטת הקלט?
ד. השלימו בתרשים את סוגי הקלט, את הפעולה/התהליך ואת הפלט של המערכת הטכנולוגית אופניים.
קלט: --, קלט: -- - פעולה/תהליך: -- - פלט: --
4. אתם חוזרים מבית הספר ורוצים לחמם את ארוחת הצהריים שלכם בתנור המיקרוגל. אילו פעולות אתם עושים?
- מניחים בצלחת את ארוחת הצהריים.
- פותחים את דלת המיקרוגל.
- ואחר כך... הוסיפו פעולות.
א. מהם סוגי הקלט הדרושים להפעלת המערכת הטכנולוגית מיקרוגל?
ב. מהו קלט המידע הדרוש להפעלה של מערכת טכנולוגית זו?
ג. מהי הפעולה/התהליך המתרחש/ת בתנור המיקרוגל?
ד. מהו הפלט הרצוי?
ה. השלימו בתרשים את סוגי הקלט, את הפעולה/התהליך ואת סוגי הפלט של המערכת הטכנולוגית "מיקרוגל".
קלט: --, קלט: --, קלט: -- - פעולה/תהליך: -- - פלט: --
*36*
משימה: סוגי המידע הדרושים לפעולת מערכת טכנולוגית
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר אילו סוגים של קלט מידע דרושים להשגת המטרה של מערכת טכנולוגית.
- להדגים פעולה של עיבוד מידע במערכות טכנולוגיות.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
סוגי המידע הדרושים לפעולת מערכת טכנולוגית
כדי להשיג את המטרה של המערכות הטכנולוגיות (הפלט הרצוי) דרוש להן קלט של אנרגיה לביצוע הפעולה, אולם דרוש להן גם קלט של מידע להפעלה. המידע דרוש לקבלת הפלט הרצוי של המערכת הטכנולוגית.
בתחילת הפעולה של המערכת הטכנולוגית דרוש מידע המגדיר את המטרה המבוקשת: מהי המטרה של המערכת? או מהו הפלט הרצוי שלה? זהו קלט המידע להפעלה.
למשל, על מנת לכבס בגד במכונת כביסה עלינו להפעיל את המכונה ולהזין בה את המידע המתאים. על ידי לחיצה על הכפתורים המתאימים המידע יוזן - זהו קלט המידע שדרוש להפעלת מכונת הכביסה.
קלט: אנרגיה, קלט: מידע להפעלה - פעולה: כביסה - פלט: כביסה נקייה
קיימות גם מערכות שמטרתן היא לעבד מידע. מלבד העובדה שלמערכות אלה יש קלט של מידע להפעלה, כמו לכל שאר המערכות, הן זקוקות גם לקלט של נתונים. המחשבון הוא דוגמה למערכת כזאת. מלבד העובדה שדרוש לנו מידע כיצד להפעיל את המחשבון, כאשר אנו רוצים לחשב את החישוב הבא: 897 כפול 346, עלינו להכניס את הנתונים הללו למחשבון כדי לקבל פלט של מידע מעובד.
אפשר לתאר זאת בתרשים הבא:
קלט: אנרגיה, מידע להפעלה, נתונים - פעולה: עיבוד מידע - פלט: מידע מעובד
*37*
ישנן מערכות טכנולוגיות אשר במהלך פעולתן הן אוספות מידע על פעולת המערכת ומתוכננות כך שאפשר יהיה לבקר ולשפר את פעולתן כדי להשיג את מטרת המערכת. על מערכות טכנולוגיות אלה נלמד בשנים הבאות.
שאלות
1. אילו שני סוגים של קלט דרושים להפעלת כל מערכת טכנולוגית?
2. איזה קלט של מידע נדרש כדי להפעיל את המערכת מכונת כביסה?
3. מהם תהליכי עיבוד המידע המתרחשים במחשבון?
4. תנו דוגמה למערכת נוספת שבה מתרחש תהליך של עיבוד מידע.
5. מהו הפלט הרצוי של תהליכי עיבוד מידע?
6. אילו שני סוגי מידע נחוצים לפעולה של מערכת שמטרתה לעבד מידע?
ג. קלט של חומרים
כדי שמערכות טכנולוגיות יפעלו דרושים להן הקלטים הבאים: אנרגיה ומידע להפעלה. ישנן מערכות טכנולוגיות שנוסף לקלטים של אנרגיה ומידע דרוש להם סוג נוסף של קלט. איזה קלט נוסף דרוש למערכות הטכנולוגיות האלה כדי שיפעלו וישרתו אותנו על פי רצוננו?
משימה: קלט של חומרים למערכות טכנולוגיות
בעקבות הלמידה - נדע...
- לזהות קלט של חומרים במערכות טכנולוגיות.
- לזהות מערכות טכנולוגיות שדרוש להן קלט של חומרים לפעולתן.
- לארגן מידע בטבלה ולהסיק מסקנות.
1. לפניכם רשימה של מערכות טכנולוגיות המוכרות לכם מחיי היומיום. הכינו טבלה דומה במחברת והשלימו בה את המידע בהתאם לכותרות הטבלה.
מערכות טכנולוגיות: מחשב, מעבד מזון, שבשבת רוח, מכונת כביסה, תנור אפייה, מערבל בטון, מסחטת מיץ, אופניים.
טבלה לארגון מידע: מאפיינים של מערכות טכנולוגיות
(בספר תמונה:) בטון - פלט רצוי
שם המערכת, מטרת המערכת, קלט של חומרים (אם יש, פרטו את שמות החומרים) , הפעולה/התהליך, הפלט הרצוי
מחשב, --, --, --, --
מעבד מזון, לקבל מזון מרוסק, מזונות, ריסוק, מזון מרוסק
*38*
2. עיינו במידע שהשלמתם בטבלה והשיבו: האם כל המערכות הטכנולוגיות זקוקות לקלט של חומרים לפעולתן? הביאו ראיות.
משימה: קלט חומרים למערכת הטכנולוגית
קוואים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להציג בתרשים את המושגים קלט, פעולה ופלט של מערכת טכנולוגית.
- להסביר שלחלק מהמערכות הטכנולוגיות דרוש גם קלט חומרים כדי להשיג את המטרה שלהן.
- לתאר סוגים של פלט: רצוי ובלתי רצוי.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 39.
קלט חומרים למערכת הטכנולוגית
אנו מרבים להשתמש בחומרים בחיי היומיום.
אנו בונים בניינים וגשרים מחומרים, אנו סוללים כבישים מחומרים, אנו בונים מוצרים מחומרים - כלים, מכשירים ומכונות. לחומרים יש תפקיד חשוב גם בפעולה של מערכות טכנולוגיות רבות.
למערכות טכנולוגיות, אשר התהליך המתרחש בהן הוא עיבוד חומרים, נוסף על קלט של אנרגיה וקלט של מידע להפעלה, דרוש קלט של חומרים. למערכות טכנולוגיות אלה דרושים חומרים כדי להשיג את המטרה שלהן.
דוגמה: מערבל בטון. המטרה: הכנת בטון
קלט של אנרגיה: חומרי דלק
קלט של מידע: כיצד מכינים בטון
קלט של חומרים: מלט, חצץ, חול ומים
פעולה/תהליך: ערבוב וערבול של החומרים
פלט של חומרים: בטון נוזלי ליציקה
מה קרה לחומרים במערבל הבטון?
מערבוב של מלט, חצץ, חול ומים התקבל בטון.
יש מערכות טכנולוגיות שכדי לקבל מהן את הפלט הרצוי יש צורך בקלט של חומרים, בנוסף על קלט של אנרגיה ומידע. למשל: למכונת כביסה, דרוש נוסף על קלט של אנרגיה ומידע גם קלט של חומרים (אבקת כביסה ומים) כדי לקבל את הפלט הרצוי (בגדים נקיים).
*39*
שימו לב: השגת המטרה היא הפלט של המערכת הטכנולוגית. לפעמים, נוסף על הפלט הרצוי, יש למערכת הטכנולוגית גם פלט בלתי רצוי, פלט שאינו תורם לפעולת המערכת, ולעתים רבות איננו מעוניינים בו. לדוגמה, אוויר ומים מזוהמים.
שאלות
1. אילו סוגי קלט דרושים למערכת הטכנולוגית מערבל בטון כדי לפעול?
2. מהם הקלטים (כולל החומרים), הפעולה/התהליך והפלט של המערכת הטכנולוגית מערבל בטון?
3. מהו הפלט הרצוי של מערבל בטון? מהו הפלט הבלתי רצוי של מערבל הבטון?
4. הביאו דוגמה נוספת למערכת טכנולוגית שדרושים לה חומרים כדי לפעול. תארו בתרשים מלבנים את הקלטים (כולל החומרים הנדרשים), את הפעולה/תהליך ואת הפלטים.
(בספר תמונה:) בטון - פלט רצוי
*40*
היודעים אתם ש... (העשרה)
איך פועלת מערכת כיפת ברזל?
במדינת ישראל פותחה על ידי מספר חברות, שבראשן חברת רפאל, מערכת ייחודית ליירוט רקטות קצרות טווח (70-4 ק"מ) וליירוט פגזים - מערכת זו נקראת כיפת ברזל. המערכת פועלת בכל שעות היממה ובכל תנאי מזג אוויר. כיפת ברזל מורכבת משלוש מערכות: מערכת מכ"ם לאיתור מטרות (פגזים ורקטות), מערכת שליטה ובקרה ומערכת לשיגור טילי יירוט.
כיצד המערכת הזאת פועלת?
מערכת המכ"ם מאתרת את יציאת הרקטה/פגז, עוקבת אחרי המסלול ומעבירה את המידע למערכת שליטה ובקרה, המחשבת את מקום הפגיעה המשוער. המערכת נמנעת מפעולה כאשר מקום הפגיעה המשוער הוא שטח פתוח ולא מיושב, אך אם הרקטות משוגרות לאזור מאוכלס, המערכת קובעת את תכנית היירוט ונותנת פקודה לשיגור טיל יירוט (הטמיר).
במהלך מעופו קולט טיל היירוט נתונים מעודכנים על מסלול הרקטה/פגז, עד שהוא "מתביית" על המטרה ומתכוונן לפגיעה וליירוט.
מערכת כיפת ברזל נכנסה לפעולה מבצעית בסוף 2011 במבצע "עמוד ענן" ועברה שיפורים רבים. במהלך מבצע "צוק איתן" בקיץ 2014 הגיעה לרמה של יותר מ-90% הצלחה ביירוט רקטות.
משימה: במה דומות וכמה שונות מערכות טכנולוגיות זו מזו?
בעקבות המשימה - נדע...
- לאפיין קלט, פעולות/תהליכים ופלט במערכות טכנולוגיות.
- לערוך השוואה בין מערכות טכנולוגיות ולהסיק מסקנות על הדומה ועל השונה ביניהן.
קראו את סיפור המקרה והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
סיפור מקרה: בוקר בבית משפחת ישראלי
שמונה בבוקר בבית משפחת ישראלי: מדיח הכלים בפעולה, מכונת הכביסה סוחטת, המזגן פועל, מים מתחממים בקומקום החשמלי, אוריה סוחט מיץ בעזרת מסחטה חשמלית, המחשב פועל, יעל מתאמנת באופני הכושר, זוהר מייבשת את השיער במייבש שיער. כל המערכות הטכנולוגיות האלה בבית נמצאות בפעולה. כיצד פועלות המערכות הטכנולוגיות השונות?
אילו פעולות /תהליכים הן מבצעות כדי להשיג את המטרות שלהן?
*41*
שאלות
1. במה דומות ובמה שונות המערכות הטכנולוגיות שבבית משפחת ישראלי? הכינו טבלה דומה והשלימו בה את המידע.
טבלה לארגון מידע: מאפיינים של מערכות טכנולוגיות
(בספר תמונה:)
מאפיינים/שם המערכת, מדיח כלים, מחשב, קומקום חשמלי
המטרה (הפלט הרצוי), --, --, --
קלט של אנרגיה יש/אין, יש, אנרגיה חשמלית, --, --
קלט של מידע יש/אין, --, --, --
קלט של חומרים יש/אין, --, --, --
פעולה/תהליך, --, עיבוד מידע, --
פלט רצוי, --, --, --
פלט בלתי רצוי, --, --, --
2. ערכו השוואה בין המערכות הטכנולוגיות:
א. האם לכל המערכות הטכנולוגיות יש קלט של מידע, קלט של אנרגיה וקלט של חומרים?
ב. במה דומות המערכות הטכנולוגיות?
ג. במה שונות המערכות הטכנולוגיות?
3. הסיקו: מה למדתם מההשוואה על מערכות טכנולוגיות?
*42*
בפרק זה למדנו ש...
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום:
- לכל מערכת טכנולוגית יש --. המטרה נועדה לתת מענה לצרכים של בני אדם.
- לכל המערכות הטכנולוגיות דרושים -- של אנרגיה ומידע להפעלה.
- למערכות טכנולוגיות המעבדות מידע דרוש גם קלט של -- לעיבוד.
- למערכות טכנולוגיות המעבדות חומרים דרוש קלט של --.
- הקלט והפעולה/התהליך גורמים לקבלת -- הרצוי של המערכת.
- הפלט הרצוי הוא -- של המערכת הטכנולוגית.
- לפעמים מתקבל, נוסף על הפלט הרצוי, גם פלט -- --.
מיומנויות שהפעלנו...
- פרקנו והרכבנו מערכות טכנולוגיות.
- שרטטנו ונתחנו תרשימי מלבנים של מערכות טכנולוגיות.
- אירגנו מידע בטבלה וערכנו השוואה.
- ערכנו הכללות והסקנו מסקנות.
*43*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
בבית משותף החליטו הילדים להפוך את המקלט למועדון חברתי לשעות הפנאי. קראו את הרעיונות של הילדים והשיבו על שאלות 1-4.
(בספר תמונה:)
(ילדה אומרת:) אני מציעה פינת משחקים
(ילד אומר:) אני מציע פינת מחשב
(ילד אומר:) אני מציע שתהיה פינת מוזיקה
(ילדה אומרת:) אני מציעה פינת מזון שבה יכינו פופקורן ומיץ תפוזים
שאלות
באילו מערכות טכנולוגיות יש לצייד את המקלט?
1. תארו את המטרה (הפלט הרצוי) של כל מערכת.
2. אילו סוגי קלט יש לספק לכל אחת מהמערכות כדי שיוכלו לפעול?
3. לאילו מערכות עשויים להיות פלטים בלתי רצויים? מהם הפלטים הללו?
4. אילו מערכות טכנולוגיות שיש להן פלטים בלתי רצויים אסור להכניס למקלט? נמקו את תשובתכם.
*44*
*44*
יש חשמל!!!
תחנת החשמל הראשונה בעולם החלה את פעולתה בשנת 1883 ביישוב ברוקטון שבמדינת מסצ'וסטס שבארצות הברית.
זו הייתה הפעם הראשונה שבה הוקמה תחנת חשמל אמינה ויעילה אשר הצליחה לספק אנרגיה חשמלית לצרכים של יישוב שלם. על פי עקרון הפעולה של תחנת חשמל זו, נבנו ברחבי העולם תחנות חשמל רבות מאוד.
תחנת החשמל היא אחת ההמצאות החשובות בתרבות האנושית ועד היום היא ממשיכה להשפיע מאוד על אורח החיים של אנשים ברחבי העולם. לצערנו, לשימוש בהמצאה זו יש מחיר סביבתי כבד.
כיצד השפיעה המצאת תחנת החשמל על החברה ועל הסביבה?
*45*
בעקבות הלמידה - נדע...
- להסביר את החשיבות שיש לאנרגיה החשמלית לחברה ולתרבות שבה אנו חיים.
- לתאר טכנולוגיות שונות להפקת אנרגיה חשמלית.
- להסביר מדוע תחנת חשמל היא מערכת טכנולוגית.
- לתאר סוגים של תחנות חשמל ולהסביר את היתרונות ואת החסרונות בשימוש בכל אחת מהן.
- לתאר פתרונות טכנולוגיים והתנהגותיים לצמצום המחיר הסביבתי הכרוך בהפעלת תחנת חשמל פחמית-קיטורית.
- להסביר את הגורמים לעלייה בצריכת החשמל; את ההשלכות הסביבתיות הנובעות מכך ואת הפתרונות הטכנולוגיים וההתנהגותיים האפשריים להקטנת הצריכה.
מושגים שנלמד
- אנרגיה חשמלית, תא סולרי, מחולל חשמל (גנרטור).
- סוגים של תחנות חשמל: פחמית-קיטורית, הידרואלקטרית, טורבינת רוח.
- צריכת חשמל, חשבון חשמל, מונה חשמל.
- מערכת טכנולוגית.
מיומנויות שנפעיל
- לבצע ניסויים ותצפיות.
- לנתח ולהסיק מסקנות מגרפים.
- לערוך העברה מן הדגם אל המציאות.
- להציג תהליכים בעזרת תרשימים.
- לנסח ולנתח הסברים המבוססים על ראיות ועל נימוקים.
- להשוות בין אפשרויות ולקבל החלטות.
- לעבוד בשיתוף פעולה.
- לזהות רכיבים וקשרים במערכת טכנולוגית.
*46*
אנרגיה חשמלית - תועלת והיכן?
השימוש באנרגיה חשמלית, שהחל לפני יותר ממאה שנה, שיפר לאין שיעור את איכות החיים של האדם ואת רמתם.
אילו שימושים אנו עושים באנרגיה חשמלית ואיזו תועלת מביא השימוש בה לאדם?
משימה: שימושים באנרגיה חשמלית
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר שימושים באנרגיה חשמלית ואת התועלת שהשימוש בה מביא לאדם.
- להביע דעה/עמדה ולנמק אותה.
1. ערכו רשימה של מוצרי חשמל שבהם משתמשים בביתכם וציינו מהי המטרה של השימוש בהם. תוכלו לארגן את המידע בטבלה שתשרטטו במחברת (ראו דוגמה).
(בספר ארבע תמונות:)
טבלה לארגון מידע: מוצרי חשמל - מטרות השימוש
שם המוצר החשמלי, מטרת השימוש במוצר
--, --
--, --
--, --
2. עיינו בטבלה בעמודה מטרת השימוש במוצר ומיינו את מוצרי החשמל לקבוצות לפי מטרת השימוש. לדוגמה: מכשירי חשמל לעיבוד מזון.
3. מוצרי חשמל הם מערכות טכנולוגיות. הביאו נימוקים שתומכים בטענה זו.
4. האם אפשר בלי אנרגיה חשמלית? הביאו ראיות (עובדות שבאמצעותן אפשר להוכיח את טענתכם) ונמקו את דעתכם.
(בספר ארבע תמונות:)
תמונה 1 - אנרגיה חשמלית בבית
תמונה 2 - אנרגיה חשמלית בבית חולים
תמונה 3 - אנרגיה חשמלית במפעל
תמונה 4 - אנרגיה חשמלית ברחוב
*47*
משימה: הפסקת חשמל בניו יורק
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר מדוע החיים שלנו תלויים באספקה סדירה של אנרגיה חשמלית.
- לנסח בעיות ולהציע פתרונות.
- להציג מידע בדרכים מגוונות.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
הפסקת חשמל בניו יורק
ביום קיץ חם, ב-31 ביוני 1977, בשעה 21:30, פגע ברק בתחנת החשמל בעיר הענקית ניו יורק. הפגיעה גרמה לשריפה של חוטי החשמל. תחנת החשמל שסיפקה את האנרגיה החשמלית לעיר ניו יורק הפסיקה לפעול. עשרה מיליון בני אדם נותרו ללא חשמל במשך תשע שעות.
האם אתם יכולים לדמיין לעצמכם מה קרה בעיר?
רמזורים חדלו לעבוד, כבישים נסתמו בפקקי תנועה אדירים, אנשים נטשו את מכוניותיהם והחלו לצעוד ברחובות החשוכים לכיוון הבית. הם לא יכלו אפילו להיעזר ברכבת התחתית, כי גם זו נתקעה, ואיתה אלפי אנשים שנשארו כלואים במנהרה האפלה. היחידים שהצליחו להתמצא איכשהו היו העיוורים, והפעם לשם שינוי, הם הובילו את הפקחים.
האנשים המאושרים שהצליחו להגיע הביתה נתקלו בקושי חדש: המעליות לא פעלו, וזה לא פשוט לטפס ברגל למרומי גורדי השחקים (בניינים גבוהים מאוד) של ניו יורק.
*48*
המזגנים הפסיקו לצנן, חום מחניק שרר בבתים ובמשרדים, אי אפשר היה אפילו לשתות כוס מים, משום שמשאבות המים החשמליות הפסיקו לספק מים לבניינים. בחלקים אחדים של העיר התארגנו אנשים ועזרו זה לזו, ואילו בחלקים אחרים ניצלו התושבים את החשכה, פרצו לחנויות ובזזו אותן.
החיים בעיר ניו יורק נעצרו. אילו הייתה התקלה נמשכת יום נוסף, הייתה נפגעת כל מערכת התברואה. הביוב היה נסתם וערימות האשפה היו גורמות למגפות (מחלות שמתפשטות) קשות. עוד יומיים ללא אנרגיה חשמלית, ייתכן שהיה צריך לפנות את כל תושבי ניו יורק, ולהכריז על אחת הערים הגדולות בעולם כעל עיר במצוקה.
שאלות
1. בעקבות הפסקת החשמל בעיר ניו יורק אנשים נתקלו בקשיים ובבעיות רבות. היעזרו בתיאורים שמופיעים בקטע המידע ונסחו לפחות חמש בעיות.
שימו לב: השתמשו במילות שאלה כמו "איך" ו"כיצד" לניסוח הבעיות. למשל: כיצד להגיע לדירה שנמצאת בקומות הגבוהות מאוד של הבניין?
2. לכל אחת מהבעיות שרשמתם, רשמו האם אפשר היה לפתור את הבעיה ללא חשמל?
א. אם מצאתם פתרון, הסבירו: האם הוא עדיף על שימוש בחשמל?
ב. אם לא מצאתם פתרון, הסבירו כיצד לדעתכם השפיעו הקשיים שנוצרו בעקבות הפסקת החשמל על האנשים.
3. הפסקת החשמל בעיר ניו יורק התרחשה בשנת 1977. אם בימינו תתרחש הפסקת חשמל במשך שעות רבות, כיצד עלול הדבר להשפיע עלינו?
א. שערו: אילו פעולות לא תוכלו לעשות בעקבות הפסקת החשמל וכיצד הדבר ישפיע עליכם?
ב. הציגו את תשובתכם בדרכים מגוונות: במצגת, בהצגה, בשיר, בקומיקס, בסרטון ועוד.
4. רשות: בחרו באחד מתחומי החיים (למשל, מפעל תעשייה). שערו: אילו פעולות אי אפשר יהיה לעשות בתחום חיים זה בעקבות הפסקת החשמל ומי יכולים להיות מושפעים מכך?
היעזרו במקורות מידע ברשת לבדיקת השערותיכם.
מילות מפתח לחיפוש מידע: הפסקת חשמל, תלות החברה בחשמל, חשמל בתחומי החיים השונים.
*49*
הפקת חשמל
אנחנו משתמשים באנרגיה חשמלית למגוון רחב של שימושים (לדוגמה: חימום, הפעלת מכונות, תקשורת) במקומות רבים: בבית, בבית הספר, ברחוב, במרכזי קניות, במשרדים, בבתי חולים, בתעשייה, בתחבורה - כמעט בכל מקום.
היכן נמצאת האנרגיה החשמלית בטבע?
משימה: אנרגיה חשמלית בטבע
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר היכן נמצאת אנרגיה חשמלית בטבע.
- להסביר מדוע יש צורך להפיק אנרגיה חשמלית.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלה שבסוף כל פסקה ועל שאלת הסיכום שבעמוד 51.
אנרגיה חשמלית בטבע
חשמל סטטי
האם אי פעם, בזמן שפשטתם סודר, שמעתם פצפוצים, והסודר נדבק כביכול לבגד שמתחתיו? או אולי העברתם כמה פעמים ברציפות מסרק פלסטי בשיער, ואחר כך קירבתם אותו לפיסות נייר קטנות והן נמשכו אליו?
מתנסים ומגלים
- קחו סרגל ושפשפו אותו בבד צמר.
- קרבו את הסרגל לפיסות נייר קטנות.
- מה קרה לפיסות הנייר?
- הסבירו את התופעה.
*50*
תופעות אלה הן דוגמאות לחשמל סטטי. חכוך בין חפצים עשוי לפעמים להטעין את הגופים בחשמל סטטי. הגוף הטעון מושך אליו חפצים קלים. כמות האנרגיה החשמלית שבחשמל הסטטי נמוכה מאוד, ולכן את מוצרי החשמל שבהם אנו משתמשים בחיי היומיום אי אפשר להפעיל בחשמל סטטי.
שאלה: מדוע לא ניתן לרתום את האנרגיה החשמלית שבחשמל הסטטי להפעלת מכשירי חשמל?
אל הרשת
היכנסו לאתר סוגרים מעגל.
1. בחרו בפעילות יוצרים חשמל סטטי.
2. הפעילו את ההדמיה.
3. הבלונים ישתפשפו בצמר וייווצר חשמל סטטי.
(בספר תמונה של ילד עם שיער "עומד")
מה רואים בתמונה? מה לדעתכם גרם לתופעה?
*51*
הברק
הברק הוא ניצוץ חשמלי אדיר הנוצר ממעבר של חשמל סטטי מענן לענן או מענן לקרקע. דרכו של הברק יכולה להתארך עד שמונה קילומטרים וכמות האנרגיה החשמלית שבו גדולה מאוד. בשל עוצמתו הרבה עלולה פגיעת ברק לגרום נזקים כבדים. עד היום לא הצליחו לנצל את האנרגיה הטבעית העצומה של הברק לשימוש בחיי היומיום. גם אם היה מתקן מתאים לכליאת ברק במקום פגיעתו, לא יהיה המתקן בשימוש כי אי אפשר לדעת מתי והיכן יפגע הברק הבא.
שאלה: מדוע לא ניתן לרתום את האנרגיה החשמלית שבברק להפעלת מכשירי חשמל?
חשמל בגופם של בעלי חיים
חשמל מיוצר בגופם של בעלי חיים. למשל, חשמל מצוי בגופם של דגים טורפים החיים בקרקעית הים, הנקראים חשמלנים. גופם השטוח עוזר להם לרבוץ על הקרקעית ולארוב לטרף. הצלופח החשמלי הוא דוגמה נוספת לדג חשמלי. כאשר בעל חיים (למשל, דג) נוגע בצלופח הוא מתחשמל, וכך קל לצלופח לטרוף אותו.
גם גוף האדם מייצר חשמל בכמות קטנה. למשל, בזמן התכווצויות של הלב או בזמן פעילות של המוח מייצר הגוף אותות חשמליים. ברפואה קיימים מכשירים שרושמים את האותות החשמליים. לדוגמה, מכשיר לרישום האותות החשמליים של הלב נקרא א.ק.ג. באמצעות רישום האותות הללו, הרופאים יכולים לבדוק את תקינות פעולתם של איברים חיוניים אלה.
שאלה: מדוע לא מנצלים את החשמל שבגופם של בעלי חיים כמקור להפקת אנרגיה חשמלית?
שאלת סיכום
מדוע לא מנצלים את האנרגיה החשמלית שבטבע להפקת חשמל?
אם האנרגיה החשמלית שבטבע אינה זמינה לנו, אז איך בכל זאת יש לנו אנרגיה חשמלית?
(בספר שלוש תמונות:) אנרגיה חשמלית בטבע
תמונה 1 - ברק
תמונה 2 - צלופח חשמלי
תמונה 3 - חשמל סטטי
*52*
טכנולוגיות להפקת אנרגיה חשמלית
אנו משתמשים באנרגיה חשמלית להפעלת מוצרי חשמל רבים ומגוונים. אנו משתמשים במקורות אנרגיה שונים להפקת אנרגיה חשמלית. באילו מערכות טכנולוגיות מפיקים אנרגיה חשמלית?
בתת פרק זה תכירו שתי מערכות טכנולוגיות להפקת אנרגיה חשמלית:
א. תא סולרי (עמודים 52-54)
ב. מחולל חשמל (עמודים 55-58)
בטיחות! אין להתחבר לרשת החשמל לביצוע הניסויים.
א. תא סולרי
משימה: מפיקים חשמל באמצעות תא סולרי (תא שמש)
חוקרים ומגלים
ציוד: מד זרם רגיש (מיקרו-אמפרמטר), תא סולרי, שני חוטי חשמל; נורה או מנוע קטן.
בעקבות המשימה - נדע...
- להרכיב תא סולרי, להפעיל אותו ולהסיק מסקנות.
- לתאר כיצד אפשר להפיק אנרגיה חשמלית מתא סולרי.
שערו ונסו: כיצד ניתן להפיק אנרגיה חשמלית בעזרת הציוד שלפניכם?
חלק א
1. חברו תא סולרי, בעזרת חוטי חשמל; אל נורה.
2. כסו את התא סולרי. האם הנורה דולקת?
3. הניחו את התא סולרי באור השמש. האם הנורה דולקת?
שימו לב: ייתכן שהנורה לא דלקה כי עוצמת הזרם החשמלי המופקת מהתא הסולרי קטנה מאוד, ולכן אי אפשר להסיק מסקנה שאין זרם במעגל החשמלי. כדי לבדוק אם יש זרם חשמלי במעגל, נשתמש במד זרם רגיש מאוד (מיקרו-אמפרמטר). בעזרת מד הזרם אפשר למדוד את עצמת הזרם החשמלי ביחידות של אמפר.
חלק ב
1. חברו תא סולרי, בעזרת חוטי חשמל, אל מד זרם רגיש.
2. האירו את התא הסולרי באור שמש.
3. תארו: האם קרה משהו למחוג של מד זרם רגיש?
4. הסיקו: האם נוצר זרם חשמלי? לפי מה הסקתם?
*53*
משימה: תא סולרי
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר את הקלט, את התהליך ואת הפלט במערכת הטכנולוגית תא סולרי.
- להסביר את היתרונות ואת החסרונות של שימוש בתא סולרי כמקור חשמל.
- להשתמש בשפת הטכנולוגיה: צורך, בעיה טכנולוגית, פתרון ומערכת טכנולוגית.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 54.
תא סולרי
תא סולרי הוא פתרון טכנולוגי שבאמצעותו מפיקים אנרגיה חשמלית מאנרגיית השמש (אור). בתא סולרי אנרגיית אור הופכת לאנרגיה חשמלית.
(בספר שתי תמונות:)
מפעילים שבשבת רוח בעזרת תא סולרי (בספר תמונה).
תא סולרי הוא מערכת טכנולוגית. את המערכת אפשר לתאר בתרשים מלבנים:
מטרה: הפקת אנרגיה חשמלית
קלט: אנרגיית אור
פעולה/תהליך: המרת אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית
פלט: אנרגיה חשמלית
לשימוש בתא סולרי יש יתרונות: אנרגיה זמינה (ללא תשלום) שמקורה בשמש. בניית המתקנים ותפעולם מלווה בזיהום סביבתי, אך השימוש בתא סולרי אינו מלווה בזיהום סביבתי. השימוש בתא סולרי אינו מלווה בזיהום סביבתי. עם זאת, כמות האנרגיה החשמלית שמופקת באמצעות תא סולרי היא נמוכה מאוד. עדיין לא נמצאו פתרונות טכנולוגיים להפקת אנרגיה חשמלית, באמצעות תאים סולריים, שיספקו את הצרכים של ערים גדולות ושל כל המדינה. לניצול תאים סולריים להפקת חשמל בכמות גדולה יש חיסרון נוסף והוא השטח הגדול הדרוש להקמת השדות הסולריים.
*54*
הרחבת הניצול של אנרגיית השמש באופן שיספק צרכים של עיר שלמה ושל כל המדינה היא אתגר מדעי וטכנולוגי שעליו שוקדים בימינו מדענים ומהנדסים.
שימושים בתא סולרי
בצמתים שבכבישים ביו-עירוניים אפשר לראות מתקני תאורה המופעלים באמצעות תאים סולריים. מתקנים אלה קולטים את אנרגיית אור השמש במהלך היום, ובשעות החשכה משמשת האנרגיה החשמלית שנצברה במצבר להפעלת תאורה. בשדות חקלאיים (שטחים פתוחים) מתקינים מתקנים סולריים להפקת אנרגיה חשמלית.
מנצלים תאים סולריים כמקור אנרגיה בלוויינים. בלווינים יש תאים סולריים רבים.
בתחנות אוטובוס מנצלים תאים סולריים במתקנים שמספקים מידע על זמן ההגעה של האוטובוסים. מערכות גדולות של תאים סולריים משמשות להפקת חשמל לשימוש ביתי או להעברה לחברת החשמל בישובים רבים בארץ (לדוגמה ביישובי הערבה).
(בספר תמונה:) מחולל חשמל ידני.
תמונה 1 - מתקן סולרי
(בספר תמונה:) מחולל חשמל ידני.
תמונה 2 – לווין
שאלות
1. ערכו רשימה של מכשירי חשמל (בבית ומחוץ לבית) שפועלים באמצעות תא סולרי. מה הסיבה שמעדיפים להפעיל אותם באמצעות תא סולרי? השתמשו במושגים: צורך, בעיה טכנולוגית ופתרון.
2. מהי המטרה של המערכת הטכנולוגית תא סולרי? מהו הקלט? מהו התהליך? מהו הפלט?
3. אילו יתרונות ואילו חסרונות יש לשימוש בתא סולרי כפתרון להפקת אנרגיה חשמלית? הביאו ראיות מניסיונכם היומיומי.
אל הרשת
1. פנו לאתר אנרגיה בראש אחר.
2. בחרו בכיתה ה.
3. היכנסו לשער "לקטוף" אנרגיה מהשמש.
4. בצעו את המשימה: תא סולרי - הופך אור לחשמל.
*55*
ב. מחולל חשמל (גנרטור)
משימה: מפיקים חשמל באמצעות מגנט וסליל חוטי חשמל
חוקרים ומגלים
ציוד: סליל של חוט נחושת (מצופה בחומר בידוד), מגנט מוט, מד זרם רגיש (מיקרו-אמפרמטר), שני חוטי חשמל.
בטיחות! אין להתחבר לרשת החשמל לביצוע הניסויים.
בעקבות המשימה - נדע...
- להרכיב את המערכת הטכנולוגית מחולל חשמל, להפעיל, לאסוף נתונים ולהסיק מסקנות.
- לנסח עקרון של הפקת זרם חשמל בעזרת מגנט וסליל של חוט נחושת.
שערו ונסו: כיצד ניתן להפיק אנרגיה חשמלית בעזרת הציוד שלפניכם?
הנחיות
1. הרכיבו מעגל חשמלי שכולל את הרכיבים הבאים: סליל של חוט נחושת, שני חוטי חשמל ונורה. האם הנורה דולקת?
2. החזיקו את הסליל והניעו את המגנט בחלל הסליל בתנועות הלוך ושוב. האם הנורה דולקת?
שימו לב: ייתכן שהנורה לא דלקה כי עוצמת הזרם החשמלי המופקת מתנועת המגנט בחלל הסליל קטנה מאוד, ולכן אי אפשר להסיק מסקנה שאין זרם במעגל החשמלי. כדי לבדוק אם יש זרם חשמלי במעגל, נשתמש במד זרם רגיש מאוד.
*56*
3. חברו את קצות הסליל בעזרת חוטי חשמל אל מד הזרם הרגיש.
4. התבוננו במד הזרם הרגיש. על מה מורה המחוג?
5. החזיקו את הסליל ביד אחת והניעו את המגנט בחלל הסליל ביד השניה בתנועות הלוך ושוב.
6. התבוננו במד הזרם הרגיש בזמן התנועה של המגנט. תארו מה קורה?
7. הסיקו: האם עבר זרם במעגל החשמלי? כיצד אתם יודעים זאת?
8. בדקו אפשרויות נוספות להפקת זרם חשמלי כמפורט בטבלה, והשלימו בה את התוצאות ואת המסקנות שלכם.
(בספר תמונה:) מחולל חשמל ידני.
טבלה לארגון מידע: אפשרויות - תוצאות ומסקנות
אפשרויות, תוצאות (מה מראה מד הזרם?) , מסקנות (האם זורם זרם חשמלי במעגל?)
א. הסליל במנוחה, המגנט במנוחה, --, --
ב. הסליל במנוחה, המגנט בתנועה בחלל הסליל, --, --
ג. הסליל בתנועה, המכנט במנוחה בחלל הסליל, --, --
ד. הסליל בתנועה, המגנט בתנועה בכיוון מנוגד בחלל הסליל, --, --
9. נסחו את העיקרון של הפקת זרם חשמל שהכרתם בהתנסות זו.
משימה: מחולל חשמל (גנרטור)
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר כיצד מפיקים חשמל באמצעות "מחולל חשמל" (גנרטור).
- לזהות רכיבים וקשרים במערכת הטכנולוגית "מחולל חשמל".
- לתאר באמצעות תרשים מלבנים את הקלט, את התהליך ואת הפלט במערכת הטכנולוגית "מחולל חשמל".
קראו את קטע המידע ובצעו את המשימה שמשולבת בו.
מחולל חשמל (גנרטור)
מחולל חשמל הוא מערכת טכנולוגית שבאמצעותה מפיקים אנרגיה חשמלית. הפעולה של מחולל החשמל מבוססת על העיקרון שהכרתם במשימה הקודמת: תנועה יחסית של מגנט וסליל חוט נחושת גורמת להפקה של זרם חשמלי. כיצד מפיקים חשמל באמצעות מחולל החשמל?
*57*
משימה
לפניכם דגם של מחולל חשמל ידני:
1. זהו במחולל החשמל הידני את רכיבי המערכת הטכנולוגית: סליל חוט נחושת, המגנט (הוכיחו שזה מגנט), ורכיבים נוספים.
2. שערו: מה יקרה לנורה אם תסובבו את ידית המחולל החשמלי? על מה מבוססת השערתכם?
3. סובבו את ידית מחולל החשמל. מה קרה לנורה?
4. הסבירו: כיצד פועל מחולל החשמל? להסבר היעזרו בעיקרון של הפקת חשמל שלמדתם במשימה הקודמת.
במחולל החשמל הידני התרחשו כמה המרות אנרגיה:
אנרגיה כימית שבשרירים הפכה לאנרגיית תנועה וזו הפכה לאנרגיה חשמלית.
הודות לאנרגיה החשמלית עבר זרם חשמלי במוליכים. הזרם החשמלי גרם להתלהטות חוט הלהט של הנורה.
כך אנרגיה חשמלית הפכה לחום ולאנרגיית אור.
המרות אנרגיה שמתרחשות במחולל החשמל הידני
אנרגיה כימית שבשרירים -הפכה- לאנרגיית תנועה -הפכה- לאנרגיה חשמלית -הפכה- לחום ולאנרגיית אור
מחולל החשמל הוא מערכת טכנולוגית.
את המערכת אפשר לתאר בתרשים מלבנים:
מטרה: הפקת אנרגיה חשמלית
קלט: אנרגיית תנועה סיבובית
מחולל חשמל - פעולה/תהליך: המרת אנרגית תנועה לאנרגיה חשמלית
פלט: אנרגיה חשמלית
(בספר תמונה:) מחולל חשמל ידני.
*58*
היודעים אתם ש...
דינמו
דינמו הוא מחולל חשמל פשוט. דינמו משמש אותנו למשל לתאורה בפנס האופניים. הרוכב/ת מסובב/ת את גלגל האופניים, אליו מחובר ראש הסליל של הדינמו. הסליל מסתובב בין קטביו של המגנט, ובעקבות כך מתרחשת המרת אנרגיה: האנרגיה הכימית שבשרירי הרגליים הופכת לאנרגיה חשמלית בחוטי החשמל. הזרם החשמלי הנוצר גורם להתחממות חוט הלהט של הנורה ולהתלהטותו. כך האנרגיה החשמלית הופכת לחום ולאנרגיית אור.
הדינמו באופניים הוא מחולל חשמל קטן.
המטרה של מחולל החשמל: הפקת אנרגיה חשמלית.
קלט: אנרגיית תנועה.
פעולה: המרת אנרגיית תנועה סיבובית לאנרגיה חשמלית.
פלט: אנרגיה חשמלית.
היודעים אתם ש...
מייקל פאראדיי
מייקל פאראדיי היה מדען אנגלי שחי בשנים 1791-1867. פאראדיי חקר תופעות רבות, ובעיקר את המגנט ותופעות חשמליות. פאראדיי המציא את הגנרטור (מחולל חשמל) המפיק אנרגיה חשמלית בעזרת מגנט וסליל.
*59*
תחנת החשמל
תחנות החשמל הן מערכות טכנולוגיות מורכבות להפקת אנרגיה חשמלית. בתחנת החשמל מתבצעים תהליכים רבים על ידי תת מערכות שונות.
מחולל החשמל (גנרטור) הוא "הלב" של תחנות החשמל. מחולל החשמל הוא תת מערכת של המערכת הטכנולוגית המורכבת - תחנת חשמל. בתחנת החשמל יש מחולל חשמל ענק שמורכב ממגנט (אלקטרומגנט) ומסליל חוט נחושת. כדי להפיק אנרגיה חשמלית באמצעות מחולל החשמל יש לסובב את המגנט שבמחולל החשמל באמצעות גלגל.
הגלגל שמסובב את מחולל החשמל נקרא טורבינה. הטורבינה נראית כגלגל להבים ענקי, מעין שבשבת גדולה. הטורבינה מחוברת באמצעות ציר למגנט של מחולל החשמל. כאשר מכים בלהבים של הטורבינה, היא גורמת לציר שאליו מחובר המגנט להסתובב בתוך סליל חוטי חשמל של מחולל החשמל וכך מופקת אנרגיה חשמלית.
טורבינה היא תת מערכת במערכת הטכנולוגית תחנת חשמל.
מטרה: יצירת תנועה סיבובית.
פלט: תנועה סיבובית.
באילו סוגים של קלט אנרגיה אפשר לקבל תנועה סיבובית?
שערו: איזה קלט של אנרגיה צריך לספק כדי לסובב את הטורבינה הגדולה שמחוברת בציר אל מחולל החשמל הענק?
מילון
טורבינה: גוף מסתובב.
תת מערכת: מערכת טכנולוגית שהיא חלק ממערכת טכנולוגית גדולה יותר.
אלקטרומגנט: סליל חוט נחושת (מצופה בחומרי בידוד) שמחובר במעגל חשמלי סגור מקבל תכונות של מגנט.
(בספר תמונה:) מחולל זרם חשמלי בתחנת החשמל
*60*
משימה: באילו דרכים מפיקים חשמל בתחנות החשמל?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר דרכים שונות שבאמצעותן אפשר לסובב את הטורבינה בתחנת החשמל.
- להסביר כיצד דרכים אלה מיושמות בסוגים שונים של תחנות החשמל.
- להציג מידע בטבלה ובתרשים.
- להביע דעה ולנמק אותה.
בצעו את שלושת חלקי המשימה והשיבו על השאלות בסוף כל חלק.
חלק א: האם רוח יכולה לסובב גלגל?
ציוד: שבשבת רוח
הנחיות
1. נשפו על השבשבת. תארו מה קרה לה.
2. העמידו את השבשבת ברוח. תארו מה קורה לה.
3. הסבירו: מה גורם לשבשבת להסתובב?
4. הסבירו: איזה מקור אנרגיה הפעיל את השבשבת?
5. תארו את תהליך מעבר האנרגיה שהתרחש באמצעות תרשים.
6. שערו: אילו שימושים יכולים להיות לשבשבת רוח?
7. קראו את המידעון טורבינת רוח והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מידעון: טורבינת רוח
יש תחנות חשמל שבהן מנצלים אנרגיית תנועה של רוח כדי להפיק אנרגיה חשמלית. תחנות אלה מכונות טורבינות רוח. בתחנות אלה אנרגיית התנועה של הרוח עוברת לאנרגיית התנועה של הטורבינה וזו עוברת לאנרגיית התנועה של המחולל שהופכת לאנרגיה חשמלית.
מעבר אנרגיה והמרת אנרגיה בתהליך הפקת חשמל בטורבינת רוח (בספר תרשים:)
אנרגיית התנועה של הרוח -עברה- לאנרגיית התנועה של הטורבינה -עברה- לאנרגיית התנועה של המחולל -הפכה- לאנרגיה חשמלית
*61*
טורבינת רוח היא תת מערבת במערכת הטכנולוגית תחנת חשמל. אפשר להציג את טורבינת הרוח בתרשים מלבנים:
מטרה: הנעת הכנפיים של הטורבינה
קלט: אנרגיית התנועה של הרוח -
טורבינת רוח - תהליך/פעולה: אנרגיית תנועה עברה לטורבינה
פלט: אנרגיית התנועה של הטורבינה
בארצנו יש טורבינות רוח, למשל ברכס יודפת שבגליל וכן ברמת הגולן ובערבה.
לתחנות חשמל אלה יתרונות אחדים: הן אינן מזהמות את הסביבה בעשן ובחומרים מזהמים אחרים. אנרגיית התנועה של הרוח היא מקור אנרגיה מתחדש והשימוש במקור זה אינו מביא להתכלותו.
לתחנות חשמל אלה חסרונות אחדים: כדי להפיק אנרגיה חשמלית בכמות גדולה יש להציב טורבינות רבות כאלה על פני שטחים נרחבים מאוד. "יער" של טורבינות רוח עלול לגרום לרעש, לפגוע בנוף ולפגוע בציפורים. אפשר להפעיל טורבינות רוח רק במקומות שבהם נושבת רוח קבועה בעוצמה רבה.
שאלות
א. היכנסו לאתר מתח גבוה. בחרו מקורות אנרגיה. בחרו רוח.
ב. עיינו בתרשים ובהדמיה שבאתר והשיבו: איזה רכיב נע באמצעות הרוח ומהו תפקידו בתהליך הפקת החשמל?
ג. תארו בכתב או בתרשים מלבנים את תהליך הפקת האנרגיה החשמלית בתחנת חשמל זו. השתמשו במושגים: קלט, תהליך ופלט.
ד. תארו את החסרונות ואת היתרונות שיש להפקת אנרגיה חשמלית באמצעות טורבינת רוח.
ה. הביעו דעתכם: האם אפשר להשתמש בישראל בטורבינות רוח להפקת חשמל? נמקו.
*62*
חלק ב: האם מים יכולים לסובב גלגל?
ציוד: שבשבת, מים, קערה, משפך עם מים
הנחיות
1. העמידו את שבשבת המים בתוך קערה.
שפכו מים על שבשבת מים. תארו מה קרה לשבשבת.
2. הסבירו: מה גרם לשבשבת להסתובב?
איזה מקור אנרגיה הפעיל את שבשבת המים?
3. תארו את תהליך העברת האנרגיה באמצעות תרשים.
4. שערו: אילו שימושים יכולים להיות לשבשבת המים?
5. קראו את המידעון תחנת חשמל הידרואלקטרית והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מידעון: תחנת חשמל הילדואלקטרית
תחנות חשמל שמנצלות את אנרגיית התנועה של המים להפקת אנרגיה חשמלית נקראות תחנות חשמל הילרואלקטריות (הידרו שווה מים, אלקטרו שווה חשמל). בארצות שבהן יש נהרות שספיקת המים בהם גדולה נוהגים לאגור מים באגני אגירה גדולים באמצעות סכרים. למרגלות הסכרים בונים תחנות חשמל. המים הנופלים ממאגרי המים מניעים את הטורבינות שנמצאות למרגלות הסכרים (אנרגיית הגובה של המים הופכת לאנרגיית התנועה של המים).
מעבר אנרגיה והמרת אנרגיה בתהליך הפקת חשמל בתחנת חשמל הילרואלקטרית (בספר תרשים:)
(בספר תמונה:) טורבינת מים בסכר
אנרגיית התנועה של המים -עברה- לאנרגיית התנועה של הטורבינה -עברה- לאנרגיית התנועה של המחולל -הפכה- לאנרגיה חשמלית
טורבינת מים היא תת מערכת בתחנת חשמל הידרואלקטרית. אפשר להציג את טורבינת המים בתרשים מלבנים:
מטרה: הנעת הכנפיים של הטורבינה
קלט: אנרגיית התנועה של המים
טורבינת מים - תהליך/פעולה: אנרגיית תנועה של המים עברה לטורבינה
פלט: אנרגיית התנועה של הטורבינה
(בספר תמונה:) טורבינת מים בסכר
*63*
תחנות חשמל הידרואלקטריות נחשבות ידידותיות לסביבה, שכן השימוש בהן כמעט שאינו מזהם את הסביבה. זאת ועוד, הודות למחזור המים שבטבע, מים הם משאב טבע מתחדש, לכן השימוש במקור האנרגיה "מים בתנועה" אינו מביא להתכלותו. להקמת תחנת חשמל כזו יש גם חסרונות: הקמתה תלויה בהימצאות נהרות שספיקת המים בהם גדולה ובאגנים גדולים לאגירת מים. לעיתים ההקמה של תחנות החשמל כרוכה בפגיעה בנופי הטבע.
שאלות
א. היכנסו לאתר מתח גבוה. בחרו מקורות אנרגיה. בחרו מים.
ב. השיבו: איזה רכיב (תת מערכת) בתחנת החשמל נע בעזרת המים, ומהו תפקידו בתהליך הפקת החשמל?
ג. תארו בכתב או בתרשים מלבנים את תהליך הפקת האנרגיה החשמלית בתחנת חשמל זו.
ד. תארו את היתרונות ואת החסרונות שיש להפקת אנרגיה חשמלית בתחנת חשמל הידרואלקטרית.
ה. הביעו דעתכם: האם אפשר להשתמש בישראל בטורבינות המופעלות על ידי אנרגיית התנועה של המים להפקת חשמל? נמקו.
היודעים אתם ש...
תחנות הידרואלקטריות בישראל
- תחנת החשמל הראשונה שהוקמה בארץ בשנת 1931 בנהריים, ניצלה את אנרגיית התנועה של המים הנופלים של אחד מיובלי הירדן כדי להפיק את החשמל. תחנה זו אינה פעילה עוד.
- כ-500 מטר מדרום לגשר בנות יעקב, הוקמה בישראל, בשנת 1991, לאורך קטע מן הירדן ההררי, תחנת חשמל הידרואלקטרית המנצלת את זרימת המים החזקה להפקת חשמל.
(בספר תמונה:) תחנת החשמל הראשונה בישראל
*64*
(בספר איור:)
(בספר תמונה:) תחנת חשמל פחמית-קיטורית בחדרה
(הילד אומר:) באילו מקורות אנרגיה, נוסף על מים בתנועה ועל רוח, אפשר להשתמש כדי לסובב גלגל?
חלק ג: האם קיטור יכול לסובב גלגל?
ניסוי בהדגמה
בטיחות!
ההדגמה חייבת להיעשות על ידי המורה בלבד!!!
על המורה להרכיב משקפי מגן ולאסוף שיער. על התלמידים לשבת במרחק של מטר וחצי משולחן ההדגמה.
מילון:
קיטור: פרץ של אדי מים חמים מאוד מבעד לפתח צר.
(בספר תמונה:) תחנת חשמל פחמית-קיטורית בחדרה
ציוד: גזייה, בקבוק קוני המכיל מים, פקק לבקבוק עם צינורית זכוכית, חצובה, רשת לחצובה, שבשבת
הנחיות
1. מעמידים את מערכת הניסוי כמתואר בתמונה.
2. מרתיחים את המים שבכלי. מקרבים את השבשבת לפיית הכלי.
3. מתבוננים בשבשבת. כתבו: מה קורה לשבשבת כשהקיטור פוגע בה?
4. תארו באמצעות תרשים את תהליכי המרת האנרגיה ומעבר האנרגיה שהתרחשו בניסוי.
5. שערו: אילו שימושים יכולים להיות לקיטור?
*65*
6. קראו את המידעון תחנת חשמל פחמית-קיטורית והשיבו על השאלות שבעמוד 66.
מידעון: תחנת חשמל פחמית-קיטורית
תחנות חשמל שבהן מנצלים אנרגיית תנועה של קיטור לסיבוב הטורבינה נקראות תחנות חשמל קיטוריות. כיצד מפיקים קיטור בתחנת החשמל?
את הקיטור מפיקים ממים. מחממים את המים באמצעות חום שמשתחרר משריפה של חומרי דלק דוגמת פחם האבן. את חומר הדלק שורפים בתוך תא שריפה שעטוף בצינורות מלאים במים. המים שבצינורות מתחממים והופכים לקיטור. הקיטור שנפלט מסובב את הטורבינה וזו מסובבת את מחולל החשמל. את הקיטור שגרם לסיבוב הטורבינה מעבים חזרה למים במצב צבירה נוזל בעזרת מתקן קירור שנקרא מעבה. מים אלה מוחזרים לצינורות המים שעוטפים את תא השריפה לשימוש חוזר. לתחנת חשמל קיטורית שבה שורפים פחם להפקת קיטור קוראים תחנת חשמל פחמית-קיטורית.
(בספר תמונה:) תחנת חשמל פחמית-קיטורית בחדרה
מעבר אנרגיה והמרת אנרגיה בתהליך הפקת חשמל בתחנת חשמל קיטורית (בספר תרשים:)
אנרגיית התנועה של הקיטור -עברה- לאנרגיית התנועה של הטורבינה -עברה- לאנרגיית התנועה של המחולל -הפכה- לאנרגיה חשמלית
(בספר תמונה:) תחנת חשמל פחמית-קיטורית בחדרה
דוד השריפה הוא תת מערכת בתחנת חשמל פחמית-קיטורית
מטרה: הפקת קיטור בלחץ רב.
קלטים: מים, פחם אבן ואוויר.
פעולה: המרת אנרגיה כימית לחום של המים.
פלטים: קיטור בלחץ רב, עשן וגזים.
*66*
שאלות
לפניכם תרשים של תחנת חשמל פחמית-קיטורית.
תחנת חשמל פחמית-קיטורית (בספר תרשים, היעזרו במנחה)
צפו גם בהדמיה של תחנת חשמל פחמית-קיטורית באתרים הבאים:
- אתר מתח גבוה (היכנסו לאתר מתח גבוה, בחרו מקורות אנרגיה, בחרו דלק).
- אתר אופק במדע ובטכנולוגיה (בחרו בכיתה ו, בחרו בנושא אנרגיה סביבנו, בחרו בפעילות אנרגיות חלופיות, בחרו פחם).
א. עיינו בתרשים (ובהדמיה שבאתר) והשיבו:
אילו רכיבים בתחנת חשמל פחמית-קיטורית מייצגים הרכיבים שבמערכת הניסוי (עמוד 64)? הכינו טבלה דומה והשלימו בה מידע בהתאם לכותרות בטבלה.
(בספר שתי תמונות:
טבלה לארגון מידע: השוואה בין מערכת הניסוי לבין תחנת חשמל פחמית-קיטורית
רכיבים במערכת הניסוי, רכיבים בתחנת חשמל פחמית-קיטורית, תפקיד הרכיבים
א. גזייה, --, --
ב. בקבוק קוני, --, --
ג. קיטור הפורץ מצינורית הזכוכית, --, --
ד. שבשבת, --, --
ב. מהם הרכיבים בתחנת חשמל פחמית-קיטורית ואיזה תפקיד יש לכל רכיב בתהליך הפקת החשמל? כתבו את התשובה במקום המתאים בטבלה.
ג. תארו בתרשים מלבנים את תהליך הפקת האנרגיה החשמלית בתחנת חשמל פחמית-קיטורית.
ד. מהם היתרונות ומהם החסרונות בשימוש בקיטור להפקת חשמל בתחנות חשמל פחמית-קיטורית?
*67*
ה. תחנת חשמל פחמית-קיטורית היא מערכת טכנולוגית.
כתבו את מאפייני המערכת הטכנולוגית תחנת חשמל פחמית-קיטורית:
- מהי המטרה של המערכת?
- מהם הקלטים? (ציינו שלושה).
- אילו תהליכים מתרחשים בתחנת החשמל? התייחסו להמרת אנרגיה ולמעבר אנרגיה.
- מהם הפלטים? התייחסו לפלטים רצויים ולפלטים לא רצויים.
מרבית תחנות החשמל בארץ הם תחנות חשמל פחמיות-קיטוריות. במערכת הטכנולוגית תחנת חשמל פחמית-קיטורית יש שילוב של רכיבים מעשה ידי אדם הפועלים בתיאום להשיג הפקת אנרגיה חשמלית.
בישראל יש מעט תחנות חשמל הפועלות באמצעות הרוח, שכן לא בכל האזורים בארץ נושבת רוח בקביעות בעוצמה גבוהה. בישראל יש מעט מאוד תחנות חשמל הידרואלקטריות, שכן אין בישראל נהרות מים עם ספיקת מים גדולה. רוב תחנות החשמל הגדולות בישראל פועלות בעזרת קיטור, הנוצר מחימום מים על ידי חומרי דלק: פחם, מזוט וגז.
שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא
המחיר הסביבתי של שימוש בחומרי דלק להפקת חשמל
1. קראו את שני קטעי המידע הפקת חשמל מחומרי דלק - לאן? ואפשר גם אחרת.
2. צפו בהדמיה בעיות סביבתיות ופתרונות שבאתר מתח גבוה בנושא חשמל ואיכות הסביבה.
3. השיבו על השאלות שבסוף כל קטע ובצעו את המשימה "גם אנחנו יכולים להשפיע" שבעמוד 69.
קטע א: הפקת חשמל מחומרי דלק - לאן?
חומרי הדלק (פחם האבן, מזוט, גז טבעי ואחרים) הם מקורות אנרגיה מתכלים. בארץ ובארצות רבות מאוד בעולם שורפים חומרי דלק כחלק מתהליך הפקת החשמל. הכמות של חומרי הדלק בטבע מוגבלת (כי הם לא נוצרים מחדש) והשימוש המוגבר בהם עלול להביא בסופו של דבר להיעלמותם מן הטבע.
*68*
זאת ועוד, בעקבות תהליך השריפה של חומרי הדלק נוצרים תוצרי לוואי כמו עשן, גזים, פיח ואפר. אלה מזהמים את הסביבה ואת האוויר. אחד הגזים שנפלט בתהליך השריפה של חומרי הדלק הוא פחמן דו-חמצני. פליטה מרובה של גז זה לאוויר עלולה לגרום להתחממות של כדור הארץ (קיראו בשער קשרי קיום). בתחנות החשמל שבהן משתמשים בפחם כחומר דלק מצטברת גם פסולת של אפר הפחם שאף היא מהווה מטרד סביבתי.
תוצרי הלוואי (עשן, גזים, פיח ואפר) הם הפלטים הבלתי רצויים של המערכת הטכנולוגית תחנת חשמל פחמית-קיטורית.
כל תחנות החשמל הפחמיות-קיטוריות נמצאות תמיד ליד מקורות מים (ים, אגם, מאגרים). הסיבה לכך היא שבכל התחנות האלה צריך לקרר ולעבות את הקיטור באמצעות מים שאותם שואבים ממקור המים. בעקבות פעולת הקירור מוחזרים אל מקור המים מים חמים. שינוי בטמפרטורת המים עלול להשפיע על היצורים החיים המתקיימים בהם.
שאלות
1. מדוע חומרי הדלק נחשבים מקור אנרגיה מתכלה?
2. אילו תוצרי לוואי נוצרים משריפת חומרי דלק בתחנת חשמל?
3. אילו השפעות יש למזהמים אלה על הסביבה?
4. סכמו: מדוע תחנות חשמל שמופעלות על ידי חומרי דלק נחשבות לתחנות חשמל שאינן ידידותיות לסביבה?
מילון:
פיח: החומר המוצק השחור המתקבל במהלך הבעירה.
עשן: תערובת של כל הגזים המתקבלים מהבעירה, בתוספת חלקיקי פיח קטנטנים.
אפר: החומר המוצק- האפור שנשאר אחרי הבעירה ואשר אינו יכול לבעור עוד.
קטע ב: אפשר גם אחרת
אפשר להקטין את פליטות המזהמים באמצעות פתרונות טכנולוגיים והתנהגותיים:
- מקימים בתחנות החשמל ארובות גבוהות שתפקידן לפזר את המזהמים בשכבות הגבוהות יותר של האוויר. מתקינים בתוכן מתקנים המסננים את העשן הנפלט מהן.
- משתמשים בחומרי דלק איכותיים (שפולטים פחות מזהמים) ומקימים תחנות ניטור למדידת זיהום האוויר בסביבה שליד התחנה.
- חוסכים בחשמל. ככל שנחסוך בחשמל נקטין את צריכת החשמל ואז נקטין גם כמות חומרי הדלק הדרושה להפקת החשמל.
שאלות
1. אילו פתרונות נוספים קיימים לבעיות הסביבתיות שעלולות להיגרם כתוצאה מהפעלת תחנת חשמל פחמית-קיטורית?
2. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ במחשב (ראו דוגמה) ורשמו בה כיצד כל פתרון תורם לשמירה על איכות הסביבה:
(בספר שתי תמונות:
טבלה לארגון מידע: פתרונות ותרומתם לאיכות הסביבה
הפתרון, תרומה לאיכות הסביבה
ארובות גבוהות, --
--, --
--, --
משימה: גם אנחנו יכולים להשפיע!
1. העלו רעיונות לדרכים פשוטות שבאמצעותן אתם יכולים לחסוך בחשמל בבית ובבית הספר.
2. פנו לאתר של חברת חשמל והביאו המלצות לחיסכון בחשמל, למשל:
א. איך להפחית את צריכת החשמל של המזגן?
ב. איך להפחית את צריכת החשמל של התאורה בבית?
ג. איך לחמם את הבית באופן יעיל יותר ולשלם פחות?
ד. איך נשתמש במייבש כביסה ביעילות?
3. הסבירו: מה הקשר בין חיסכון בחשמל לבין שמירה על איכות הסביבה?
מילון:
תחנות ניטור: תחנות שמטרתן למדוד את ריכוז המזהמים במטרה לשמור שהריכוז לא יחרוג מהתקן המותר.
*70*
היודעים אתם ש...
תחנת חשמל סולרית-קיטורית
תחנת חשמל סולרית-קיטורית היא סוג של תחנת חשמל קיטורית שבה אנרגיית השמש הופכת לאנרגיה חשמלית. אפשר לנצל את אנרגיית השמש לחימום מים כדי להפיק את הקיטור הדרוש להנעת הטורבינה בתחנת החשמל. לשם כך משתמשים במראות לריכוז אור ולחימום המים.
תחנות חשמל סולריות אינן מזהמות את הסביבה בעשן ובחומרים מזהמים אחרים ולכן הן נחשבות ידידותיות לסביבה. הפעולה של תחנות חשמל אלה תלויה באור השמש ועלות הקמתן גבוהה.
תחנת חשמל גרעינית-קיטורית
את החום הדרוש להפקת הקיטור הדרוש להנעת הטורבינה אפשר להפיק גם באמצעות אנרגיה גרעינית שמופקת בתהליכים שמתרחשים בתוך כור אטומי (הנקרא גם כור גרעיני). תחנת חשמל כזו נקראת תחנת חשמל גרעינית-קיטורית.
תחנות חשמל גרעינית-קיטורית אינן מזהמות את הסביבה בעשן ובגזים רעילים, אך השימוש בהן עלול לגרום לזיהום רציני בקרינות שונות וביניהן בקרינה רדיואקטיבית. תקלה בכור אטומי עלולה לגרום לפליטה של קרינה לסביבה. הקרינה אינה נראית ואיננו יכולים לגלות אותה בחושינו, אבל היא מסוכנת מאוד לבריאותנו. בישראל אין תחנות חשמל גרעיניות-קיטוריות.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה) טורבינת גז
תמונה 1 - תחנת חשמל סולרית
(בספר תרשים, היעזרו במנחה) טורבינת גז
תמונה 2 - תחנת חשמל גרעינית
*71*
תחנת חשמל: טורבינת גז
אפשר לסובב טורבינה גם באמצעות גזים שנפלטים מבעירה של חומרי דלק. לטורבינה הזו קוראים טורבינת גז. גזי הפליטה מסובבים את הטורבינה שמניעה את מחולל החשמל וכך מופקת אנרגיה חשמלית. בישראל קיימות טורבינות גז אחדות פנים-ארציות (שלא בחוף-הים), למשל באתר חגית שליד היישוב יוקנעם וכן באלון התבור. ההקמה של טורבינות הגז נועדה להבטיח אספקת חשמל סדירה ושוטפת לכלל האוכלוסייה בארץ.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה) טורבינת גז
שאלות
צפו בהדמיה של תחנת חשמל שמופעלת על ידי טורבינת גז.
1. היכנסו לאתר מתח גבוה. בחרו מקורות אנרגיה. בחרו גז טבעי. הקליקו על הפקת חשמל מגז טבעי.
2. תארו בתרשים מלבנים את תהליך הפקת האנרגיה החשמלית בתחנת חשמל הפועלות באמצעות טורבינות גז.
3. תארו את היתרונות ואת החסרונות שיש להפקת אנרגיה חשמלית בתחנות חשמל הפועלות באמצעות טורבינות גז.
4. היעזרו במקורות מידע ברשת וכתבו היכן בישראל נמצאות תחנות חשמל המופעלות באמצעות טורבינת גז.
(בספר תמונה:) תחנת החשמל באתר חגית
*72*
משימה: תחנות חשמל - הדומה והשונה
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר את היתרונות ואת החסרונות שיש לסוגים שונים של תחנות חשמל.
- לערוך השוואה ולהסיק מסקנות על הדומה ועל השונה בין תחנות החשמל הבאות:
טורבינת רוח
הידרואלקטרית
פחמית-קיטורית
סולרית-קיטורית
- להביע דעה ולנמק אותה.
הנחיות
ערכו השוואה לפי ההנחיות הבאות:
1. שרטטו טבלת השוואה (ראו דוגמה), רשמו במקומות המתאימים את השמות של תחנות החשמל ואת הקריטריונים להשוואה.
(בספר תמונה:) מונה חשמל
טבלת השוואה: סוגים שונים של תחנות חשמל
קריטריונים/תחנות חשמל, טורבינת רוח, הידרואלקטרית, פחמית-קיטורית, סולרית-קיטורית
קלט חומרים, --, --, --, --
קלט אנרגיה, --, --, --, --
פעולות/תהליכים, --, --, --, --
פלט רצוי, --, --, --, --
פלטים בלתי רצויים, --, --, --, --
*73*
2. השלימו בטבלה את המידע המתאים לכל אחת מתחנות החשמל. לצורך זה, היעזרו בקטעי המידע המתאימים שבספר הלימוד וכן במקורות מידע אחרים.
3. השוו: במה דומות תחנות החשמל זו לזו ובמה הן שונות?
4. הסיקו מסקנות: מה למדתם מן ההשוואה?
5. בעקבות העלייה בצריכת החשמל, עולה הצורך להקים תחנת חשמל נוספת. על איזה סוג של תחנת חשמל תמליצו לממשלת ישראל? נמקו את תשובתכם.
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
1. בחרו בכיתה ו.
2. בחרו בנושא: אנרגיה סביבנו.
3. היכנסו לפעילות: אנרגיות חלופיות.
4. בצעו את הפעולות הנלוות.
5. מהם היתרונות והחסרונות של השימוש בכל אחד ממקורות האנרגיה: שמש, רוח, מפל מים ופחם לצורך הפקת אנרגיה חשמלית?
אל הרשת
תחנות חשמל בישראל
ערכו תחקיר בעזרת המידע שברשת האינטרנט על תחנות החשמל בישראל.
1. כמה תחנות חשמל יש בישראל? היכן הן ממוקמות?
2. כמה תחנות חשמל ממוקמות לאורך הים התיכון? ציינו את שמותיהן. האם יש סיבה למיקום תחנות החשמל לאורך החוף? מאילו מקורות אנרגיה מופקת אנרגיה חשמלית בתחנות חשמל אלה?
3. כמה תחנות חשמל פנים-ארציות יש בישראל? מאילו מקורות אנרגיה מופקת אנרגיה חשמלית בתחנות חשמל אלה?
4. מה עוד הייתם רוצים לדעת על תחנות החשמל בישראל? נסחו שאלות ומצאו תשובות במקורות מידע.
5. הציגו את המידע בעזרת כלים מתוקשבים (לדוגמה: מצגת, ספר דיגיטלי).
*74*
כולם צורכים חשמל
בשבילנו החשמל הוא דבר מובן מאליו. אין תחום בחיינו שאין עושים בו שימוש באנרגיה חשמלית. החשמל המופק בתחנות החשמל מתחלק בין קבוצות גדולות של צרכנים. מי הם צרכני החשמל? כמה אנרגיה חשמלית צורך כל אחד מהם?
משימה: מי צורך חשמל?
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר כיצד מתחלקת צריכת החשמל בין צרכני החשמל בארץ.
- לנתח נתונים ולהסיק מסקנות מקריאת גרף עמודות.
הנחיות
עיינו בגרף העמודות שלפניכם והשיבו על השאלות.
התפלגות צריכת החשמל בין צרכני החשמל בישראל בשנת 2010
צרכנים, אחוזי צריכת החשמל
ביתי, 30 אחוז
מסחרי/ציבורי, 32 אחוז
תעשייה, 20 אחוז
חקלאות ומים, 12 אחוז
אחר, 6 אחוז
מקור: חברת החשמל לישראל, משרד התשתיות הלאומיות.
שאלות
1. מה מתאר גרף העמודות?
2. מה מתאר הציר האופקי של הגרף?
3. מה מתאר הציר האנכי של הגרף?
4. מי הם צרכני החשמל? כמה חשמל צורך כל אחד מהם?
5. מיהו צרכן החשמל הגדול ביותר בישראל?
6. מיהו צרכן החשמל השני בגודלו בישראל?
7. חפשו ברשת האינטרנט גרף עדכני על צריכת החשמל בשנה הנוכחית. הקליקו במנוע החיפוש את המשפט "צריכת חשמל בישראל לשנת..." (הקליקו את השנה). השיבו שוב על שאלות 6-1 לפי הנתונים העדכניים.
האם חלו שינויים בצריכת החשמל? אם כן, תארו אותם.
8. שערו: אילו גורמים לדעתכם הביאו לשינויים בצריכת החשמל? הסבירו.
9. מה היתרון בהצגת הנתונים על צריכת החשמל בישראל בעזרת גרף עמודות?
*75*
חשבון החשמל
האנרגיה החשמלית שמופקת בתחנות החשמל אינה ניתנת לנו בחינם. כל אחד מצרכני החשמל מקבל חשבון חשמל לתשלום.
בכל בית, מפעל או מוסד ציבורי (גם בבית הספר) מתקינה חברת החשמל מונה חשמל. המונה מסכם את כמות האנרגיה החשמלית שצרכו המכשירים החשמליים שבהם השתמשו הצרכנים. על סמך קריאת המונה, שולחת חברת החשמל חשבון חשמל לצרכנים.
(בספר תמונה:) מונה חשמל
משימה: חשבון חשמל
בעקבות הלמידה - נדע...
- להסביר מהו חשבון חשמל, לתאר אילו סוגי מידע אפשר להפיק ממנו ולהסביר את מי משרת חשבון החשמל.
- לנתח נתונים ולהסיק מסקנות אודות צריכת החשמל המשפחתית.
הנחיות
1. השיגו חשבון חשמל, עיינו בו וענו על השאלות הבאות:
א. מהי תקופת החיוב של חשבון חשמל זה (חפשו תאריך)?
באיזו עונה נמצאת תקופת החיוב?
ב. כמה ימי חיוב היו בתקופה זו? (חפשו בחשבון).
ג. איזו פעולת חישוב יש לעשות כדי למצוא את מספר ימי החיוב?
ד. מהי צריכת החשמל של המשפחה בתקופה זו? (חפשו בחשבון). שימו לב: את צריכת החשמל מחשבים ביחידות של קוט"ש.
ה. כיצד חושבה צריכת החשמל לתקופה זו? הדגימו באמצעות פעולת חישוב.
ו. מהו התשלום עבור צריכת החשמל בלבד? (חפשו בחשבון).
ז. מהו סך התשלום לחברת החשמל?
ח. על מה עוד משלמים לחברת החשמל?
מילון:
קוט"ש: קילו וואט שעה - אלה הן יחידות מידה למדידת צריכת חשמל.
*76*
2. חפשו בחשבון החשמל גרף עמודות (ראו דוגמה), עיינו בו וענו על השאלות הבאות.
א. באיזו עונה/חודש הייתה צריכת החשמל הנמוכה ביותר?
ב. באיזו עונה/חודש הייתה צריכת החשמל הגבוהה ביותר?
ג. האם צריכת החשמל משתנה בעונות השנה השונות? נמקו את תשובתכם.
ד. שערו ממה יכולים לנבוע ההבדלים בצריכת החשמל בין חודשי השנה השונים? הסבירו את תשובתכם.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה)
(בספר גרף עמודות מתוך חשבון החשמל:) צריכת חשמל בבית לפי חודשים
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה:
1. בחרו בכיתה ו.
2. בחרו בנושא: אנרגיה סביבנו.
- היכנסו לפעילות: צורכים חכם.
- היכנסו לפעילות: צריכת החשמל של משפחת ישראלי.
- בצעו את הפעולות הנלוות.
אל הרשת
1. היכנסו לאתר אנרגיה בראש אחר, כיתה ו, פרק א.
2. בצעו את המשימה סקר חיסכון באנרגיה.
3. השתמשו בגיליון אלקטרוני לארגון הנתונים ולעיבודם.
4. מה למדתם מהממצאים של הסקר?
*77*
בפרק זה למדנו ש...
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:
- משתמשים -- -- בכל תחומי החיים.
- תנועת סליל חוטי חשמל סביב מגנט או תנועת מגנט בחלל סליל חוטי חשמל גורמת להפקת -- --.
- סוללה, תא סולרי ומחולל חשמל (גנרטור) הם מערכות טכנולוגיות שונות להפקת אנרגיה חשמלית.
- -- -- מופקת ממקורות אנרגיה, דוגמת מים זורמים, רוח, שמש וחומרי הדלק.
- תחנת חשמל היא -- -- שבנויה מתת מערכות שפועלות בשיתוף פעולה להשגת המטרה של המערכת - הפקת חשמל.
- לתחנת חשמל פחמית-קיטורית יש השפעה מזיקה על הסביבה: זיהום אוויר, הצטברות של אפר הפחם (במקרה של פחם) וחימום מי הים שבקרבת התחנה ועוד.
- חשוב לחסוך בחשמל - כך נקטין את קצב ההתכלות של -- -- וגם את הפגיעה באיכות הסביבה.
- בתחנות חשמל סולריות, בתחנות חשמל הילרואלקטריות ובטורבינות רוח נעשה שימוש במקורות אנרגיה -- והן ידידותיות לסביבה.
- צריכת החשמל הולכת וגדלה מיום ליום. חשוב למצוא -- חדשים להפקת חשמל.
מיומנויות שהפעלנו...
- בצענו ניסויים ותצפיות.
- ערכנו העברה מן הדגם אל המציאות.
- הצגנו תהליכים בעזרת תרשימים וניתחנו אותם.
- זיהינו רכיבים וקשרים במערכת טכנולוגית.
- כתבנו הסברים המבוססים על ראיות ועל נימוקים.
- השווינו בין אפשרויות וקיבלנו החלטות.
- הסקנו מסקנות מקריאת גרף עמודות.
- עבדנו בשיתוף פעולה.
- עבדנו בסביבות מתוקשבות והשתמשנו בכלים מתוקשבים.
*78*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. לפניכם רשימה של פעולות שלביצוען יש להשתמש באנרגיה חשמלית.
להתקלח במים חמים, להפעיל מזגן, לחלוב פרה, לצפות בטלוויזיה, לייצר עפרונות, להפעיל מחשב, לתפור בגדים בייצור המוני, לייצר דשן כימי לחקלאות, להפעיל בית אריזה, לייצר משקאות קלים, להאיר את בית העירייה, לעלות ברכבל לפסגת החרמון.
א. מיינו את הפעולות לפי תחומי חיים: תעשייה, חקלאות, צריכה ביתית, תחבורה ומסחר.
ב. מה למדתם מהמיון שערכתם?
2. מה הקשר:
א. בין אנרגיית תנועה של רוח לבין אנרגיה חשמלית?
ב. בין סיבוב טורבינה בתחנת חשמל לבין אנרגיה חשמלית?
ג. בין הפסקת חשמל ממושכת לבין ירידה ברמת זיהום האוויר?
ד. בין חיסכון בחשמל לבין שמירה על איכות הסביבה?
3. עבדו בזוגות: כתבו שיחה דמיונית בין שני מקורות האנרגיה הבאים: השמש והרוח. כל אחד מהמקורות הללו טוען שהוא מקור האנרגיה המתאים ביותר להפקת חשמל.
א. מה תאמר השמש כדי להצדיק את טענתה? נמקו.
ב. מה תאמר הרוח כדי להצדיק את טענתה? נמקו.
ג. מי לדעתכם הציגה את הטיעונים המשכנעים ביותר? הסבירו.
ד. מהם החסרונות שיש לכל אחד ממקורות האנרגיה הללו?
ה. תוכלו גם לספר על"פשרה" עתידית בין השתיים.
4. משימה קבוצתית: משחק הדמיה.
לאור הביקוש הגדול בחשמל, החליטו להקים תחנת חשמל פחמית-קיטורית באחת מערי החוף בישראל, שתנצל את פחם האבן כמקור אנרגיה. להקמת תחנת החשמל היו מתנגדים רבים.
א. חלקו ביניכם תפקידים: נציג/ת המשרד לאיכות הסביבה, נציג/ת התושבים, נציג/ת חברת חשמל, נציג/ת משרד הבריאות, נציג/ת העירייה.
ב. כל בעל/ת תפקיד צריכ/ה להביע עמדה מנומקת בעד או נגד הקמת תחנת החשמל.
ג. שחקו את המשחק ונסו להגיע להחלטה.
*79*
5. אחד הפתרונות החשובים להקטנת הצריכה של חשמל הוא חיסכון בחשמל.
א. הסבירו: איזו תועלת סביבתית ותועלת כלכלית יש לחיסכון בחשמל?
ב. חברו כללים לחיסכון בחשמל בבית.
ג. עצבו את הכללים בעזרת כלים מתוקשבים.
ד. תכננו דרכים להפצת הכללים למשפחה ולחברים.
6. תחנת חשמל היא מערכת טכנולוגית.
א. מהן תת-המערכות בתחנת חשמל פחמית-קיטורית?
ב. מה עלול לקרות אם אחת מתת המערכות תיפגע? הסבירו באמצעות דוגמה.
ג. הסיקו מסקנה: כיצד תלויה הפעולה של תחנת החשמל בכל אחת מתת-המערכות שלה?
יש לנו אתגר!
מתכננים ובונים בית חסכוני באנרגיה
אל הרשת
1. היכנסו לאתר אנרגיה בראש אחר.
2. בחרו בכיתה ו.
3. היכנסו לשער שלישי מתכננים ובונים בית חסכוני באנרגיה.
4. הצטרפו למיזם בית החלומות של גברת סולרי, פעלו לפי ההנחיות ובנו דגם של בית חסכוני באנרגיה.
5. אל תשכחו להשתמש בנווט תהליך התיכון שנמצא בארגז הכלים של ספר הלימוד.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה)
*80*
*80*
פרק ראשון: מערכת הדם
פרק שני: מערכת העצבים
*81*
מבט אל תוך הגוף
מאז ומעולם המבנה הפנימי של הגוף עורר פליאה וסקרנות. מציורי המערות של האדם הקדמון ניתן להסיק שהציירים הכירו את תוכו של הגוף. גם במצרים העתיקה וביוון העתיקה חקרו אנשים מתוך סקרנות את מבנה הגוף ואת אופן פעולתו ותיעדו את זה בכתב ובציורים. האדם הראשון, אשר תיעד במפורט את מבנה גוף האדם, היה גאלן מרומי העתיקה (129-201 לספירה בקירוב). המחקרים שלו התבססו על ניתוח כלבים, ולמרות השגיאות שהיו בתיאורים שלו, תורתו הייתה מקובלת יותר מאלף שנה.
לפני כ-600 שנה, עם התפתחות המדע המודרני, ועל סמך ניתוחים בגוף האדם, החלו לחקור את גוף האדם באופן יסודי יותר. בשנת 1538 פורסם על ידי המדען הבלגי, אנדריאס וסאליוס, אטלס של מבנה גוף האדם שחולל מהפכה בעולים הרפואה. לפניו, תיאור מבנה הגוף ותפקודו הסתמכו על תיאורים שהתבססו על אמונות דתיות. בתוך כמה שנים ספרו הפך למקובל בבתי ספר לרפואה.
כיום, הודות להתפתחות המהירה במדע ובטכנולוגיה, הצטבר ידע רב מאוד על גוף האדם שמשרת אותנו בתחומי הרפואה ובתחומי הבריאות. כיום אפשר ללמוד על המתרחש בתוך הגוף בעזרת טכנולוגיות משוכללות, כדוגמת טכנולוגיות הדמיה (צילומי רנטגן, סיטי, אם-אר-אי), טכנולוגיות חודרניות (צנתור כלי הדם, למשל) ועוד רבות אחרות, שמגבירות את יכולתו של האדם ללמוד ולהבין את המתרחש בגופו.
בשער זה תלמדו על שתי מערכות חשובות בגוף האדם:
באחת נמצאים הלב ורשת כלי הדם.
בשנייה נמצאים המוח ורשת העצבים.
באילו מערכות כוף מדובר ומהם יחסי הגומלין ביניהן?
*82*
*82*
עניין שבלב / חוה בן חורין
לב הולם כשמתרגשים
לב הולם כשחוששים
לב אוהב
עם כל הלב
ודברים שנאמרים
מעומק הלב
לב זהב
ולב של אבן
לב נשבר
בלב העיר.
לב ולב ולב ולב
הוא לב לבו של העניין.
השיר מתוך יחידת הלימוד עם היד על הדופק, הוצאת רמות אוניברסיטת תל-אביב.
האם יש קשר בין תיאור הלב המופיע בשיר ללב האמיתי שבגופנו?
*83*
בעקבות הלמידה - נדע...
- להסביר את חשיבותה של מערכת הדם לקיום הגוף.
- לתאר את הרכיבים של מערכת הדם ואת ההתאמה לתפקודם.
- לתאר את יחסי הגומלין בין רכיבי מערכת הדם.
- להסביר את החשיבות של שיתוף הפעולה בין המערכות בגוף.
- לתאר דרכים לשמירה על הבריאות של מערכת הדם ועל הבריאות הכללית.
מושגים שנלמד
- מערכת הדם: לב, כלי דם, דם.
- מבנה הלב: עליות, חדרים, מחיצה, מסתם.
- קצב לב, דופק.
- כלי דם: עורקים, נימים, ורידים.
- הרכב הדם: נוזל דם, תאי דם אדומים, תאי דם לבנים, טסיות דם.
- קידום בריאות: בדיקת דם, ספירת דם, תרומת דם, אורח חיים בריא, שיתוף פעולה בין מערכות.
מיומנויות שנפעיל
- להציג תהליכים בתרשים.
- להסביר קשרים בין רכיבים.
- לארגן מידע בטבלה ולהסיק מסקנות.
- לערוך מדידות בעזרת מכשירים להיכרות עם תופעות.
- לערוך חקר מידעני באמצעות שאלונים וראיונות.
- לערוך תצפיות ולהסיק מסקנות.
- לאסוף ולעבד מידע בכלים מתוקשבים.
- לעבוד בשיתוף פעולה.
*84*
מערכת הדם בגופנו
לו היתה לנו היכולת להתבונן לתוך הגוף, היינו יכולים להבחין באלפי צינורות הנמצאים בכל מקום בגופנו. צינורות אלה הם כלי הדם. לו הייתה לנו היכולת לראות את המתרחש ברשת כלי הדם, היינו רואים בתוכם "נוזל" שזורם ללא הפסקה. זהו הדם. הדם זורם בעזרת הלב.
רשת כלי הדם, הדם הזורם בהם והלב הם רכיבים של מערכת הדם בגוף. מערכת הדם פועלת הודות לשיתוף פעולה בין רכיביה.
מהם התפקודים של מערכת הדם?
מהו תפקודם של הלב, של כלי הדם ושל הדם הזורם בהם?
איזו חשיבות יש לתפקוד תקין של מערכת הדם לבריאות הכללית של הגוף?
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) מערכת הדם
*85*
משימה:הלב וכלי הדם בגופנו
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את מיקום הלב ואת כלי הדם בגופנו.
- לציין את סוגי כלי הדם בגופנו.
- להשתמש במסכת למדידת פעימות הלב.
- לנסח שאלות על הלב וכלי הדם.
ציוד: פנס קטן, מסכת, שעון שניות
בטיחות!
את התצפית יש לבצע באופן אישי.
חלק א: הלב
תצפית: פעילות אישית
נאתר את המיקום של הלב בעזרת דפיקות הלב.
1. נסו לאתר את המיקום של הלב שלכם.
2. הניחו את האצבעות במקום שלדעתכם הלב נמצא בו.
א. האם אתם חשים את דפיקות הלב?
אם חשתם בדפיקות - מצאתם את מיקומו של הלב.
ב. אם לא הצלחתם לחוש באצבעותיכם בדפיקות הלב, נסו להקשיב לדפיקות בעזרת מסכת.
שימו לב!
כשמקשיבים ללב בעזרת מסכת, שומעים שתי דפיקות מהירות ואז הפסקה קצרה, ושוב שתי דפיקות מהירות, והפסקה קצרה, וחוזר חלילה. כל שתי דפיקות כאלו נקראות פעימת לב.
מילון:
מסכת: מכשיר טכנולוגי שמגביר את יכולתנו לשמוע קולות פנימיים של הגוף: קולות הנשימה, קולות הלב, זרימת דם בכלי דם, תנועת גזים במעי ועוד.
*86*
חלק ב: כלי הדם
בטיחות!
את התצפית יש לבצע באופן אישי.
תצפית: פעילות בזוגות
1. האירו בפנס את תנוך האוזן מלמטה.
מהו צבע האוזן?
מהו, לדעתכם, מקור הצבע?
2. האירו בפנס בתוך הפה.
מהו צבע הלחיים מבחוץ כאשר מאירים את הלחי מבפנים?
מהו, לדעתכם, מקור הצבע?
3. משכו את העפעף התחתון כלפי מטה בעדינות. התבוננו בלבן העין. שימו לב לקווים אדומים, דקים ומפותלים.
אלו הם כלי הדם הדקים ביותר שנקראים נימי הדם.
4. הרימו את הלשון והתבוננו בחלק התחתון שלה.
תוכלו להבחין בצינורות בעלי גוון כחלחל.
אלו הם כלי דם הנקראים ורידים. הם נראים כחולים מבחוץ בלבד.
חפשו ורידים שניתן לראותם במקומות נוספים בגופכם.
5. הניחו שתי אצבעות על שורש כף היד, בצד הקרוב לאגודל. האם אתם חשים בדפיקות?
דפיקות אלו נובעות מהלחץ שמפעיל הדם הזורם בעורקים על הדפנות שלהם. העורקים עוברים בעומק הגוף ולא ניתן לראות אותם מבחוץ.
6. מדדו את הדופק של עצמכם.
ספרו את מספר הדפיקות ברבע דקה.
הכפילו פי 4 כדי לדעת כמה דפיקות היו בדקה אחת.
למספר הדפיקות בדקה קוראים דופק.
חלק ג: סיכום התצפיות
1. היכן נמצא הלב? כיצד גיליתם זאת?
2. אילו סוגים של צינורות יש ברשת כלי הדם? כיצד גיליתם זאת?
3. בעקבות התצפית שערכתם, מה עוד הייתם רוצים לדעת על הלב ועל כלי הדם?
נסחו שאלות בעזרת מילות שאלה, כגון: כיצד? מהו הקשר? מהי ההשפעה של...? מה משותף ל...? מהו ההבדל בין...?
חושבים מדע
התבוננתם בכלי הדם, חשתם את הדופק באצבעותיכם, הקשבתם לקולות הלב.
- באילו חושים נעזרתם?
- האם ניתן להסתפק בבדיקה על ידי החושים בלבד? נמקו את תשובתכם. רמז: מדוע חשוב להשתמש במסכת? השתמשו בשפת הטכנולוגיה (צורך, בעיה, פתרון טכנולוגי, הגברת יכולת).
*88*
מסע אל תוך מערכת הדם
אנחנו נושמים ללא הפסקה, אוכלים ושותים וגם מפרישים חומרי פסולת.
לאן מגיעים החמצן, המזון והמים שאנו קולטים לתוך גופנו?
היכן נוצרים חומרי הפסולת וכיצד הם מסולקים מן הגוף?
פעולתה של מערכת הדם מאפשרת להוביל את צורכי הקיום החיוניים - החמצן וחומרי המזון - אל כל תא ותא בגוף, ולסלק את חומרי הפסולת שנוצרו בתאים - פחמן דו-חמצני ועוד אל מחוץ לגוף. כיצד זה קורה?
פעולתה של מערכת הדם מתאפשרת הודות לשלושת רכיביה וליחסי הגומלין ביניהם: לב, כלי הדם והדם.
בתת פרק זה תכירו את שלושת מרכיבי מערכת הדם:
הלב: עמודים 88-93
כלי הדם: עמודים 94-96
הדם: עמודים 97-103
בטיחות!
את הפעילות יש לבצע עם כפפות, משקפי מגן ובשיער אסוף. יש לעשות שימוש זהיר בסכין החד פעמית.
הלב: פועם ללא הפסקה
אפשר לחוש ולשמוע את פעימות הלב, אך אין כמו מראה עיניים!
כדי להיטיב להכיר את הלב, נעזרו אנשים בניתוחים. גם אנו נוכל ללמוד על מראהו של הלב מתוך התבוננות בלב אמיתי - לב של תרנגול הודו.
משימה: מבנה הלב ופעולתו
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את מבנה לב האדם באמצעות תצפית על לב של תרנגול הודו.
- להציג בכתב או בציור את מבנה הלב.
- לתאר את ההתאמה בין מבנה הלב לבין תפקודו.
ציוד: לבבות של תרנגולי הודו, מגש, סכין חד פעמית לחיתוך, כפפות, מפיות נייר לניגוב, סינר חד פעמי
חלק א: מהו מבנה הלב?
מהלך התצפית
1. התבוננו בלב מבחוץ. מהי צורתו? מהו צבעו?
2. נסו לחוש את הלב באצבעותיכם. לחצו עליו בעדינות:
א. ממה לדעתכם בנוי הלב?
ב. שערו מה יש בתוכו? האם הוא מלא או חלול?
*89*
3. חתכו את הלב לרוחבו כפי שמתואר באיור. מה אתם רואים בתוך הלב?
(בספר איור של הלב, היעזרו במנחה)
4. היעזרו במידעון גודל ומבנה הלב (בעמוד הבא) ואתרו בלב של תרנגול ההודו את החלקים הבאים: שתי עליות, שני חדרים, מחיצה בין החדרים לעליות, מסתמים בין החדרים לעליות ובין החדרים לעורקים.
5. ציירו את מבנה הלב ואת צורתו. תארו בציור את מרכיבי הלב.
(בספר תמונה של ילדים מסתכלים על דגם)
תראו את המיקום שלו בגוף.
תראי את כלי הדם בלב.
*90*
מידעון: גודל ומבנה הלב
גודל הלב
לב אדם גודלו כגודל אגרוף.
אגרוף קטן - לב קטן,
אגרוף גדול...
אם תאגרפו את ידכם (תעשו אגרוף) תוכלו להעריך את גודל הלב שלכם.
מבנה הלב
הלב הוא איבר שרירי חלול.
בלב שני חלקים המופרדים במחיצה עבה: חלק שמאלי וחלק ימני.
בכל חלק יש שני חללים - עלייה וחדר.
בסך הכול בלב יש ארבעה חללים. חללים אלה מתמלאים בדם.
בין העלייה לבין החדר נמצא מסתם. המסתם מאפשר זרימה של דם רק לכיוון אחד - מן העלייה אל החדר.
(בספר איורים, היעזרו במנחה)
חלק ב: כיצד פועל הלב?
1. קראו את המידעון פעולת הלב שבעמוד הבא והשיבו: איזה מידע חדש על הלב למדתם בעקבות קריאת המידע?
2. הלב הוא איבר שמתכווץ ומתרפה ללא הפסקה.
א. מאיזה סוג תאים בנוי הלב? איזו תכונה יש לתאים אלה?
ב. מה הקשר בין תאים אלה לבין פעולת הלב?
ג. מה גורם ללב להתמלא בדם ומה גורם ללב להתרוקן מדם?
3. כיצד מותאם מבנה הלב לתפקודו? התייחסו להיבטים הבאים:
א. המבנה השרירי של הלב.
ב. החללים שבלב.
ג. עורקים וורידים.
*91*
מידעון: פעולת הלב
פעימות הלב שאנו שומעים בעזרת המסכת הן הקולות שמעידים על הפעולה של הלב. הלב מתכווץ ומתרפה, מתכווץ ומתרפה... ללא הפסקה.
מה מאפשר ללב להתכווץ ולהתרפות ללא הפסקה?
(בספר תמונה:)
תאי שריר הלב בהגדלה : כפי שנראים מבעד למיקרוסקופ
אבי העורקים, עורק הריאה
דופנות הלב בנויות מתאי שריר שמתכווצים ומתרפים ללא הפסקה. כאשר שריר הלב מתכווץ, דם נדחף מהלב אל העורקים ואז החללים (החדרים) שבלב מתרוקנים מדם.
כאשר שריר הלב מתרפה, דם נשאב ללב מהוורידים שבגופנו והחללים (העליות) שבלב מתמלאים בדם.
היודעים אתם ש...
חיישן למעקב אחר תפקוד הלב
חברה לטכנולוגיות רפואיות בישראל פתחה חיישן זעיר שמושתל בליבם של חולי לב במטרה לקבל תמונה מדויקת של תפקוד הלב, בכל זמן ובכל מצב, גם בהיות החולה בביתו. בעזרת הנתונים המדויקים המתקבלים יכולים רופאי הלב להתאים את הטיפול לחולה באופן מדויק.
כתבו: איזו חשיבות יש להמצאה זו?
מילון:
עורקים: כלי דם המובילים דם מהלב לגוף.
ורידים: כלי דם המובילים דם מהגוף לכיוון הלב.
*92*
היודעים אתם ש...
כיוון זרימת הדם בלב
הדם זורם בתוך הלב תמיד באותו כיוון - מהעליות, אל החדרים ומשם אל העורקים. הזרימה מהעליות אל החדרים מתאפשרת הודות להתכווצות מסודרת של שרירי הלב: התכווצות שרירי העליות מזרימה את הדם אל החדרים, והתכווצות שרירי החדרים מזרימה את הדם אל העורקים. כיוון הזרימה נשמר בזכות המסתמים שנמצאים בלב.
שני מסתמים נמצאים בין העליות לחדרים (מצד שמאל ומצד ימין של הלב) והם מאפשרים לדם לזרום רק מהעלייה לחדר ולא מהחדר לעלייה. שני מסתמים נוספים נמצאים בין החדרים לעורקים הגדולים היוצאים מהם והם מאפשרים לדם לזרום רק מהחדר לעורק ולא מהעורק לחדר.
כאשר העליות מתכווצות נפתחים המסתמים שבין העליות לחדרים וכך עובר דם מהעליות לחדרים. כאשר החדרים מתכווצים המסתמים נסגרים מיד והדם לא יכול לחזור אל העליות. בזמן שהחדרים מתכווצים, נפתחים המסתמים שבין החדרים לעורקים וכך עובר דם מהחדרים לעורקים.
מה מונע זרימה של דם בכיוון הפוך מהעורקים חזרה לחדרים? פשוט! המסתמים נסגרים מיד לאחר שהדם עובר מהחדרים לעורקים. הדם זורם בלב רק בכיוון אחד.
שאלות
1. איזה מרכיב בלב מבטיח שהדם יזרום רק בכיוון אחד?
2. באיזה כיוון זורם הדם בתוך הלב? פרטו את מסלול זרימת הדם.
3. תארו באיור הלב שציירתם במשימה מבנה הלב ופעולתו את מסלול זרימת הדם בלב. הוסיפו חיצים בכיוון המתאים.
אל הרשת (הרחבה)
- היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
- בחרו בכיתה ו.
- בחרו בנושא: גוף האדם ובריאותו.
- בחרו בפעילות זרימת הדם בלב.
- בצעו את הפעילויות הנלוות.
*93*
היודעים אתם ש... (העשרה)
לבבות של בעלי חיים
לדגים יש לב פשוט הדומה לצינור ומחולק לשני חללים: עלייה וחדר.
לדו-חיים (צפרדעים, קרפדות וסלמנלרות) ולזוחלים (לטאות, נחשים, צבים) יש לב בעל שלושה חללים: שתי עליות וחדר אחד.
לעופות וליונקים (כולל האדם) יש לב בעל ארבעה חללים: שתי עליות ושני חדרים.
*94*
כלי הדם
נוסף על הלב, מערכת הדם כוללת רשת מסועפת של כלי דם שבהם זורם הדם בגופנו.
כלי הדם נחלקים לשלושה סוגים: עורקים, ורידים ונימים.
עורקים הם כלי הדם שמובילים דם מן הלב אל הגוף - אל הריאות ואל כל איברי הגוף. העורקים מתפצלים לעורקיקים העוברים לאורך כל הגוף.
ורידים הם כלי דם שמובילים דם מן הגוף אל הלב - מן הריאות ומשאר איברי הגוף. הורידים מתפצלים לורידונים העוברים לאורך כל הגוף.
נימים הם כלי הדם הדקים ביותר. העורקיקים והורידונים מתפצלים לנימים.
איזה תפקוד יש לכל אחד מכלי הדם במערכת הדם?
משימה: הובלת חומרים במערכת הדם
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר את תהליך ההובלה וההעברה של חומרים בגוף.
- לתאר קשרים בין מערכות הגוף (קשר בין רכיבים).
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 96 התבוננו גם באיור המלווה את קטע המידע.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה)
הובלת חומרים במערכת הדם
חמצן ופחמן דו-חמצני - מאין ולאן?
אחד התפקודים המרכזיים של מערכת הדם הוא הובלה של חומרים כגון חמצן, מים, חומרי מזון ופסולת (פחמן דו-חמצני, מלחים) ממקום למקום בגוף. החמצן הנחוץ לתהליך הפקת האנרגיה בתאי הגוף נקלט מהסביבה החיצונית (אוויר). הפחמן הדו-חמצני שנוצר בתאי הגוף בתהליך הפקת האנרגיה נפלט אל הסביבה החיצונית (אוויר).
מערכת הנשימה ומערכת הדם פועלות בשיתוף פעולה בקליטת החמצן מהסביבה החיצונית אל הדם ובהובלתו אל תאי הגוף וכן בהובלת הפחמן הדו-חמצני שנוצר בתאים ובסילוקו אל מחוץ לגוף. כיצד זה קורה?
קליטת החמצן מהסביבה והובלתו לתאים
האוויר שנשאף ממלא את חללי נאדיות הריאה. החמצן (שבאוויר) שבנאדיות הריאה נקלט אל תוך נימי הדם. דם עשיר יחסית בחמצן ועני יחסית בפחמן דו-חמצני מובל מן הריאות באמצעות כלי הדם (ורידי הריאה) אל הלב ומן הלב באמצעות העורקים אל כל תאי הגוף.
הובלת פחמן דו-חמצני ופליטתו אל הסביבה
התאים קולטים את החמצן מהדם שבתוך נימי הדם ומשתמשים בו להפקת אנרגיה הדרושה לפעילות הגוף. כתוצאה מתהליך הפקת האנרגיה נוצר בתאים פחמן דו-חמצני (פסולת). הפחמן הדו-חמצני עובר מן התאים אל תוך נימי הדם ומנימי הדם לוורידים. דם עשיר יחסית בפחמן דו-חמצני ועני יחסית בחמצן זורם באמצעות הוורידים לכיוון הלב ומשם אל הריאות. הפחמן הדו-חמצני עובר מתוך הדם אל חללי הנאדיות ונפלט החוצה באוויר שאנו נושפים.
הובלת חומרים במערכת הדם
מקרא
1: עלייה שמאלית 2: עלייה ימנית 3: חדר שמאלי 4: חדר ימני
הובלת מים, חומרי מזון ופסולת
לצורך קיומו, גופנו זקוק לאספקת מים ולחומרי מזון וכן לסילוק חומרי פסולת שנוצרים בגוף.
המים וחומרי המזון נספגים ממערכת העיכול אל הדם ומובלים אל תאי הגוף. חומרי פסולת (לדוגמה: מלחים) שנוצרים בתאים עוברים אל הדם, מובלים אל מערכת ההפרשה (כליות, בלוטות זיעה) ומשם אל מחוץ לגוף.
*96*
שאלות
1. לפניכם משפטים שמתייחסים להובלת חמצן ופחמן דו-חמצני בגוף. חלק מהמשפטים אינו נכון. העתיקו את המשפטים הנכונים ותקנו את המשפטים שאינם נכונים.
א. הדם שמגיע מן הלב אל תאי הגוף באמצעות העורקים עני יחסית בחמצן ועשיר בפחמן דו-חמצני.
ב. הדם החוזר אל הריאות מן הלב עני יחסית בחמצן ועשיר בפחמן דו-חמצני.
ג. האוויר שאנו שואפים זהה לאוויר שאנו נושפים.
ד. האוויר שאנו שואפים מגיע לריאות ומשם החמצן עובר לנימי הדם ומובל לכל תאי הגוף.
2. לפניכם משפטים שמתייחסים להובלת מים, חומרי מזון ופסולת בגוף. חלק מהמשפטים אינו נכון. העתיקו את המשפטים הנכונים ותקנו את המשפטים שאינם נכונים.
א. פסולת (לדוגמה: מלחים) שנוצרת בתאים מגיעה אל מערכת ההפרשה באמצעות מערכת הדם.
ב. מים וחומרי מזון מובלים על ידי הדם ממערכת העיכול אל מערכת הנשימה.
ג. באספקת חומרי מזון, מים וחמצן משתתפת רק מערכת הדם.
ד. תאי הגוף קולטים מים וחומרי מזון שהגיעו באמצעות הדם ממערכת העיכול.
3. תארו את הקשר בין מערכות הגוף הבאות:
א. מערכת הנשימה ומערכת הדם.
ב. מערכת העיכול ומערכת הדם.
ג. מערכת ההפרשה ומערכת הדם.
חילוף חומרים (העשרה)
כיצד עוברים חומרים מן הדם אל הריאות ואל תאי הגוף וההיפך?
בתהליך העברת החומרים משתתפים כלי דם בעלי דופן דקה מאוד (עובי של תא) שנקראים נימים. חמצן, מים וחומרי מזון עוברים מהנימים אל תאי הגוף. פחמן דו-חמצני וחומרי פסולת נוספים עוברים מתאי הגוף אל הנימים. תהליך זה נקרא חילוף חומרים בתאים.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה)
חילוף חומרים מתרחש גם בריאות בין נימי הדם: חמצן עובר מנאדיות הריאה אל תוך הנימים ופחמן דו-חמצני עובר מהנימים אל נאדיות הריאה. תהליך זה נקרא חילוף גזים בריאות.
*97*
הדם
מהו הדם הזורם בעורקים, בנימים ובוורידים? ממה הוא מורכב? מהם תפקודיו?
משימה: הרכב הדם ותפקודו
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר את רכיבי הדם ואת תפקודיהם.
- לנתח נתונים של בדיקת דם ולהסיק מסקנות.
- להסביר את החשיבות של בדיקת דם לשמירה על הבריאות.
- לנסח טיעון משכנע.
(בספר תרשים:) 55 אחוז פלסמה, 45 אחוז תאים
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 99.
הרכב הדם ותפקודו
הדם מורכב מנוזל דם ותאי דם.
נוזל הדם נקרא פלסמת הדם. פלסמת הדם מורכבת ממים שבהם מומסים חומרים שונים כגון רכיבי מזון, מלחים, חלבונים שנוצרו בגוף ועוד. צבע הנוזל הוא צהבהב-שקוף. בתוך הנוזל נמצאים תאי הדם. מבחינים בשלושה סוגים של תאי הדם.
תאי דם אדומים: לתאי הדם האדומים יש צורה של דיסקית שטוחה. תאי הדם האדומים מכילים המוגלובין, שהוא חלבון שקושר חמצן שמגיע לנימי הריאות ומעבירים אותו לתאי הגוף. החמצן נקשר לברזל שמצוי בתוך חלבון שנקרא המוגלובין. מספר תאי הדם האדומים הוא עצום, כ-5 מיליון בכל ממ''ק (מילימטר מעוקב) דם. כמות תאי הדם האדומים בדם שלנו וכמות ההמוגלובין שבו משפיעות על ההרגשה שלנו ועל בריאותנו. כאשר מספר תאי הדם האדומים נמוך וכמות ההמוגלובין שבדם קטנה, נפגעת הובלת החמצן בגוף. מצב כזה נקרא חוסר דם או אנמיה. הסובלים מאנמיה נראים חיוורים ומרגישים חולשה, עייפות, כאב ראש, סחרחורת וחוסר תיאבון.
תאי דם לבנים: תאי הדם הלבנים שונים מאוד בצורתם מתאי הדם האדומים, הם גדולים יותר ויש להם גרעין בולט. בכל ממ"ק יש רק כ-6,000 עד 9,000 תאי דם לבנים. הם נלחמים בגורמי מחלה כגון חיידקים או נגיפים (וירוסים) שחדרו לגוף. כאשר מספר תאי הדם הלבנים עולה זה סימן לכך שבגוף יש זיהום חיידקי או נגיפי.
*98*
טסיות הדם: טסיות הדם הן שברי תאים קטנטנים. מספרן 400,000 בכל ממ"ק של דם. בשעת פגיעה בכלי דם, טסיות הדם מייצרות קרישי דם שחוסמים את הפתח בכלי הדם שנפגע, וכך עוצרים את הדימום שנוצר. אם מספר טסיות הדם בדם יורד, יש סכנה של איבוד דם בגלל דימומים מוגברים מכלי הדם.
(בספר איורים:) תאי דם לבנים, תאי דם אדומים, טסיות דם
ספירת דם
תאי הדם האדומים, תאי הדם הלבנים וטסיות הדם נוצרים כל הזמן בתוך העצמות שבגוף, במח העצמות. כדי לבדוק אם בדם שלנו יש כמות מתאימה של תאי דם צריך לערוך בדיקה הנקראת ספירת דם. בבדיקה זו לוקחים מאתנו כמות קטנה ומדודה של דם, סופרים את הסוגים השונים של תאי הדם ומודדים את כמות ההמוגלובין. ספירת תאי הדם האדומים והתאים האחרים שבדם נותנת בידי הרופאים מידע רב על מצב הבריאות שלנו ומאפשרת להם לבחור עבורנו את הטיפול המתאים.
(בספר תמונה:) הדמיה של דם כפי שהוא נראה מבעד למיקרוסקופ
מילון:
ממ"ק: מילימטר מעוקב הוא יחידת נפח. קובייה שאורך המקצוע שלה הוא 1 מילימטר אחד היא בעלת נפח של מילימטר מעוקב אחד. בנפח של ליטר אחד (כמו בקרטון חלב) יש מיליון מילימטרים מעוקבים.
מח עצמות: החלק הספוגי של העצם, ובו נוצרים תאי הדם - תאי דם אדומים, תאי דם לבנים וטסיות דם.
*99*
שאלות
1. שרטטו טבלה (ראו דוגמה) וארגנו בה מידע על שלושת סוגי תאי הדם.
(בספר איור:)
טבלה לארגון מידע: מאפיינים של תאי דם
מאפיינים/סוג תאי הדם, תאי דם אדומים, תאי דם לבנים, טסיות דם
מראה התא, --, --, --
תפקוד התא, --, --, --
מספר התאים בממ"ק של דם, --, --, --
2. אילו רכיבים בדם מאפשרים את הובלת החמצן לתאי הגוף? השתמשו בתשובתכם במושגים: תא דם אדום, ברזל, המוגלובין, דם.
3. כיצד משפיעה ירידה במספר תאי הדם האדומים על הובלת החמצן בגוף? מדוע חוסר דם (אנמיה) גורם להרגשת חולשה ולחיוורון?
4. כשאנחנו מאבדים כמות קטנה של דם, כמו למשל בבדיקת דם, חוזר מספר תאי הדם האדומים לאחר זמן קצר למצב הרגיל. הסבירו כיצד זה קורה?
5. הסבירו על מה מצביעה כל אחת מתוצאות ספירת דם:
א. עלייה במספר תאי הדם הלבנים.
ב. ירידה במספר טסיות הדם.
ג. ירידה בכמות ההמוגלובין.
6. מדוע חשוב להכיר את המאפיינים של תאי הדם השונים?
היודעים אתם ש... (העשרה)
מזרק מיוחד ללקיחת דם מפגים
תינוקות פגים סובלים לעתים מאנמיה. ממציאים ישראלים פתחו מזרק מיוחד ללקיחת דם לבדיקות מהפגים. המזרק מאפשר החזרת כדוריות הדם האדומות לדמם של הפגים.
כתבו: איזו חשיבות יש להמצאה זו?
*100*
7. עיינו בטופס בדיקת הדם שלפניכם והשיבו על השאלות.
שם הנבדקת: מילי קמילי
(בספר איור:)
סוג תא, טווח נורמלי, כמות
תאי דם אדומים, 3.90-5.40, 4.85 מיליון לממ"ק
המוגלובין, 12.00-16.00, 14.30 גרם לדציליטר
תאי דם לבנים, 4.00-12.00, 8.10 אלף לממ"ק
טסיות דם, 150.00-400.00, 295.00 אלף לממ"ק
ממ"ק: מילימטר מעקב
א. מהו מספר תאי הדם האדומים של הנבדקת? האם מספר זה הוא בטווח הנורמלי?
ב. מהי כמות ההמוגלובין של הנבדקת? האם כמות ההמוגלובין תקינה? האם הנבדקת סובלת מאנמיה?
ג. מהו מספר תאי הדם הלבנים של הנבדקת? האם מספר זה הוא בטווח הנורמלי? האם הנבדקת סובלת מזיהום?
ד. אם הנבדקת הייתה סובלת מזיהום, היכן היה מופיע הסימון של מספר תאי הדם הלבנים ביחס לטווח?
ה. מהו מספר טסיות הדם? האם מספר זה הוא בטווח הנורמלי?
ו. הסיקו: מה אפשר ללמוד מתוצאות הבדיקה על בריאות הנבדקת?
8. האם, לדעתכם, צריכים הרופא, האחות או ההורים לפטור ילדים שמפחדים מבדיקת דם מלעשות את הבדיקה, או שעליהם לשכנע אותם? נמקו את תשובתכם. נסחו טיעון משכנע (טענה+נימוקים).
9. כיצד הייתם משכנעים אח או אחות קטנים, שחוששים מבדיקת דם, לעבור את הבדיקה? נסחו טיעון משכנע (טענה+נימוקים).
(בספר שתי תמונות:)
(הילדה אומרת:) בדיקת דם עשיתם - על בריאותכם שמרתם!
*101*
תרומת דם: מצילה חיים
לעתים, כמו במקרה של מלחמה או אסון, ישנם נפגעים רבים ויש צורך בכמות גדולה של מנות דם בבת אחת. (במנת דם אחת כ-450 סמ"ק דם). לכן התעורר הצורך להקים מאגר של דם שנקרא בנק דם. הדם בבנק הדם משמש לערויי דם לאנשים הזקוקים לכך ולהכנת תרופות לחולים שיש להם בעיה בקרישת הדם.
הדם לבנק הדם מתקבל מאנשים התורמים דם כדי להציל אנשים אחרים, ולהבטיח גם לעצמם מנת דם בעת הצורך. הדם שנתרם נבדק כדי לוודא שהוא נקי ממחלות.
חשוב מאוד לתרום דם ולשמור על מלאי של מנות דם בבנק הדם. יש תקופות שבהן מלאי מנות הדם בבנק הדם הולך ואוזל, ויש חשש שבשעת חירום לא יהיו מספיק מנות דם. במצבים כאלה יוצא בנק הדם בקריאה דחופה לציבור לבוא ולתרום הדם.
משימה: עמדות והרגלים ביחס לתרומת דם
בעקבות המשימה - נדע...
- לחקור עמדות והרגלים של אנשים ביחס לתרומת דם באמצעות שאלונים וראיונות (חקר מידעני).
- להסיק מסקנות ולהציע הצעות לשכנוע אנשים לתרום דם.
- להשתמש בכלים מתוקשבים לאיסוף מידע ולעיבודו.
במשימה תערכו חקר מידעני שמטרתו לבדוק את העמדות ואת ההרגלים של אנשים מבוגרים ביחס לתרומת דם בעזרת שאלון עמדות וראיון אישי.
מהלך החקר המידעני
חלק א: אוספים נתונים
חלק ב: מעבדים נתונים
חלק ג: מסיקים מסקנות ומתכננים דרכי פעולה
מילון:
ערוי דם: הכנסת דם מתורם זר אל תוך הווריד של אדם הזקוק לתרומה.
תהליך חקר מידעני: זהו תהליך חקר שמבוסס על איסוף ועל עיבוד מידע בעזרת כלים כמו סקרים, ראיונות, מסמכים ועוד (ולא באמצעות ניסוי ותצפית מדעית).
עמדה: היחס של האדם כלפי משהו (בעד/נגד).
הרגל: התנהגות שהוטמעה ומתבצעת באופן אוטומטי.
*102*
חלק א: אוספים נתונים
בחלק זה תאספו נתונים על עמדות ועל הרגלים של אנשים ביחס לתרומת דם בעזרת שאלון וראיון אישי.
1. את העמדות של האנשים ביחס לתרומת דם תבדקו באמצעות שאלון מקוון ברשת האינטרנט.
א. לפניכם דוגמה לשאלון עמדות ביחס לתרומת דם. תוכלו להשתמש בשאלון הזה ולהוסיף היגדים משלכם.
ב. היעזרו במורה והכינו שאלון עמדות בטופס מקוון.
ג. שלחו קישור ל-15 מבוגרים לפחות ובקשו מהם להשיב על השאלון.
שאלון עמדות ביחס לתרומת דם
סמנו לגבי כל משפט באיזו מידה אתם מסכימים עם הנאמר בו.
(בספר שתי תמונות:)
עמדות לגבי תרומות דם, אינני מסכימ/ה, מסכימ/ה בקושי, מסכימ/ה, מסכימ/ה מאוד
תרומת דם חשובה להצלת חיים, --, --, --, --
כל אדם חייב לתרום דם, --, --, --, --
צריך לחייב בחוק אנשים לתרום דם, --, --, --, --
2. את ההרגלים של תרומת דם תבדקו בעזרת ראיון של חמישה מבוגרים שענו על השאלון בחלק א. לפניכם דוגמאות של שאלות. תוכלו להוסיף שאלות משלכם. השאלות שתוסיפו צריכות להיות בהתאמה למטרת הראיון- ההרגלים של תרומת דם.
א. מתי תרמתם דם אי פעם?
ב. האם אתם תורמים דם באופן קבוע?
אם כן, בכל כמה זמן?
אם אף פעם לא תרמתם דם, מה הסיבה לכך?
חלק ב: מעבדים נתונים
בחלק זה תעבדו נתונים על עמדות ועל הרגלים של אנשים ביחס לתרומת דם.
1. עמדות של אנשים ביחס לתרומת דם
היעזרו במורה, היכנסו לטופס המקוון וקראו את הגרפים המתייחסים לעמדות של אנשים לכל אחד מההיגדים.
דוגמה: עמדה להיגד "תרומת דם חשובה להצלת חיים".
א. כמה אנשים הביעו עמדה חיובית ביחס להיגד? (מסכימ/ה ומסכימ/ה מאוד)
ב. כמה אנשים הביעו עמדה שלילית ביחס להיגד? (מסכימ/ה בקושי, אינני מסכימ/ה)
ג. איזו מסקנה אפשר להסיק מהנתונים שבגרף?
2. הרגלים של אנשים לתרום דם
היעזרו במורה ועבדו את הנתונים שאספתם בריאיון.
א. כמה מהנשאלים תרמו דם אי פעם? (היגד א)
ב. כמה מהנשאלים תורמים דם בקביעות? (היגד ב)
ג. מהן הסיבות לכך שאנשים אינם תורמים דם?
ד. אילו סיבות מביאות בדרך כלל אנשים לתרום דם?
חלק ג: מסיקים מסקנות ומתכננים דרכי פעולה
הסיקו מסקנות בעקבות הנתונים שעיבדתם.
1. האם היה הבדל במספר האנשים שהם בעד תרומת דם (עמדות) אך בפועל לא תורמים דם (הרגלים)? כיצד תוכלו להסביר את ההבדל?
2. האם היה הבדל במספר האנשים שהם נגד תרומת דם (עמדות) אך בפועל הם כן תורמים דם (הרגלים)?
כיצד תוכלו להסביר את ההבדל?
3. בהתאם למסקנות שהסקתם ציינו אילו עמדות ואילו הרגלים כלפי תרומת דם יש לשנות.
4. תכננו דרכי פעולה שמטרתן לשכנע אנשים לתרום דם.
שומרים על בריאות הלב וכלי הדם
מחלות לב וכלי דם פוגעות באנשים רבים, בעיקר בגיל מבוגר. מחלות לב וכלי דם פוגעות באיכות חייהם של הסובלים מהן ומסכנות את חייהם. מה גורם למחלות אלה וכיצד אפשר למנוע אותן כבר בגיל צעיר?
*104*
משימה: מחלות לב: קשה לרפא - קל למנוע!
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר את מחלת הלב - טרשת עורקים.
- להסביר את הקשר בין אורח חיים לבין מחלת טרשת העורקים.
- להסביר את הקשר בין מחלת טרשת העורקים לבין התקף לב.
- לנסח כללים למניעת מחלות לב.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מחלות לב: קשה לרפא - קל למנוע!
מחלה הגורמת לסתימת עורקים נקראת טרשת עורקים. במחלה זו נסתם בהדרגה חלל העורקים מחומרים ששקעו על הדופן הפנימית שלהם (למשל, מלחי סידן וחומר שומני הקרוי כולסטרול). הסתימה יכולה להפריע לזרימה של הדם ולהפסיק את זרימתו.
תהליך הסתימה של העורקים הוא הסיבה לרוב מחלות הלב, שהן גורם התמותה מספר אחת בעולם המערבי. אם העורק שמספק דם לשריר הלב חסום, מקצת תאי שריר הלב לא יקבלו את החמצן ואת המזון הדרושים לפעילות הלב. למצב הזה קוראים התקף לב. התקף הלב עלול לגרום להפסקה של פעולת הלב ואף למוות.
(בספר תמונה:) מודדים קצב לב בעזרת חיישן.
צילום אולטרסאונד של חלל העורק - הדופן הפנימית החסומה מודגשת בירוק.
(בספר תמונה:) מודדים קצב לב בעזרת חיישן.
תמונה 1 - עורק חסום
(בספר תמונה:) מודדים קצב לב בעזרת חיישן.
תמונה 2 - עורק בריא
במחקרים רבים נמצא קשר הדוק בין אורח חיים ובין הסיכוי לחלות במחלות לב. הרגלי חיים כגון: עישון, חוסר פעילות גופנית, תזונה עשירה בכולסטרול, השמנת יתר וחיים בלחץ נפשי מתמיד, תורמים להתפתחות מחלות לב.
מילון:
כולסטרול: חומר שומני, הנמצא במזון עשיר בשומן שמקורו בבעלי חיים: חמאה, בשר אדום שמן, גבינות, ביצים, שמנת.
צילום אולטרסאונד: טכנולוגיה להדמיה רפואית שמספקת תמונה של רקמות בגוף באמצעות שימוש בגלי קול בתדירויות שגבוהות מסף השמיעה של בני האדם.
*105*
מחלות לב פורצות בדרך כלל בגיל מבוגר אך ניתן למנוע אותן בגיל צעיר אם מאמצים התנהגויות מקדמות בריאות:
- לא מעשנים ומשתדלים להתרחק מסביבת מעשנים.
- מקפידים על תזונה נכונה (להמעיט באכילת בשר שמן, למשל).
- מרבים בפעילות גופנית.
- מפחיתים לחצים נפשיים.
- שומרים על משקל תקין.
שאלות
1 . מה הקשר בין מחלת טרשת העורקים להתקף לב?
2. מה הקשר בין אורח החיים שאדם מקיים למחלת טרשת העורקים?
3. מה אתם עושים כדי למנוע מחלות לב בעתיד? הסבירו.
4. מה אתם לא עושים כדי למנוע מחלות לב בעתיד? מדוע?
5. הכינו עלון הסברה ובו כללים לשמירה על בריאות הלב. התייחסו לנקודות כגון:
- גורמים למחלות לב.
- התנהגויות שחשוב לאמץ למניעת מחלות לב ולקידום הבריאות.
משימה: מה הקשר בין כושר גופני לבין קצב הלב?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- למדוד קצב לב.
- להסיק מסקנות אודות הקשר שבין כושר גופני לבין קצב הלב.
- לקרוא נתונים מטבלה ולהסיק מסקנות.
ציוד: מסכת, חישני דופק לב (אם יש), שעון עם שניות
במשימה שני חלקים:
חלק א: מודדים קצב לב
חלק ב: מה הקשר בין כושר גופני לבין קצב לב?
חלק א: מודדים קצב לב
בחלק זה תתנסו במדידת קצב הלב.
קצב הלב הוא מספר פעימות הלב בדקה. כיצד מחשבים את קצב הלב? סופרים את מספר פעימות הלב במשך חצי דקה, ואחר כך מכפילים את התוצאה ב-2 כדי לקבל את מספר פעימות הלב בדקה אחת.
*106*
1. היעזרו בשעון וספרו את פעימות הלב שלכם במשך דקה.
אפשר למדוד קצב לב באמצעות:
- שימוש במסכת לספירת פעימות הלב.
- ספירת דופק בשורש כף היד.
- שימוש בחיישן למדידת קצב לב.
א. חזרו על המדידה לפחות שלוש פעמים וחשבו ממוצע.
ב. השוו בין קצב הלב שלכם לבין קצב הלב של חבריכם בקבוצה. מה גיליתם?
ג. שערו: מהו ההסבר לממצאים? מהי הסיבה להבדלים בקצב הלב של חברי הקבוצה?
2. אם יש בכיתה חיישן למדידת קצב לב, הפעילו אותו בהתאם להוראות היצרן ופעלו לפי ההנחיות הבאות:
א. חברו את חיישן קצב הלב לתנוך האוזן או לאצבע והפעילו את החיישן לשתי דקות.
ב. תנו למחשב הוראה להציג את נתוני המדידה באמצעות גרף והשיבו:
- מה מראה הגרף?
- מה מראה הציר האנכי? מה מראה הציר האופקי?
- מה אפשר ללמוד על קצב הלב שלכם מקריאת הגרף?
חלק ב: מה הקשר בין כושר גופני לבין קצב לב?
בחלק זה תנתחו נתונים מתוך טבלה ותסיקו מסקנה אודות הקשר בין כושר גופני לקצב לב.
קראו את סיפור המקרה שבעמוד הבא והשיבו על השאלות.
(בספר תמונה:) מודדים קצב לב בעזרת חיישן.
מילון:
חיישן: חיישן הוא גלאי זעיר שקולט נתונים מן הסביבה ומעביר אותם לאוגר נתונים במחשב. המחשב מעבד את הנתונים ומספק לנו מידע בצורת טבלה וגרף. קיימים סוגים שונים של חיישנים: חיישן טמפרטורה, חיישן אור, חיישן רעש וגם חיישן שאוסף נתונים על קצב הלב.
*107*
סיפור המקרה: מי בכושר?
נועם היא שחקנית כדורסל. היא מתאמנת ארבע פעמים בשבוע; שעתיים בכל אימון.
איה מתעניינת במחשבים. היא מבלה את רוב היום מול מסך המחשב.
אלונה רוקדת פעמיים בשבוע במסגרת חוג.
אלונה לומדת עם נועם ואיה בכיתה ו. משקל הגוף של שלושתן דומה.
נועם, איה ואלונה בדקו את קצב הלב שלהן במנוחה ולאחר שביצעו פעילות גופנית מאומצת זהה. הנתונים מוצגים בטבלה שלפניכם.
טבלה לארגון מידע: קצב הלב במנוחה ולאחר פעילות גופנית
(בספר איור:)
שם הילדה/נתונים, קצב הלב במצב מנוחה, קצב הלב לאחר פעילות גופנית, בכמה עלה קצב הלב?
נועם, 60 פעמים בדקה, 90 פעמים בדקה, --
איה, 72 פעמים בדקה, 132 פעמים בדקה, --
אלונה, 64 פעמים בדקה, 104 פעמים בדקה, --
שאלות
1. מה קרה לקצב הלב של כל הילדות במצב של מאמץ גופני?
2. חשבו בכמה עלה קצב הלב אצל כל אחת מהן?
3. הסבירו מדוע קצב הלב עולה במצב של מאמץ גופני?
4. מהו ההבדל בין קצב הלב של נועם, אלונה ואיה במצב מנוחה?
5. מהו ההבדל בין קצב הלב של נועם, אלונה ואיה בעקבות המאמץ הגופני? כיצד תוכלו להסביר את ההבדלים הללו? העזרו בסיפור המקרה: מי בכושר?
6. לאור תשובותיכם לשאלות 1-5 הסיקו מסקנה: האם יש קשר בין העלייה של קצב הלב בעקבות מאמץ גופני לבין רמת הכושר הגופני?
7. על סמך תשובתכם לשאלות 5-6 שערו: מהי רמת הכושר הגופני של נועם בהשוואה לחברותיה? על מה מבוססת ההשערה שלכם? נמקו.
כאשר אנו עוסקים בפעילות גופנית באופן קבוע, הלב גדל ומתחזק ומזרים דם רב יותר אל הגוף בכל פעימה. כתוצאה מכך, הלב יכול להזרים את כל כמות הדם הנדרשת אל התאים, גם כשהוא פועם לאט יותר ומתאמץ פחות. אנשים העוסקים בפעילות גופנית באופן קבוע הם בעלי כושר גופני גבוה.
*108*
שיתוף פעולה בין מערכות הגוף
כאשר אנו הולכים, רצים או קוראים ספר, מערכות ואיברים שונים בגופנו משתפים פעולה ביניהם. למשל, כאשר אנחנו רצים, שרירי הרגליים והידיים שלנו מגבירים את פעולתם, מערכות הנשימה והדם מגבירות את קצב פעולתן וכך הגוף מקבל את כמות החמצן הדרושה לו לבצע את פעולת הריצה.
(בספר איור:)
(הילדה אומרת:) כיצד מתבצע שיתוף הפעולה בין המערכות בגופנו?
(הילד אומר:) איזו מערכת בגופנו מפקחת ומתאמת בין הפעולות של כל המערכות?
משימה: פועלים בשיתוף פעולה
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להביא דוגמאות לשיתוף פעולה בין מערכות הגוף
- להסביר מדוע חשוב שיתוף פעולה זה.
הנחיות
1. התבוננו בחבר/ה - מה הוא/היא עושה כרגע?
א. דמיינו מה מתרחש כרגע בתוך גופו או גופה. האם מערכת הנשימה פועלת כרגע?
ב. אם כן, מה מתרחש בה? האם הלב פועל כרגע? מה קורה בו?
ג. האם הדם זורם כרגע? מהיכן ולאן הוא זורם?
2. האם יש קשר בין מה שקורה במערכת הנשימה ובין מערכת הדם? אם כן, תארו את הקשר.
3. האם יש קשר בין מערכת העיכול לבין מערכת הדם? אם כן, תארו את הקשר.
4. קראו את סיפור המקרה עמרי משחק כדורגל (בעמוד הבא) והשיבו על השאלות הבאות:
א. אילו איברים מאפשרים לעמרי לשחק כדורגל?
ב. לאיזו מערכת בגוף שייך כל איבר?
ג. איזה תפקיד עיקרי יש לכל אחת מהמערכות הללו?
ד. כיצד תושפע היכולת של עמרי לרוץ אחר הכדור אם אחד האיברים ייפגע? הסבירו בעזרת דוגמאות.
ה. הסבירו: מדוע חשוב שיתוף הפעולה בין המערכות בגוף?
*109*
סיפור מקרה: עמרי משחק כדורגל
עמרי משחק כדורגל. נתבונן בו. הוא עוקב בעיניו אחר הכדור. הוא רואה את הכדור.
המוח שלו מעבד מידע היכן נמצא הכדור ברגע זה וגם היכן יימצא הכדור בעוד כמה זמן, בסוף המסלול.
המוח של עמרי פוקד על השרירים להתכווץ ולהתרפות. כך יכול עמרי לרוץ לעבר הכדור, הוא רץ מהר.
לבו של עמרי פועל בקצב מהיר יותר, הדופק שלו עולה. כך מגיע הדם מהר יותר לכל חלקי הגוף. כך יכולים תאי השריר להפיק כמות גדולה יותר של אנרגיה מהמזון ומהחמצן שמגיעים אליהם בזרם הדם.
עמרי נושם בקצב מהיר יותר.
ריאותיו של עמרי מתמלאות ומתרוקנות מאוויר בקצב מהיר יותר. כך יותר חמצן עובר מנאדיות הריאה אל הדם.
עורו של עמרי נעשה אדום כי דם רב זורם לעור שלו, נימי הדם שלו מתרחבים. כך גופו פולט חום. מהעור של עמרי נפלטת גם זיעה רבה. כשהזיעה מתאדה היא גורמת לאיבוד חום מהגוף וכך הגוף מתקרר.
כמות דם גדולה יותר זורמת לשרירים. כך פחות דם זורם למקומות שבהם הוא לא כל כך נחוץ כרגע - למשל, למערכת העיכול ולמערכת השתן.
מה מאפשר לעמרי לרוץ מהר, לכוון את רגלו אל הכדור ולבעוט... גול!
בכל פעולה שלנו פועל הגוף בתיאום מופלא!
*110*
בפרק זה למדנו ש...
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:
- -- -- מורכבת מהלב, מכלי הדם ומהדם.
- כלי הדם הם העורקים, הנימים והוורידים.
- -- בנוי מעלייה וחדר שמאליים, מעלייה וחדר ימניים, ממחיצה וממסתמים.
- הלב הוא -- שמתכווץ ומתרפה. הלב מזרים את הדם בכלי הדם.
- -- מורכב מנוזל הדם (פלסמת הדם) ומתאי הדם האדומים, תאי הדם הלבנים והטסיות.
- הדם מוביל -- ממקום למקום בגוף ונלחם בגורמי מחלה.
- בדיקת דם מלמדת על מצבו הבריאותי של האדם.
- שמירה על אורח חיים בריא מקדמת את בריאות -- וכלי הדם.
- -- -- בין המערכות בגוף חשוב לתפקוד תקין של הגוף.
מיומנויות שהפעלנו...
- תיארנו תהליכים בתרשים.
- הסברנו קשרים בין רכיבים.
- אירגנו מידע בטבלה והסקנו מסקנות.
- ביצענו תצפיות ומדידות להיכרות עם תופעות.
- ערכנו תהליך חקר מידעני באמצעות שאלונים וראיונות.
- אספנו ועיבדנו מידע בכלים מתוקשבים.
*111*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. במה דומה מערכת בגוף האדם למערכת טכנולוגית ובמה היא שונה ממנה? פעלו לפי ההנחיות הבאות:
א. השלימו בטבלה את המידע המתאים אודות כל סוג מערכת.
ב. במה דומות שתי המערכות זו לזו?
ג. במה שונות שתי המערכות זו מזו?
ד. מה למדתם מההשוואה?
ה. תנו כותרת לטבלה.
(בספר איור:)
מאפיינים/סוג המערכת, מערכת הנשימה (דוגמה), מערכת "מצנם" (דוגמה)
איברים/רכיבים, --, --
תפקוד/מטרה, --, --
שיתוף פעולה בין האיברים/הרכיבים, --, --
קלט מידע, --, --
קלט חומרים, --, --
פלט חומרים, --, --
אחר, --, --
2. הדם מוביל חומרים אל התאים ומסלק מהם חומרים.
תנו שתי דוגמאות לחומרים שהדם מוביל אל התאים ושתי דוגמאות לחומרים שהדם מסלק מהתאים.
3. כיצד יושפע גופנו אם:
א. מספר תאי הדם האדומים ירד.
ב. מספר תאי הדם הלבנים ירד.
ג. מספר טסיות הדם ירד.
4. ענת חלשה כל הזמן. אומרים לה שהיא חיוורת ופעם אחת היא גם התעלפה. אילו בדיקות ענת צריכה לעשות כדי לגלות מה יש לה?
5. מה קורה בגוף בזמן האכילה?
א. כתבו את שמות האיברים המשתתפים בפעולת האכילה.
ב. ציינו לאיזו מערכת בגוף שייך כל אחד מהאיברים.
ג. ציינו מהו התפקוד של כל אחד מהאיברים והמערכות בפעולת האכילה.
ד. הסבירו כיצד תושפע פעולת האכילה אם אחד האיברים ייפגע.
*112*
*112*
יש שריפה!
השריפה בשדה הקוצים החלה בשעה 17:00 בקירוב. להבות גבוהות נראו, הורגש ריח חזק של קוצים נשרפים, רעש של שריפה מתפשטת נשמע, והחום הרב של הלהבות הורגש היטב.
הידיעות על השריפה התפשטו בכל השכונה. אנשים רבים החלו להתקהל.
כתבנו העביר אלינו עדויות אחדות מפי אנשים שנכחו באירוע.
איזה מידע אנו קולטים מן הסביבה, כיצד אנו קולטים אותו ומהי חשיבותו לתפקוד הגוף?
(ילד אומר:) ראיתי את הלהבות ומיד הבנתי שהקוצים בשדה הסמוך בוערים והחלטתי לרוץ הנה.
(ילדה אומרת:) ישבתי בצל העץ שקועה בקריאת ספר. פתאום שמעתי רעש שהזכיר לי את הרעשים שנשמעים בשריפה. הרעשים האלה עוררו בי פחד ודאגה. הרחתי ריח של עשן. קמתי במהירות לבדוק מה קורה.
(ילדה אומרת:) ראיתי מרחוק כמה קוצים בוערים. בתוך דקות ראיתי שהאש מתפשטת לכיוון הבתים. הרגשתי שהאש מסוכנת והתקשרתי מיד מהטלפון הנייד שלי למכבי האש.
*113*
בעקבות הלמידה - נדע...
- להסביר את חשיבותה של מערכת העצבים לתפקוד הגוף.
- לתאר את אברי מערכת העצבים ואת תפקודם.
- לנתח אירועים של גירוי ותגובה בגופנו.
- להסביר את חשיבות התקשורת בין האדם ובעלי החיים לבין סביבתם.
מושגים שנלמד
- תקשורת עם הסביבה.
- מערכת העצבים: עצבים, איברי חוש (הכוללים תאי חישה), מוח.
- קליטת גירוי, דחף עצבי, עיבוד מידע במוח, תגובה.
- סביבה חיצונית, סביבה פנימית.
מיומנויות שנפעיל
- לעבד מידע מתוך קטעי מידע.
- לנתח אירועים ולהסיק מסקנות.
- לארגן מידע בטבלה ולהסיק מסקנות.
- לזהות רכיבים וקשרים.
*114*
גופנו בפעולה
הגוף שלנו פועל ללא הפסקה כל ימי חיינו, בשעה שאנחנו ערים וגם בשעה שאנחנו ישנים. גופנו מבצע פעולות שנראות לעין כמו, למשל, תנועה של איברי גוף, אכילת מזון, נשימה, הזעה ועוד. בתוך גופנו מתרחשות גם פעולות שאינן נראות לעין כמו, למשל, זרימת הדם בגוף, פעולות חשיבה, פעולת הלב, עיכול מזון ועוד.
מה מתרחש בגופנו בשעת ביצוע פעולות?
משימה: מה פועל בגופי כעת?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר פעולות שמתרחשות בגופנו הודות לשיתוף פעולה בין מערכות הגוף.
הנחיות
1. לפניכם אמירות של ילדים. לכל אחת מהאמירות כתבו האם היא נכונה או לא נכונה והסבירו את תשובתכם.
א. כשאני נושף אוויר - רק הריאות שלי פועלות.
ב. כולי נוטפת זיעה בעקבות הריצה. גם הריאות, הלב, המוח וכל האיברים פועלים בגופי עכשיו.
ג. תראו איך השריר שלי מתכווץ! - רק השריר שלי פועל כעת.
ד. כשאנחנו ישנים, גם הלב והדם, הריאות, השרירים והקיבה "ישנים".
גופנו פועל ללא הפסקה הודות לשיתוף פעולה שבין מערכות גוף, כגון: מערכת הדם, מערכת השלד והשרירים (תנועה), מערכת הנשימה, מערכת העיכול ומערכת ההפרשה (כליות ועור). הודות לשיתוף הפעולה בין המערכות השונות, גופנו יכול לבצע מגוון רחב של פעולות, לתפקד היטב ולהרגיש טוב.
מה מאפשר שיתוף פעולה בין מערכות הגוף?
2. אפשר לדמות את שיתוף הפעולה בין מערכות הגוף לכלי נגינה שמנגנים יחדיו בתזמורת. לכל כלי נגינה יש צורה שונה, כל כלי מפיק צליל שונה, אך יחד הם מפיקים מנגינות נפלאות בעזרת המנצח של התזמורת.
א. אילו תפקידים יש למנצח/ת בתזמורת?
ב. שערו: מי לדעתכם הוא "המנצח" בגופנו?
*115*
מערכת העצבים בפעולה
אילו יכולנו להתבונן בעינינו פנימה אל תוך הגוף, היינו מבחינים במערכת מופלאה - זוהי מערכת העצבים. מערכת העצבים היא "רשת התקשורת" של הגוף והיא כוללת שלושה חלקים: מוח (נמצא בגולגולת), חוט שדרה (נמצא בעמוד השדרה) ורשת של סיבי עצבים שמקשרת בין המוח וחוט השדרה לבין כל חלקי הגוף.
הודות לשיתוף הפעולה בין שלושת החלקים האלה, גופנו יכול לקלוט גירויים מן הסביבה החיצונית ומן הסביבה הפנימית, לעבד את המידע ולהעביר מידע (פקודות) לתגובה למערכות ולאיברים המתאימים.
(בספר איור:)
(הילדה אומרת:) היכן מתרחשות בגוף שלי פעולות של קליטת גירויים, עיבוד המידע ויצירת תגובה?
(הילד אומר:) וכיצד זה קורה?
במערכת העצבים מתרחשות שלוש פעולות מרכזיות:
- פעולה ראשונה: קליטת גירויים והעברת מידע למוח: עמודים 116-117.
- פעולה שנייה: עיבוד מידע במוח: עמודים 117-118.
- פעולה שלישית: תגובה למידע: 119-120.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) מערכת העצבים
*116*
פעולה ראשונה: קליטת גירויים והעברת מידע למוח
המוח הוא המנצח שמתאם בין מערכות הגוף. אל המוח מגיע מידע שנקלט על ידי תאי חישה מהסביבה החיצונית לגוף ומן הסביבה הפנימית שלו. כיצד זה קורה?
משימה: מידע "עובר" למוח
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר את סוגי הגירויים שגופנו קולט מהסביבה הפנימית ומהסביבה החיצונית.
- להסביר את החשיבות שיש לקליטת גירויים מן הסביבה.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 117.
מידע "עובר" למוח
תאי החישה שבמערכת העצבים קולטים גירויים מן הסביבה החיצונית (מחוץ לגוף) ומן הסביבה הפנימית (בתוך הגוף). גירויים מהסביבה החיצונית הם, למשל, טמפרטורה, לחץ, אור, תנודות של אוויר (קול) ועוד. גירויים מהסביבה הפנימית הם, למשל, טמפרטורת הדם, לחץ הדם, ריכוז פחמן דו-חמצני בדם ועוד. הגירויים נקלטים על ידי קצות תאי החישה שנמצאים באיברי החוש (עיניים, לשון, אף, עור, אוזניים) ובתוך הגוף (במערכות הגוף השונות).
באמצעות תאי החישה הנמצאים באיברי החוש אנו קולטים גירויים שונים:
חוש הראייה: גירויים של אור נקלטים על ידי תאי החישה שנמצאים ברשתית של העין.
חוש השמיעה: גירויים של תנודות קול נקלטים על ידי תאי חישה שנמצאים באוזן הפנימית.
חושי הריח והטעם: גירויים כימיים נלקטים על ידי תאי החישה שבאף (ריח) ובלשון (טעם).
חוש המגע: גירויים של שינויי טמפרטורה, לחץ ועוד נקלטים על ידי תאי החישה שבעור.
תאי חישה נמצאים באברי חוש ובמערכות הגוף השונות וקולטים גירויים הקשורים לתפקודן של מערכות בגוף.
כל תאי החישה (אלה שבאיברי החוש ובתוך הגוף) מחוברים אל המוח באמצעות עצב (סיב) הנמשך מהם אל המוח (למשל, עצב הראייה מקשר בין העין לבין אזור הראייה במוח). כאשר הגירוי המתאים נקלט בתאי החישה נוצרים דחפים עצביים (אותות חשמליים) שעוברים באמצעות העצב אל האזור המתאים במוח.
*117*
שאלות
1. אילו גירויים קולטים החושים מהסביבה החיצונית?
2. אילו גירויים קולטים החושים מהסביבה הפנימית?
3. התרכזו לשתי דקות. זהו אילו גירויים קולט גופכם כעת ובעזרת אילו איברי חוש?
4. אלונה מחזיקה כוס תה חם. אילו גירויים קולט גופה של אלונה כעת ובעזרת אילו איברי חוש?
5. אלה שנפגע אצלם עצב הראייה אינם יכולים לראות. מדוע?
6. מה היה עלול לקרות אילו לא היינו חשים תחושה של צמא או רעב?
7. איזו חשיבות יש לקליטת גירויים מן הסביבה החיצונית (מחוץ לגוף) ומן הסביבה הפנימית (בתוך הגוף)?
פעולה שניה: עיבוד מידע במוח
אל המוח מגיע מידע באמצעות סיבי העצבים. מה הלאה? מה קורה למידע במוח?
משימה: מידע "הולך" לעיבוד במוח
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר את תהליך עיבוד המידע במוח.
- לתאר את הקשר בין הגירוי שנקלט לבין עיבוד המידע במוח.
- לארגן מידע בטבלה ולהסיק מסקנות.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 118.
מידע "הולך" לעיבוד במוח
הדחפים העצביים עוברים באמצעות סיבי העצבים מתאי החישה אל המוח. במוח מתרחש תהליך של עיבוד מידע: המוח מעבד ומפענח את הדחפים העצביים ורק אז אנחנו רואים, שומעים או חשים וגם מבינים מה קורה סביבנו.
עיבוד המידע במוח הוא תהליך מרתק שעדיין אינו מובן בשלמותו. המראות, הקולות, הריחות, הטעמים והתחושות למיניהם הם תוצאה של עיבוד המידע שנעשה במוח. במוח אנחנו "שומעים", "רואים", "מריחים" ו"מרגישים". ויותר מכך - אנו לא רק שומעים את הקול, אלא גם מזהים את הקול של מי שדיברו איתנו, אנחנו נהנים מהמראה שלפנינו, אנחנו מזהים את המזון לפי טעמו. אנו אומדים את מרחק הנסיעה, עורכים חישובים, השוואות ומסיקים מסקנות - כל זה קורה בזכות פעולות עיבוד מידע המתרחשות במוח.
מילון:
תאי חישה: תאים המצויים באברי חוש ותפקודם לקלוט גרויים מהסביבה.
*118*
(בספר תמונה:) מוח האדם. מבט מהצד ומבט מלמעלה.
שאלות
1. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) וציינו בה את שם איבר החוש ואת הגירוי שנקלט על ידי כל אחד מאיברי החוש וכן את התוצאות של עיבוד המידע במוח. העזרו בקטעי המידע בעמודים 116-117.
טבלה לארגון מידע: קליטת גירויים ועיבודם במוח
(בספר תרשים:) מידע מהגוף למוח
שם איבר החוש, הגירוי שנקלט, עיבוד במוח
עין, אור, רואים מראות, צורות וצבעים
עור, --, --
לשון, --, --
אף, --, --
אוזניים, --, --
2. הסבירו את המשפט: "במוח אנחנו שומעים, רואים, מריחים, טועמים, מרגישים".
אל הרשת
טכנולוגיה בשירות חקר המוח
1. היכנסו למנוע חיפוש ברשת האינטרנט.
2. הקליקו "חידושים טכנולוגיים בחקר המוח".
3. הביאו שתי דוגמאות להמצאות טכנולוגיות שמגבירות את יכולתם של המדענים והמדעניות לחקור את המוח. תארו בקצרה כל המצאה ואת תרומתה לחקר המוח.
*119*
פעולה שלישית: תגובה למידע
אל המוח מגיע מידע באמצעות דחפים עצביים מתאי חישה שנמצאים באיברי החוש או מתאי חישה שנמצאים באיברי הגוף הפנימיים. במוח מתרחש תהליך של עיבוד מידע. מה הלאה?
משימה: מידע "הולך" לתגובה
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר קשר בין רכיבים: קשר בין איברי מערכת העצבים לבין תפקודם.
- לתאר את פעולת מערכת העצבים באמצעות ניתוח מקרה.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 120.
מידע "הולך" לתגובה
לאחר עיבוד המידע שמתרחש במוח, המוח שולח דחפים עצביים באמצעות סיבי עצבים אל מערכות הגוף ואל איבריו. הדחפים העצביים הללו מעבירים מידע ("פקודות") לשרירים ולבלוטות להגיב - כך נוצרת תגובה. השרירים מגיבים בהתכווצות (לדוגמה: התכווצות שרירי הרגליים). הבלוטות מגיבות בהפרשה של חומרים (לדוגמה: הפרשת רוק על ידי בלוטות הרוק).
סיבי העצבים נחלקים לשתי קבוצות
- עצבים המעבירים מידע מהגוף אל המוח
עצבים אלה מעבירים אל המוח מידע שנקלט על ידי תאי החישה באמצעות דחפים עצביים שנוצרים בעקבות קליטת גירויים מהסביבה החיצונית והפנימית.
(בספר תרשים:) מידע מהגוף למוח
- עצבים המעבירים מידע מהמוח אל הגוף
עצבים אלה מעבירים מידע מהמוח אל הגוף באמצעות דחפים עצביים. הדחפים העצביים מפעילים את השרירים ואת הבלוטות ונוצרת תגובה.
(בספר תרשים:) מידע מהמוח לגוף
*120*
לפניכם דוגמה שמתארת את פעולתה של מערכת העצבים, מקליטת הגירויים על ידי תאי החישה ועד לתגובה של מערכות בגוף.
טל רואה מרחוק את האוטובוס ושומעת את הרעש שלו. היא רצה לכיוון התחנה כדי להספיק לנסוע בו לבית הספר. מה קורה במערכת העצבים של טל?
- קליטת גירויים: מראה האוטובוס נקלט על ידי תאי החישה שבעין.
- העברת מידע: המידע מגיע באמצעות דחפים עצביים אל מוח.
- עיבוד מידע: במוח הדחפים העצביים עוברים תהליכי עיבוד (נוצרת הבנה כי האוטובוס הגיע וצריך לרוץ כדי להספיק לעלות עליו).
- העברת מידע: המוח מעביר מידע באמצעות דחפים עצביים לשרירי הרגליים.
- יצירת תגובה: שרירי הרגליים מגיבים (מתכווצים ומתרפים) וטל רצה מהר לכיוון האוטובוס.
שאלות
1. מה היה קורה אילו במערכת העצבים היו רק עצבים שמובילים מידע מן הגוף אל המוח?
2. לאילו סוגי איברים או מערכות מגיע המידע שעבר תהליך עיבוד במוח?
3. אילו סוגי תגובות יש למידע שהמוח מעביר?
4. נתחו את הדוגמה שמופיעה בקטע המידע אודות פעולתה של מערכת העצבים לפי השאלות הבאות:
א. אילו גירויים קלטה טל מהסביבה?
ב. אילו איברים קלטו את הגירוי?
ג. לאן עברו הדחפים העצביים שנוצרו בעקבות קליטת הגירוי?
ד. אילו פעולות של עיבוד מידע נעשו במוח?
ה. לאן נשלח המידע לתגובה מהמוח?
ו. מה הייתה התגובה?
5. קראו את הסיפור יש שריפה! שבעמוד השער של הפרק (עמוד 112). בחרו את אחת הדמויות שמופיעות בסיפור.
תארו מה התרחש במערכת העצבים של הדמות בעקבות השריפה ומה הייתה התגובה של הדמות.
*121*
מערכת העצבים ותקשורת עם הסביבה
הודות לקיומה של מערכת העצבים, גופנו קולט מידע מן הסביבה (החיצונית והפנימית), מעבד אותו ומפעיל את המערכות המתאימות. פעולתה של מערכת העצבים מאפשרת יצירת תקשורת בין מערכות בגוף.
נוסף על תקשורת בין מערכות הגוף, למערכת העצבים יש תפקוד בתקשורת שלנו עם בני אדם, עם בעלי חיים ואף עם מכונות (לדוגמה: מערכות מידע ותקשורת).
לדוגמה, נתאר לעצמנו שאנו נמצאים בצומת רחובות בעיר: אורות הרמזורים מתחלפים לפי סדר קבוע בין כיווני התנועה השונים; כלי רכב עוצרים או נוסעים בהתאם להתחלפות האורות ברמזור; בני אדם משוחחים ביניהם, עורכים קניות; ילדים וילדות משחקים; באוויר מתערבבים ריחות שונים שמקורם בחנויות מזון, בעשן שנפלט מכלי הרכב, בעצים הפורחים שבשדרה. כיצד משפיעים האירועים הללו על התפקוד שלנו בסביבה?
בכל האירועים הללו בני אדם קולטים מידע (גירויים) מן הסביבה ומגיבים לו. בכל האירועים האלה בני האדם מקיימים תקשורת עם הסביבה.
הודות לתקשורת עם הסביבה אנחנו יכולים לספק צרכים קיומיים וחברתיים: להתמצא בסביבה, להגן על עצמנו מפני סכנות, להשיג מזון, לאמץ חברים וחברות ובני ובנות זוג, ללמוד, לעבוד וליהנות מהדברים שאנחנו אוהבים לעשות.
(בספר תמונה:) תקשורת קולית
(הילד אומר:) אני קולט ממך מידע קולי שמצחיק אותי
(הילדה אומרת:) נכון, אתה קולט את המידע שמסרתי לך.
בין אוריה לטל מתקיימת תקשורת קולית. הודות לתקשורת הם מגיבים זה לזו וזו לזה.
*122*
משימה: כיצד נוצרת תקשורת?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את תפקודה של מערכת העצבים בתהליך התקשורת.
- להסביר את חשיבותה של מערכת העצבים לקיומם של תהליכי תקשורת.
קראו את סיפור המקרה הבא והשיבו על השאלות.
סיפור מקרה: יש תקשורת
תארו לכם מצב שבו ילדים עומדים לחצות כביש סואן ולפתע מגיחה מכונית. מישהו צועק לעברם: "היזהרו!" - הם עוצרים מיד.
האיש שהזהיר אותם העביר להם מידע (מסר) בצעקה. הם קלטו את המידע (הגירוי) והגיבו לו בפעולה: עצירה. העצירה שלהם נקראת תגובה. בין הילדים לבין האיש שצעק נוצרה תקשורת.
שאלות
בסיפור המקרה תוארה תקשורת בין האיש לבין הילדים. כיצד נוצרה התקשורת? השיבו על השאלות הבאות:
1. כיצד הייתה מערכת העצבים שותפה ביצירת התגובה של האיש? השלימו את המילים החסרות:
- הגירויים שקלט האיש היו: --.
- הדחפים העצביים שנוצרו על ידי הגירויים עברו באמצעות העצבים אל ה--.
- המוח עיבד את המידע למשמעות של סכנה ומעביר "פקודה" אל --.
- התגובה שהייתה היא: --.
*123*
2. כיצד הייתה מערכת העצבים שותפה ביצירת תגובת העצירה של הילדים? השלימו את המילים החסרות:
- הגירויים שנקלטו על ידי התלמידים היו: --.
- הדחפים העצביים שנוצרו על ידי הגירויים עברו באמצעות העצבים אל ה--.
- המוח מעבד את המידע למשמעות של סכנה ומעביר "פקודה" אל --.
- התגובה שהייתה היא: --.
3. מניתוח סיפור המקרה הסיקו: איזו חשיבות יש למערכת העצבים לתקשורת שלנו עם הסביבה?
תקשורת היא התהליך שבו מעבירים מידע זה לזה ומגיבים עליו. אפשר לתאר את תהליך התקשורת בעזרת התרשים הבא:
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) תהליך התקשורת
בתהליך תקשורת שמתקיים בין שני אנשים: אחת שואלת והשני עונה, אחד מגיב והשנייה אינה מסכימה, האחד טוען והשני... וחוזר חלילה. כך יכול התהליך להמשיך...
*124*
תקשורת בין בעלי חיים
גם בעלי חיים זקוקים לתקשורת כדי להתקיים בסביבתם. הודות לתקשורת, בעלי החיים יכולים להשיג מזון, להתגונן, להתרבות, לטפל בצאצאים שלהם ועוד. תקשורת היא מאפיין חיים.
משימה: יוצרים קשר
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את תפקודה של מערכת העצבים בתקשורת אצל בעלי חיים.
- להסביר את חשיבות התקשורת לבעלי חיים להשגת צורכי קיום - הזנה, הגנה, ולמציאת בני זוג.
קראו את שני החלקים של קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסוף כל חלק.
יוצרים קשר
חלק א: זאבים - סכנה!
לצבאים התנהגות מיוחדת כשטורף דוגמת זאב נמצא בסביבה. חלק מהצבאים מנתר למעלה ברגליים מתוחות ומבצע קפיצות מרשימות הנראות ממרחק. התנהגות זו מעבירה מסר של סכנה לשאר העדר. הצבאים שקלטו את המסר מגיבים במנוסה.
גם הזאב, ככל הנראה, קלט את המסר שהעבירו הצבאים. עיבוד המידע יכול להיות: "הצבאים האלה מהירים ולא אצליח לתפוס אותם". הזאב מגיב ומפסיק לרדוף אחריהם.
שאלות
1. אילו גירויים מהסביבה קלטה מערכת העצבים של הצבאים ומה הייתה התגובה שלהם?
2. אילו גירויים מהסביבה קלטה מערכת העצבים של הזאב כאשר הצבאים הגיבו במנוסה וכיצד הגיב גופו?
3. מה אפשר להסיק מניתוח האירוע על החשיבות שיש למערכת העצבים בתהליכי תקשורת בין בעלי חיים?
(בספר שתי תמונות:)
(בספר תמונה:) סלמנדרה כתומה
תמונה 1 - להקת זאבים
(בספר תמונה:) סלמנדרה כתומה
תמונה 2 - צבאים במנוסה
*125*
חלק ב: צבעי האזהרה של הסלמנדרה
לסלמנדרה (דו-חיים) יש צבעים בולטים - נקודות צהובות על גבה השחור. אלה הם צבעי אזהרה. כאשר טורף מתקרב אליה הוא קולט צבעים אלה, מעבד אותם למסר שמשמעותו כנראה אזהרה: "אני ארסית - לא כדאי לך לאכול אותי". הטורף מגיב בוויתור על הארוחה. הסלמנדרה ניצלה מהטורף. צבעי אזהרה הם צבעים בולטים כגון אדום, צהוב, כתום, שנמצאים לרוב על רקע שחור. צבעי האזהרה אופייניים לבעלי חיים ארסיים כמו נחשים, דבורים, עקרבים ועוד.
שאלות
1. אילו גירויים קולטת מערכת העצבים של אויבי הסלמנדרה ומהי התגובה שלהם?
2. מה אפשר להסיק מניתוח האירוע על החשיבות שיש למערכת העצבים בתהליכי תקשורת בין בעלי חיים?
.
(בספר תמונה:) סלמנדרה כתומה
תקשורת עם הסביבה היא אחד ממאפייני החיים.
הודות לתקשורת בעלי החיים יכולים להתקיים ולשרוד בטבע.
(בספר שש תמונות:)
(בספר תרשים של ציוד המשימה)
תמונה 1 - פילה ופילון: דאגה לצאצאים
(בספר תרשים של ציוד המשימה)
תמונה 2 - טווס: חיזור לצורך רבייה
(בספר תרשים של ציוד המשימה)
תמונה 3 - כלב: סימון תחום מחיה על ידי הפרשת שתן
(בספר תרשים של ציוד המשימה)
תמונה 4 - חתול: הגנה מאויבים
(בספר תרשים של ציוד המשימה)
תמונה 5 - צופית: השגת מזון
(בספר תרשים של ציוד המשימה)
תמונה 6 - חסידה: דאגה לצאצאים
*126*
בפרק זה למדנו ש...
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:
- הודות לתפקוד של -- -- גופנו פועל ומתפקד בצורה טובה בסביבה.
- מערכת העצבים כוללת את המוח, את -- -- ואת העצבים.
- מערכת העצבים -- -- מהסביבה החיצונית ומהסביבה הפנימית על ידי תאי החישה. ומעבירה את המידע אל המוח. המוח -- את המידע ומייצר תגובה מתאימה שעוברת דרך העצבים אל אברי הגוף.
- הודות -- -- גופנו יכול להתמצא בסביבה ולפעול בה לסיפוק צרכיו.
- הודות למערכת העצבים בעלי חיים יכולים לקיים תקשורת בסביבה ולפעול לסיפוק -- כמו: מזון, רבייה, הגנה מפני אויבים ועוד.
- -- של יצורים חיים עם הסביבה היא מאפיין חיים.
מיומנויות שהפעלנו...
- הפקנו מידע מקטעי מידע.
- אירגנו מידע בטבלה והסקנו מסקנות.
- תיארנו קשרים בין רכיבים.
- ניתחנו אירועים.
*127*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. לגבי כל אחד מהתיאורים הבאים (סעיפים א-ה), הסבירו כיצד הפעולה של מערכת העצבים עוזרת לנו ולבעל החיים להתקיים בסביבה? התייחסו לנקודות הבאות:
- מהו הגירוי שנקלט?
- מהי התגובה הצפויה?
- איזו חשיבות יש לתגובה זו לקיום ולתפקוד בסביבה?
א. כלב מתקרב למזון מורעל בעל ריח לא נעים.
ב. עטלף קולט את מעופו של פרפר לילה לא רחוק ממנו.
ג. איילה קולטת מראה של נמר מתקרב.
ד. גחלילית זכר רואה ריצודי אור - של גחלילית נקבה על גבי השיחים.
ה. ילדה מריחה ריח של גז בישול דולף.
2. בחרו שלושה מבין האירועים הבאים (סעיפים א-ו) ונתחו אותם לפי הנקודות הבאות:
- אילו איברי חישה קלטו את גירויים?
- אילו סוגי גירויים קלטו איברי החישה?
- אילו פעולות של עיבוד מידע נעשו במוח בעקבות קליטת הגירויים?
- אילו פקודות נתן המוח כתגובה לעיבוד המידע?
א. ראיתי אור ירוק וחציתי את הכביש.
ב. ראיתי להבות והתרחקתי.
ג. שמעתי צלצול ונכנסתי לכיתה.
ד. הרגשתי רוח קרה ולבשתי חולצה.
ה. הרחתי ריח שרוף וכיביתי את הגז.
ו. טעמתי את הקפה והוספתי כפית סוכר.
*128*
*128*
פרק ראשון: אור וראייה
פרק שני: קול ושמיעה
*129*
ה"שער לעולם"
כשהייתה הלן קלר (1880-1968) בת כשנה וחצי, חלתה והפכה לעיוורת ולחירשת. בבת אחת נחסמו ממנה המראות, הקולות והצלילים ו"נסגר עליה עולמה". הילדה הקטנה איבדה את היכולת לתקשר עם הסביבה.
כשהגיעה הלן קלר לגיל שבע נשלחה אליה מורה, אן סאליבן שמה, כדי שתנסה למצוא דרך אל "עולמה הסגור". אן סאליבן החלה לתקשר עם הילדה בעזרת אחד החושים הפעילים שנותרו לה - חוש המישוש. בדרך מופלאה ובמסירות אין קץ לימדה המורה את הילדה לזהות בעזרת ידיה, סימני מילים, חפצים והבעות פנים.
בעזרת נגיעה בשפתיהם ובגרונם של אנשים למדה הלן קלר לפענח את דיבורם. כך נפתח בפניה ה"שער לעולם" שסביבה.
לימים הפכה הלן קלר לסופרת ולאשת ציבור שפעלה רבות למען אנשים עם מוגבלויות ולמען שוויון זכויות לאנשים עם מוגבלויות.
איזו חשיבות יש לחוש הראייה ולחוש השמיעה בחיינו? מה צריך להתקיים בסביבה כדי שנוכל לראות ולשמוע?
*130*
*130*
אני רוצה תמיד עיניים
אני רוצה תמיד עיניים כדי לראות
את יפי העולם ולהלל את היופי
המופלא הזה שאין בו כל דופי ולהלל
את מי שעשה אותו יפה להלל
ומלא, כל כך מלא, יופי.
ואינני רוצה להיות עיוור ליופי
העולם כל עוד אני חי. אני אוותר
על דברים אחרים אבל לא אומר די
לראות את היופי הזה שבו אני חי
ושבו ידי מהלכות כמו אניות וחושבות
ועושות את חיי באומץ ולא פחות
מכך, בסבלנות, סבלנות בלי די.
ולא אחדל מהלל, כן, להלל לא אחדל.
וכשאפול עוד אקום - ולא רק לרגע -
שלא יאמרו הוא נפל.
אלא הוא קם עוד רגע להלל
בעיניים אחרונות
את שלהלל לא יחדל.
נתן זך
מהי חשיבותו של חוש הראייה בחיינו ומה צריך להתקיים בסביבה כדי שנוכל לראות?
*131*
בעקבות הלמידה - נדע
אור
- לתאר תופעות שמתרחשות בסביבה בהשפעת האור.
- לתאר תכונות של אור ואת ניצולן בחיי היומיום.
ראייה
- לתאר את החשיבות של חוש הראייה.
- לתאר את הקשר בין מבנה העין לבין תפקודה.
- להסביר את תהליך הראייה.
- להסביר כיצד יש לשמור על בריאות העיניים.
מושגים שנלמד
אור
- מקור אור, מקור אור טבעי, מקור אור מלאכותי.
- גופים מפיקי אור, גופים מחזירי אור.
- קרני אור, התקדמות האור, החזרת אור, בליעת אור, שבירת אור.
- אור לבן, צבעי הקשת (ספקטרום), מנסרה.
- גוף אטום, צל, גוף שקוף, עדשה, מראה, גוף כהה, גוף בהיר.
ראייה
- מבנה העין: אישון, עדשה, רשתית, עצב הראייה.
- תהליך הראייה: חוש הראייה, קליטת גירוי (אור), דחף עצבי, עצב הראייה עיבוד מידע במוח.
- שמירה על בריאות העיניים: בדיקת ראייה, משקפי שמש.
- אמצעים לשיפור הראייה: משקפיים, עדשות מגע.
מיומנויות שנפעיל
- לבצע ניסויים ותצפיות.
- לארגן מידע בטבלה.
- לנסח הסבר הכולל ראיות והנמקה (טיעון).
- להסיק מסקנות ולנסח הכללות.
- להציג מידע בתרשימי זרימה.
- להפעיל כלים מתוקשבים.
- לעבוד בשיתוף פעולה.
- לבצע תהליך תיכון של מוצר.
*132*
בפרק זה שני חלקים:
חלק א: אור מהו?
חלק ב: ראייה
חלק א: אור מהו?
אור
השמש זורחת בבוקר וקרני אור מופצות אל הסביבה. בערב, כאשר השמש שוקעת, הולך ונעלם בהדרגה האור וחושך מתחיל לשרור בסביבה. פנסי הרחוב מאירים בלילה את הדרך החשוכה וכך אנחנו יכולים להתמצא בסביבה. במעמקי הים החשוכים מתקיימים דגים מיוחדים שגופם פולט אור לסביבה המשמש להרתעה מפני אויבים, לפיתוי למשיכת טרף ובני זוג - אלה הם דגי האור. בלילות חשוכים הגחליליות (חיפושיות ליליות) מייצרות הבזקי אור שאליהם נמשכים בני הזוג.
האור נחוץ לאדם ולשאר בעלי החיים לצורך התמצאות בסביבה ולתקשורת.
האור נחוץ לקיום חיים על פני כדור הארץ. הודות לאור, הצמחים מבצעים את תהליך הפוטוסינתזה שתוצריו הם שני צורכי קיום חיוניים לקיומם של יצורים חיים - חומרי מזון וחמצן.
מהו האור?
אור הוא סוג של אנרגיה.
אנרגיית אור יכולה להתקבל מהמרת אנרגיה מסוג אחר. למשל, מהמרת אנרגיה חשמלית (למשל, בנורה) או מהמרת אנרגיה כימית (למשל, בגחלילית).
לאור כסוג של אנרגיה יש תכונות שאותן תחקרו ותגלו בחלק זה.
לאור אין ריח, אין טעם ואי אפשר לחוש אותו. אם כך, כיצד נוכל לדעת שיש אור?
*133*
אור ולראות
האם לדעתכם אפשר לראות ללא אור? האם אפשר להבחין בצורות, בצבעים ובתנועות של גופים ללא אור? מה צריך כדי לראות?
משימה: אור באפלה
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את התנאים הדרושים כדי לראות גופים בסביבה.
ציוד: (1) תיבה אפלה: קופסת נעליים - שהפנים שלה צבוע בצבע שחור, במכסה יש חור עגול, (2) כיסוי לחור, באחת הדפנות יש נקב קטן (3) חפץ קטן כלשהו
(בספר תרשים של ציוד המשימה)
הנחיות
1. הכניסו חפץ קטן לתוך התיבה. סגרו את התיבה במכסה שלה. כסו גם את החור העגול שבמכסה בעזרת הכיסוי.
2. הסתכלו לתוך הקופסה מבעד לנקב. האם אתם מצליחים לראות את החפץ? אם לא הצלחתם לראות את החפץ, שערו מדוע.
3. העלו רעיונות ובדקו: כיצד אפשר לראות את החפץ מבעד לנקב, מבלי לפתוח את הקופסה?
4. סכמו: מה צריך להתקיים כדי שנוכל לראות גופים בסביבה?
כאשר היה כיסוי על החור שבתיבה, היה בתיבה חושך ולא ראינו דבר. כדי לראות מה יש בתיבה צריך שיהיה בה אור.
מאין מגיע האור?
*134*
משימה: מקורות אור
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להבחין בין מקורות אור טבעיים לבין מקורות אור מלאכותיים.
- להסביר את תרומת התאורה המלאכותית לרווחת האדם.
- למיין ולארגן מידע בטבלה על פי קריטריונים.
- לערוך השוואה ולהסיק מסקנות.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מקורות אור
גופים מאירים המפיצים בסביבה את האור שמופק בהם נקראים מקורות אור או גופים מפיקי אור. אפשר לחלק את מקורות האור האלה לשתי קבוצות: מקורות אור טבעיים ומקורות אור מלאכותיים.
מקורות אור טבעיים
בסביבה שלנו קיימים מקורות אור טבעיים - אלה מקורות אור שקיימים בטבע, האדם לא יצר אותם. השמש היא מקור האור הטבעי העיקרי של כדור הארץ. מקורות אור טבעיים נוספים הם, למשל, כוכבים, גחליליות; הלבה הלוהטת המתפרצת מלוע הר הגעש; הברק ואש שפורצת בטבע משריפות.
מקורות אור מלאכותיים
האור שמופץ ממקורות האור הטבעיים אינו מגיע אלינו כל הזמן ובכל מקום וזהו חסרונם. חשבו, למשל, אילו פעולות איננו יכולים לעשות בחושך. הצורך של האדם בכל הזמנים לתפקד גם במצבים של חושך (היעדר אור) הביא לפיתוח של מקורות אור מלאכותיים כדוגמת לפידים, נרות, מנורות ופנסים.
(בספר שלוש תמונות:) מקורות אור טבעיים
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 1 – ברק
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 2 - לבה פורצת מהר געש
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 3 – שמש
(בספר שלוש תמונות:) מקורות אור מלאכותיים
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 1 – נורה
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 2 – פנס
(בספר שלוש תמונות:)
תמונה 3 – נר
*135*
מקורות האור המלאכותיים הם דוגמאות לפתרונות טכנולוגיים שמסייעים לאדם להשתחרר מהתלות במקורות האור הטבעיים. מקורות אלה מגבירים את היכולת שלנו לבצע פעולות בכל מקום (גם במקומות חשוכים) ובכל שעות היממה.
שאלות
1. ערכו רשימה של מקורות אור סביבכם ומיינו אותם לשתי קבוצות: מקורות אור טבעיים ומקורות אור מלאכותיים.
הסבירו לפי מה ידעתם לקבוע לאיזו קבוצה לשייך כל מקור אור.
2. איזה צורך הביא את האדם לפתח מקורות אור מלאכותיים?
3. ערכו השוואה בין שימוש במקורות אור טבעיים לשימוש במקורות אור מלאכותיים לפי הקריטריונים שבטבלה הבאה (ראו דוגמה).
שרטטו טבלה דומה, השלימו בה את המידע והשיבו על השאלות הבאות:
א. אילו יתרונות ואילו חסרונות יש לשימוש במקורות אור טבעיים?
ב. אילו יתרונות ואילו חסרונות יש לשימוש במקורות אור מלאכותיים?
טבלת השוואה: מקורות אור טבעיים ומלאכותיים
(בספר שלוש תמונות:)
קריטריונים/מקור האור, מקורות אור טבעיים, מקורות אור מלאכותיים
זמינות 24 שעות ביממה, --, --
השפעה על איכות הסביבה, --, --
אחר: --, --, --
4. כתבו סיפור (אמיתי או דמיוני) שמתאר את התרומה של התאורה המלאכותית לשיפור איכות החיים. דוגמאות להתחלה של סיפור: "בטיול שערכנו נכנסנו למערה חשוכה"; "הפסקת חשמל בליל חורף קר".
*136*
תכונות האור
בתת פרק זה תחקרו בעזרת ניסויים ותצפיות את תכונות האור ותכירו תופעות ואמצעים טכנולוגיים הקשורים בתכונות האור. בתת הפרק חמישה חלקים:
חלק א: התקדמות האור: עמודים 136-137.
חלק ב: מעבר אור מבעד לגופים: עמודים 138-141.
חלק ג: החזרת אור ובליעת אור: עמודים 142-149.
חלק ד: שבירת אור: עמודים 150-153.
חלק ה: אור וצבע: עמודים 154-155.
חלק א: התקדמות האור
אור השמש מגיע אל כדור הארץ אחרי שעבר מרחק של כ-150 מיליון ק"מ בחלל הריק (רובו) ובאטמוספרה. האם האור היוצא ממקור האור מתקדם רק בכיוון אחד, בכמה כיוונים או בכל הכיוונים?
משימה: לאילו כיוונים מתקדם האור?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את הכיוונים שאליהם מתקדם האור.
- להסיק מסקנות ולנסח כלל.
ציוד: תיבה אפלה, בית נורה, נורה, סוללה וחוטי חשמל, פלסטלינה לאיטום
הנחיות
1. שלבו בתוך התיבה האפלה נורה חשמלית.
2. נקבו בתיבה בעזרת עיפרון חד נקבים בשלושה צדדים של הקופסה.
3. הדליקו את הנורה וסגרו את התיבה במכסה שלה.
בטיחות!
אין להתחבר לרשת החשמל לביצוע הניסויים.
*137*
4. שלושה תלמידים/ות מתבוננים/ות דרך הנקבים אל תוך הקופסה בו זמנית.
5. דוחו: האם העיניים של כל אחד/ת מהתלמידים/תלמידות קלטו את האור?
6. הסיקו מסקנות על דרכו של האור:
- האם אור הנורה מתקדם בכיוון אחד בלבד?
- בכמה כיוונים?
- בכל הכיוונים?
- הסבירו על מה מבוססת המסקנה שאליה הגעתם.
7. נסחו כלל: לאילו כיוונים מתקדם האור הנפלט ממקור האור?
חושבים מדע
- מדוע היה חשוב לנקב לפחות שלושה נקבים כדי להסיק מסקנה על דרכו של האור?
- איזו מסקנה יכולנו לקבל אילו היינו מתבוננים בנורה רק מבעד לנקב אחד?
- אם ננקב נקבים נוספים בתיבה ונתבונן דרכם - האם גם אז נראה את הנורה?
משימה: באיזה מסלול מתקדם האור?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את המסלול שבו מתקדם האור.
- להסיק מסקנות ולנסח כלל.
ציוד: פנס כיס או מנורת שולחן, צינור גומי אטום לאור באורך 20-30 ס''מ
הנחיות
1. הניחו מקור אור דולק על השולחן (למשל, פנס כיס או מנורת שולחן).
2. הצמידו קצה אחד של צינור הגומי לעין ועצמו את העין השנייה.
3. הביטו אל מקור האור כאשר הצינור ישר. האם אתם רואים את האור?
4. הביטו אל מקור האור כאשר הצינור מכופף. האם אתם רואים את האור?
5. הסיקו מסקנות על מסלולו של האור: האם מסלול האור ישר או מפותל?
6. נסחו כלל: באיזה מסלול מתקדם האור?
*138*
חלק ב: מעבר האור מבעד לגופים העשויים מחומרים שונים
האור היוצא ממקור אור (טבעי ומלאכותי) מתקדם לכל הכיוונים במסלולים ישרים. במציאות אין רואים את מסלול האור. קו ישר דמיוני, המתאר את כיוון התקדמות האור, נקרא קרן אור. במציאות קרני האור אינן נראות. מה קורה כאשר עומד מכשול בדרכו של האור, כגון קיר או הר? מה קורה לאור כשהוא פוגע בגופים מחומרים שונים?
משימה: מבעד לאילו סוגי גופים עובר האור?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר את הקשר שבין החומר שממנו עשוי הגוף לבין מעבר אור דרכו.
- להסיק מסקנות ולנסח כלל.
ציוד וחומרים: לוחות באותו העובי מחומרים שונים (כגון: זכוכית, קרטון, עץ, נייר, אלומיניום, ברזל), חפצים שונים
הנחיות
1. לפניכם לוחות שעשויים מחומרים שונים. זהו את החומרים שמהם עשויים הלוחות.
2. הביטו מבעד ללוחות השונים שלפניכם אל חפץ כלשהו.
3. מבעד לאילו לוחות הצלחתם לראות את החפץ באופן ברור? ציינו מאילו חומרים עשויים הלוחות?
4. מבעד לאילו לוחות לא הצלחתם לראות את החפץ באופן ברור? ציינו מאילו חומרים הלוחות עשויים.
5. איזו מסקנה אפשר להסיק מהתנסות זו? מה קורה לאור כשהוא פוגע בגופים (לוחות) העשויים מחומרים שונים?
6. נסחו כלל: מבעד לאילו גופים (לוחות) עובר האור? השתמשו בכלל במושגים גופים אטומים וגופים שקופים.
*139*
משימה: מעבר אור בגופים
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר את ההבדל במעבר האור בגופים שקופים, בגופים אטומים ובגופים שקופים למחצה.
- להציע דוגמאות לשימושים בגופים שקופים, אטומים ושקופים למחצה בחיי היומיום.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מעבר אור בגופים
קרני האור פוגשות במסלולן בגופים שונים: שקופים, אטומים ושקופים למחצה.
- ישנם גופים שהאור עובר דרכם - אלה הם גופים שקופים. לדוגמה שמשת חלון עשויה מזכוכית שהיא חומר שקוף. אנו יכולים לראות בבירור מבעד לגופים שעשויים מחומרים שקופים.
- ישנם גופים שהאור אינו עובר דרכם - אלה הם גופים אטומים. לדוגמה קיר בטון הוא גוף אטום. איננו יכולים לראות מבעד לגופים אטומים.
- ישנם גופים שאור עובר דרכם באופן חלקי - אלה הם גופים שקופים למחצה. לדוגמה נייר שעווה הוא גוף שקוף למחצה. מבעד לגופים שקופים למחצה אנו רואים מטושטש.
שימו לב: את השקיפות של החומר קובע לא רק סוג החומר כי אם גם עוביו. לדוגמה: מטבע עשוי זהב הוא אטום, אך רדיד דק מאוד של זהב הוא שקוף, ואור יכול לעבור דרכו. כך גם לוח זכוכית עבה מאוד, הופך משקוף לאטום.
(בספר תמונה:) בתמונה מקור האור נמצא לפני הילדה.
תמונה 1 - גוף שקוף (בקבור זכוכית)
(בספר תמונה:) בתמונה מקור האור נמצא לפני הילדה.
תמונה 2 - גוף אטום (שולחן עץ)
(בספר תמונה:) בתמונה מקור האור נמצא לפני הילדה.
תמונה 3 - גוף שקוף למחצה
*140*
שאלות
1. הביאו דוגמאות לגופים אטומים ולגופים שקופים שנמצאים בסביבתכם. הסבירו לפי מה אפשר לקבוע מהו גוף אטום ומהו גוף שקוף?
2. הביאו דוגמאות לשימושים בחיי היומיום בגופים שקופים, בגופים אטומים ובגופים שקופים למחצה.
3. האם ניתן לראות את הסביבה כאשר צוללים במים ופוקחים עיניים? הסיקו: האם המים הם גוף שקוף?
משימה: מהו צל? (העשרה)
חורקים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר כיצד נוצר צל.
- לשער השערות ולהסיק מסקנות.
ציוד: גוף אטום (למשל קובייה, ספר, מחק), מקור אור (למשל פנס כיס, שמש...), דף נייר, גוף שקוף (כגון: סרגל פלסטיק שקוף, כוס זכוכית)
האור אינו יכול לעבור דרך גוף אטום. גוף אטום הוא מכשול בדרכו של האור. איזו תופעה קשורה לחסימת מעבר האור בגופים אטומים?
הנחיות
1. החזיקו את היד כעשרה ס"מ מעל דף נייר.
2. הפעילו את הפנס והאירו לכיוון היד. התבוננו בצורה הכהה המתקבלת על גבי דף הנייר, כאשר היד עומדת בדרכו של האור.
זהו הצל של כף ידכם. שערו: כיצד, לדעתכם, נוצר צל?
3. חזרו על הפעולה כאשר בידכם גוף אטום קטן, כגון מחק. האם נוצר צל?
4. חזרו על הפעולה כאשר בידכם גוף שקוף, כגון סרגל פלסטיק שקוף. האם נוצר צל?
5. הסיקו מסקנה: מתי נוצר צל?
6. היעזרו במידעון אור וצל בעמוד הבא והסבירו כיצד נוצר צל.
*141*
מידעון: אור וצל
האור אינו יכול לעבור דרך גוף אטום. גוף אטום הוא מכשול בדרכו של האור. האור מתקדם במסלולים ישרים, ומכיוון שכך; הוא יכול לעבור רק לצדי המכשול. לכן נוצר מאחורי הגוף האטום אזור חשוך (מוצל), אזור שהאור אינו מגיע אליו. מאחורי הגוף האטום שמואר, על גבי הנייר (או על גבי משטח אחר: קיר, אדמה וכדומה) מתקבלת צורה כהה, הנקראת צל.
(בספר תמונה:) בתמונה מקור האור נמצא לפני הילדה.
7. תכננו והכינו תיאטרון צלליות.
מוצאו של תיאטרון הצלליות הוא בסין הקדומה.
עד היום הוא נחשב שם למופע בידור מקובל.
קל ליצור תיאטרון צלליות.
הנחיות
א. העמידו פנס דולק בקצהו של חדר אפלולי. השתמשו בידיים כדי להטיל צלליות על הקיר, הנמצא מול מקור האור. אפשר ליצור צללית של בעלי חיים שונים.
ב. אפשרות נוספת היא לגזור דמויות מבריסטול, להצמיד לכל דמות מקל דק לצורך אחיזה נוחה ולבנות תיאטרון חלליות מורכב יותר. במקום להטיל צל על הקיר אפשר לפרוש מסך שקוף למחצה (מסדין או מנייר פרגמנט, למשל), ואז הצופים שמעבר למסך יוכלו להתבונן בצלליות.
ג. כתבו תסריט והכינו מופע צלליות. תוכלו כמובן ללוות את המופע במוזיקה.
ד. מהו תפקיד הפנס? מהו תפקיד הידיים? מהו תפקיד הקיר?
אל הרשת (העשרה)
- היכנסו לאתר אנרגיה בראש אחר.
- היכנסו לכיתות ג-ו
- היכנסו לכיתה ו: בית חסכוני באנרגיה.
- היכנסו לשער 2: עקרונות לתכנון בית חסכוני באנרגיה.
- בצעו את פעילות החקר: מה הקשר בין צל הצמחים לחיסכון באנרגיה?
*142*
חלק ג: החזרת אור ובליעת אור
את מקורות האור אנו רואים כאשר קרני האור המופצות מהם מגיעות לעינינו. כך, למשל, אנו רואים את הנר ואת הפנס הדולקים.
אבל אנו רואים גם גופים שאינם מקורות אור. כך, למשל, אנו רואים את השולחן, את המכונית ואת המחשב.
אם רוב הגופים שסביבנו אינם מקורות אור, איך בכל זאת אנו רואים אותם?
משימה: מדוע רואים גופים שאינם מקורות אור?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר תופעה ולהציע הסבר.
- לאסוף מידע באמצעות תצפית.
ציוד: תיבה אפלה ריקה, בית נורה עם נורה, סוללה וחוטי חשמל, מעט פלסטלינה, פיסת נייר לבנה
בטיחות!
אין להתחבר לרשת החשמל לביצוע הניסויים.
הנחיות
1. שלבו בתוך התיבה האפלה נורה חשמלית.
2. הניחו על תחתית התיבה את פיסת הנייר הלבנה. סגרו את המכסה. הדליקו את הנורה, והתבוננו אל תוך התיבה דרך הנקב העליון.
3. האם אתם רואים את הנייר? הנייר איננו מקור אור. הציעו הסבר לתופעה.
*143*
משימה: החזרת אור
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר מהי החזרת אור.
- להסביר את הקשר בין החזרת אור לבין ראיית גופים שאינם מקורות אור.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
החזרת אור
רוב הגופים סביבנו אינם מקורות אור. אנו רואים אותם כשהם מוארים, וכאשר חלק מהאור המוחזר מהם מגיע לעינינו. אם הגוף המואר שקוף, האור עובר דרכו ובחלקו מוחזר ממנו או מתפזר. אם הגוף המואר אטום, אין האור יכול לעבור דרכו אבל האור הפוגע בגוף מוחזר ממנו. האור מוחזר בדרך כלל בצורה מפוזרת לכל הכיוונים.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה)
האור המוחזר יכול להיות של מקור אור טבעי (שמש) או מלאכותי (פנס).
(בספר שני איורים:)
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) גוף כהה וגוף בהיר
איור 1 - מקור אור מלאכותי - הנורה מאירה את הספר, חלק מן האור פוגע בספר ומוחזר ממנו לכל הכיוונים. חלקו מגיע לעין הילד והוא מצליח לראות את האותיות שבספר.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) גוף כהה וגוף בהיר
איור 2 - מקור אור טבעי - השמש מאירה את העץ, חלק מן האור פוגע בעץ ומוחזר ממנו לכל הכיוונים. חלקו מגיע לעיני הילדה והיא רואה את העץ.
*144*
שאלות
1. התבוננו שוב באיורים שבעמוד הקודם (למטה) והשיבו: אם הספר והעץ אינם מקורות אור, כיצד בכל זאת המתבוננים בהם רואים אותם?
2. גם גוף האדם אינו מקור אור. הסבירו בכתב או בציור כיצד בכל זאת אתם רואים את חבריכם לכיתה.
3. הירח אינו מקור אור. כיצד בכל זאת אנו רואים אותו?
4. עיינו שוב בשאלות 1-3 וסכמו: כיצד רואים גופים שאינם מקורות אור?
משימה: הקשר בין החזרת אור לבין מראה
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר כיצד נוצרת דמות במראה.
- להסביר מה מאפיין גופים שמשתקפים בהם דמויות.
אגדה יוונית עתיקה מספרת על עלם יפה תואר ושמו נרקיס. יום אחד התבונן נרקיס במי הנחל השקטים וראה שם את דמותו. נרקיס התאהב בדמותו והוא התכופף לחבק אותה, נפל למים וטבע.
ציוד: לוח עץ, רדיד אלומיניום, כף מתכת, קערה עם מים, חתיכת בד, מכסה סיר מנירוסטה, שקף מפלסטיק
הנחיות
1. הציבו את הגופים שברשימת הציוד מול הפנים שלכם. נסו לראות בהם את דמותכם.
2. מבעד לאילו גופים הצלחתם לראות את דמותכם? מה מאפיין גופים אלה?
3. מהו ההסבר להשתקפות דמותכם על הגופים?
היעזרו במידעון על החזרת אור ועל מראות שבעמוד זה.
מידעון: על החזרת אור ועל מראות
לא כל הגופים המוארים מחזירים אור באותו אופן. גופים מחוספסים (כמו עץ, נייר ובד) מוארים מחזירים אור ומפזרים אותו לכל הכיוונים. גופים חלקים מוארים, כמו מתכות, מלוטשים היטב מחזירים אור בצורה מסודרת (שאינה מתפזרת לכל הכיוונים). בגופים המחזירים אור בצורה מסודרת רואים דמויות. בגופים המחזירים אור בצורה מפוזרת אין רואים דמויות. גופים חלקים שדמויות יכולות להשתקף בהם נקראים מראות.
*145*
משימה: האם כל הגופים מחזירים אור?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר מהי בליעת האור.
- להסביר את הקשר בין צבע הגוף להחזרת אור ולבליעתו.
ציוד: תיבה אפלה ריקה, בית נורה עם נורה, סוללה וחוטי חשמל, מעט פלסטלינה, פיסת נייר שחורה
הנחיות
1. שלבו בתוך התיבה האפלה נורה חשמלית.
2. הניחו על תחתית התיבה פיסת נייר שחורה. סגרו את המכסה. הדליקו את הנורה, והתבוננו אל תוך התיבה דרך הנקב העליון. האם אתם רואים את הנייר?
3. היעזרו במידעון בליעת אור והסבירו את התופעה.
מידעון: בליעת אור
כאשר מאירים גוף אטום בהיר, הוא מחזיר יותר אור מאשר גוף כהה המואר באותה מידה. לאן נעלם האור שלא הוחזר?
האור שלא הוחזר נבלע בתוך הגוף. גוף בהיר מחזיר את רוב האור הנופל עליו ובולע מעט ממנו. גוף כהה בולע את רוב האור הפוגע בו.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) גוף כהה וגוף בהיר
שימו לב: תופעות הקשורות באור (מעבר אור, החזרת אור ובליעת אור), כולן או חלקן, מתבטאות לעתים יחד.
4. במשימה "האם רואים גופים שאינם מקורות אור?" (עמוד 142) השתמשתם בפיסת נייר לבנה. במשימה זו השתמשתם בפיסת נייר שחורה.
א. מדוע השתמשתם בשתי המשימות בפיסות נייר בעלות צבע שונה?
ב. הסיקו מסקנה: מה למדתם משתי המשימות?
*146*
משימה: מה קורה לאור הנבלע בתוך הגוף?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר מה קורה לאור הנבלע בתוך גוף.
- להסביר תופעות של החזרת אור ובליעתו מגופים בהירים ומגופים כהים.
- לבצע ניסוי: לערוך מדידות, לארגן תוצאות בטבלה ולהסיק מסקנות.
- להסביר את שיקולי הדעת בתכנון הניסוי.
ציוד: שתי פחיות ריקות זהות (של משקה קל, לדוגמה), שני מדי טמפרטורה (ללא כספית), בריסטול שחור, בריסטול לבן, גומייה ומספריים, מעט צמר גפן
הנחיות
- התחלקו לקבוצות (3-4 תלמידים).
- כל קבוצה תבצע את הניסוי לפי ההנחיות.
- כל הקבוצות יניחו את מערכת הניסוי באותו מקום.
מהלך הניסוי
הכינו את שתי מערכות הניסוי לפי ההנחיות הבאות:
1. עטפו את החלק החיצוני של פחית אחת בבריסטול שחור ואת החלק החיצוני של הפחית השנייה בבריסטול לבן.
2. מזגו כמות שווה (שליש כוס) של מי ברז לתוך כל אחת מהפחיות.
3. הכניסו מד טמפרטורה לכל אחת מהפחיות ואטמו היטב את פתחי הפחית במעט צמר גפן.
4. ודאו שטמפרטורת המים זהה בתחילת הניסוי בשתי הפחיות.
5. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה בעמוד הבא) ורשמו בה את טמפרטורת המים. בתחילת הניסוי.
6. הניחו את שתי הפחיות במקום מואר היטב על ידי אור השמש.
*147*
תוצאות (קבוצתי)
כעבור שעות אחדות בדקו שוב את טמפרטורת המים בשתי הפחיות. רשמו את התוצאות בטבלה (ראו דוגמה).
טבלה קבוצתית לארגון נתונים
(בספר שלוש תמונות:) מדגרה, דוד שמש, חממה
טמפרטורת המים, בתחילת הניסוי, בסוף הניסוי, הפרש
בפחית השחורה, -- מעלות צלזיוס, -- מעלות צלזיוס, -- מעלות צלזיוס
בפחית הלבנה, -- מעלות צלזיוס, -- מעלות צלזיוס, -- מעלות צלזיוס
1. חשבו: בכמה מעלות השתנתה טמפרטורת המים בפחית הלבנה?
2. חשבו: בכמה מעלות השתנתה טמפרטורת המים בפחית השחורה?
תוצאות (כיתתי)
1. שרטטו טבלה כיתתית לארגון תוצאות הניסוי של כל הקבוצות (הפרש הטמפרטורה בין הפחית הלבנה לפחית השחורה).
2. חשבו את הממוצע הכיתתי של הפרש הטמפרטורות בין הפחית הלבנה לשחורה.
שימו לב: מומלץ להשתמש בגיליון אלקטרוני לעיבוד הנתונים ולהצגתם בגרף.
מסקנות
1. באיזו פחית התחממו המים יותר: בפחית הלבנה או בפחית השחורה?
2. מה הקשר בין צבע הפחית לבין מידת התחממות המים?
חושבים מדע
- מה הייתה מטרת הניסוי?
- מה היו הגורמים הקבועים בניסוי?
- מה היה הגורם השונה בניסוי?
- מה הייתה תוצאת הניסוי?
- מה הייתה מסקנת הניסוי?
- מדוע היה חשוב לבצע את הניסוי בכמה קבוצות?
- מדוע חשוב היה להעמיד את מערכות הניסוי באותו מקום?
- נסחו שאלות חקר הקשורות לתופעת בליעת אור והחזרת אור.
*148*
משימה: בליעת אור בשירות האדם
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר כיצד האדם מנצל את תופעת בליעת האור לצרכיו.
- לתאר פתרונות טכנולוגיים המתבססים על תופעת בליעת האור.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
בליעת אור בשירות האדם
רוב האור המגיע מן השמש נבלע בתוך כדור הארץ והופך לחום. תופעה זו גורמת להתחממות ובעקבות כך עולה גם טמפרטורת האוויר בסביבה.
באזור מוצל מגיע פחות אור לקרקע, הקרקע מתחממת פחות, לכן קריר יותר בצל מאשר באור שמש ישיר. אור המגיע ממקור אור מלאכותי (נורה, לדוגמה) נבלע בתוך גופים ובעקבות כך הם מתחממים.
בני האדם מנצלים את תופעת בליעת האור למטרות חימום שונות:
- חימום מדגרות: במתקנים אלה מדגירים ביצי עופות באמצעות חום שמסופק באופן מלאכותי. החום מופק מהאור המופץ על ידי נורות חשמל (האור מומר לחום).
- חימום מים בדוד שמש: אור השמש נבלע בקולטים של דוד השמש והופך לחום, כך המים שבצינורות מתחממים. אנו נהנים ממקלחת חמה בזכות אור השמש.
- חממות: אור השמש חודר דרך הקירות השקופים של החממה אל תוכה, נבלע בקרקע, הופך לחום וכך החממה מתחממת. בצורה זו יוצרים סביבה עם טמפרטורה מתאימה לגידול צמחים.
מדגרות, דודי שמש וחממות הם דוגמאות לפתרונות טכנולוגיים שהאדם פיתח כמענה לצרכיו ומתבססים על תופעת בליעת האור.
(בספר שלוש תמונות:) מדגרה, דוד שמש, חממה
*149*
שאלות
1. מה משותף לדרך שבה גורמים להתחממות האוויר במדגרות, האוויר בחממה ולמים בדוד השמש?
2. אתם הולכים לים ביום קיץ חם...
ודאי הרגשתם לא פעם את הטמפרטורה הגבוהה של החול. אתם זקוקים לצל ומיד אתם מעמידים את השמשיה. מה יקרה לטמפרטורת החול שמתחת לשמשיה, כעבור כשעה? הסבירו את תשובתכם.
3. בקיץ הלוהט נעים יותר ללבוש בגדים בהירים מאשר בגדים כהים. הסבירו מדוע.
4. בארצות חמות, כמו בישראל וביוון, צובעים את גגות הבתים בצבע בהיר. הסבירו מדוע.
5. הביאו דוגמה לפתרון טכנולוגי שמבוסס על בליעת אור.
(בספר תמונה:) האי סנטוריני ביוון
אל הרשת (הרחבה)
- היכנסו לאתר אנרגיה בראש אחר.
- היכנסו לכיתות ג-ו.
- היכנסו לכיתה ו: בית חסכוני באנרגיה.
- היכנסו לשער 2: עקרונות לתכנון בית חסכוני באנרגיה.
- בחרו במשימה 4: מה הקשר בין צבע הבית לבין חיסכון באנרגיה?
*150*
חלק ד: שבירת אור
האור נע ומתקדם בקווים ישרים. בדרכו האור יכול להיתקל בגופים שקופים שדרכם הוא יכול לעבור, ובגופים אטומים שמהם הוא מוחזר. אילו תופעות נוספות מתרחשות בדרכו של האור?
משימה: האם האור יכול לשנות את מסלולו?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר מה יכול לגרום לאור לשנות את מסלול התקדמותו.
- לתאר ולהסביר את תופעת שבירת האור.
ציוד: כוס, מים, סרגל
הנחיות
מלאו כוס במים עד שני שלישים מגובהה ובצעו את התצפית המתוארת בשני המצבים הבאים:
1. מצב 1: טבלו את הסרגל במים והשעינו אותו על שפת הכוס. התבוננו בסרגל מלמעלה, מהצד ומזוויות שונות. כיצד נראה לכם הסרגל?
בדקו כיצד משפיע הכיוון שממנו אתם מתבוננים על מה שאתם רואים.
2. מצב 2: הוציאו את הסרגל מהמים. התבוננו בו, כיצד הוא נראה עכשיו?
*151*
סיכום
1. שערו: מדוע כאשר אנו מתבוננים בסרגל שהוצא מהמים הוא נראה "מתיישר"? מדוע הסרגל נראה "נשבר" בגבול שבין האוויר לבין המים? כדי להשיב על השאלות עלינו לזכור: אם רואים את הסרגל; סימן שאור (המוחזר ממנו) מגיע לעיניים.
א. דרך אילו חומרים חוזר האור בדרכו מהסרגל לעיניכם במצב 1 של התצפית? התייחסו לחלק הטבול במים ולחלק שאינו טבול במים.
ב. דרך איזה חומר מוחזר האור בדרכו מהסרגל לעיניכם במצב 2 של התצפית?
2. קראו את המידעון שבירת אור והסבירו בעזרתו את התופעה שגיליתם בתצפית.
מידעון: שבירת אור
האור המגיע לעינינו מגופים שונים בסביבה מאפשר לנו לראות אותם. כאשר קרני אור מגיעות אלינו בקווים ישרים מבלי לשנות כיוון, אנו רואים את החפצים בצורתם הרגילה (וכך קורה כאשר החפצים נמצאים פשוט באוויר, למשל).
כשהאור המגיע מהגופים עובר דרך יותר מאשר חומר שקוף אחד, הקרניים נשברות בגבול שבין החומרים השונים. שינוי הכיוון של קרני האור, המתרחש בגבול שבין חומר שקוף אחד לבין חומר שקוף אחר, נקרא שבירה.
למשל, במעבר ממים לזכוכית, מזכוכית לאוויר, מאוויר לזכוכית וכדומה. כיוון שאור מגיע אל עינינו מגוף אחד המצוי בשתי סביבות שקופות שונות, אנו רואים את דמותו כאילו נשברת במעבר בין שתי הסביבות.
*152*
היודעים אתם ש...
עדשות
גוף שקוף בעל צורה דומה לזו של טיפת המים נקרא עדשה קמורה. בדרך כלל העדשות עשויות מזכוכית או מפלסטיק. לעדשות יש דופנות מעוגלות, או דופן שטוחה ודופן אחת מעוגלת.
האור העובר דרך העדשה נשבר פעם אחת בכניסה דרך דופן אחת של העדשה ופעם נוספת ביציאה דרך הדופן השנייה. אם שתי הדופנות קמורות, העדשה נקראת עדשה דו קמורה. בשפת היומיום היא נקראת מגדלת.
באמצעות המגדלת האדם מגביר את יכולתו לראות פרטים קטנים מאוד שלא ניתן לראות בעין אנושית.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) מעבר קרני אור דרך עדשה דו קמורה
עדשות בשירות הארת
כבר בתקופת יון העתיקה והאימפריה הרומית ידעו כי אפשר לראות גופים קטנים בהגדלה מבעד לשברים של זכוכית ומבעד לכלים כדוריים מזכוכית המלאים במים. בעדשות האלה לא ראו בבירור כי באותם ימים לא ידעו לייצר זכוכית שקופה. רק לפני 400 שנה הצליחו בני האדם לייצר זכוכית שקופה וליצור ממנה עדשות טובות. עדשות אלה שימשו כמגדלות לחוקרים שהתבוננו בחרקים וגילו לתדהמתם פרטים רבים שלא ראו ללא העדשות.
*153*
במאה ה-17 מדען הולנדי בשם אנטוני לוונהוק הצליח ללטש עדשות ולהציב אותן במכשיר כך שהגדילו עד פי מאתיים. למכשיר שלו קרא בשם מיקרוסוקופ (ביוונית: מיקרו - קטן, סקופ - לראות). המיקרוסקופ הוא מכשיר שמאפשר לראות פרטים קטנים בהגדלה. הודות למיקרוסקופ גילה לוונהוק תגליות חשובות: הוא גילה יצורים זעירים שחיים במים, חיידקים שמצטברים בשיניים, את המבנה של תאי שריר ועוד.
במאה ה-17 מדען איטלקי בשם גליליאו גליליי בנה בעזרת עדשות מכשיר המאפשר להגדיל ולראות בבירור גופים הנמצאים רחוק - זהו הטלסקופ (ביוונית: טל - רחוק, סקופ - לראות). הודות לטלסקופ גילה גליליי תגליות חשובות: הוא גילה את מבנה פני הירח, וארבעה מירחיו של כוכב הלכת צדק. ירחים אלה נקראים ירחים גליליאניים. כיום ידועים יותר מ-50 ירחים לכוכב לכת צדק. כמו כן הוא גילה שכוכב הלכת נוגה מקיף את השמש ואינו מפיץ אור משלו.
מאז ימי לוונהוק וימי גליליאו התפתחו והשתכללו המיקרוסקופים והטלסקופים ובעזרתם התרחב הידע המדעי על אודות היצורים החיים ועל אודות היקום.
דיון
1. הביאו דוגמה מתוך קטע המידע לתרומה של הטכנולוגיה להתפתחות הידע המדעי.
2. הביאו דוגמה מתוך קטע המידע לתרומה של הידע המדעי להתפתחות הטכנולוגית.
3. תארו את הקשר שבין מדע לבין טכנולוגיה בתקופה שבה אנו חיים.
(בספר שתי תמונות:) טלסקופים, מיקרוסקופים
*154*
חלק ה: אור וצבע
כל העולם סביבנו צבעוני. כיצד קורה שיש עושר כה רב של צבעים? אולי זה יפתיע אתכם: הסיבה לכך היא האור.
משימה: כל צבעי הקשת
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר ממה מורכב האור הלבן.
- להסביר את הקשר בין אור וצבע.
- להסביר תופעות של צבעים בטבע הקשורות לאור.
ציוד: מנסרה משולשת עשויה חומר שקוף (זכוכית, פלסטיק), דגם של גלגל ניוטון
פעילות 1
הנחיות
א. האפילו את החדר והשאירו בחלון חריץ שדרכו יחדור פס צר של אור שמש.
ב. כוונו את אחת הפאות של המנסרה אל עבר פס האור והתבוננו בקיר אשר מול החלון.
ג. שימו לב לצבעים המתקבלים על הקיר. רשמו אותם לפי הסדר.
ד. נסו להטות מעט את המנסרה. האם סדר הצבעים השתנה?
פעילות 2
הנחיות
א. לפניכם גלגל צבעים. מהם הצבעים ובאילו סדר הם מופיעים?
ב. סובבו במהירות את הגלגל. האם רואים את צבעי הגלגל? מה רואים?
(בספר תמונה של גלגל ניוטון)
*155*
סיכום
1. איזה קשר בין אור לצבע גיליתם בשתי הפעילויות?
2. קראו את המידעון האור הלבן והשיבו על השאלות.
מידעון: האור הלבן
בשנת 1666 ערך המדען אייזק ניוטון ניסוי מפורסם שבו הוכיח כי האור מורכב מהרבה צבעים. ניוטון הראה שאור העובר דרך מנסרה מתפצל לצבעים לפי הסדר הבא: אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול וסגול. לקשת הצבעים הנראים לפי הסדר קוראים הספקטרום הנראה של האור ולאור השמש חסר הצבע קוראים אור לבן. לתופעת השבירה של האור קוראים נפיצה.
ניוטון גילה תופעה נוספת: בגלגל צבעי קשת שמסתובב במהירות נראה לבן (ולא צבעוני). כתוצאה מהסיבובים מתערבבים במוחנו כל צבעי האור המוחזרים ממנו לעינינו ונותנים לנו תחושה של אור לבן.
ניסוי הנפיצה וגלגל ניוטון הוכיחו שאור השמש הוא אור לבן, המכיל את כל צבעי האור.
שאלות
1. כשמטפטף גשם וקרני שמש "מגיחות" מבין העננים, רואים לעתים קשת בענן. מהו ההסבר לתופעה?
2. הביאו דוגמאות נוספות של נפיצת אור.
(בספר תמונה:) מנסרה משולשת
*156*
בחלק א של הפרק למדנו ש...
מקורות אור
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:
- -- -- הוא גוף שמייצר אור, וממנו הוא מופץ לסביבה.
- קיימים מקורות אור/גופים מפיקי אור טבעיים: שמש, כוכבים, ברקים, ועוד.
- האדם פיתח מקורות אור/גופים מפיקי אור -- : מדורה, לפיד, נר, נורה חשמלית ועוד.
- קיימים גופים מפיקי אור (שמש, נר, נורה, גחלילית) וגופים -- -- (ירח, כוכבי לכת, מראה).
תכונות האור
- האור הנפלט ממקור אור נע ומתקדם לכל הכיוונים -- --.
- האור עובר דרך גופים שקופים ושקופים למחצה ואינו עובר דרך -- --.
- כשגוף אטום עומד בדרכו של האור, נוצר מאחורי הגוף האטום צל.
- כאשר גוף אטום מואר, נבלע חלק מן האור בתוך הגוף, וחלק מוחזר ממנו, בדרך כלל בצורה מפוזרת לכל הכיוונים.
- -- -- מחזירים את רוב האור המגיע אליהם, גופים כהים בולעים את רוב האור המגיע אליהם. אור הנבלע בתוך גוף מחמם אותו.
- כאשר האור עובר מחומר שקוף אחד לחומר שקוף אחר, המסלול הישר של האור משתנה במשטח המפגש בין החומרים. לתופעה זו קוראים -- --.
- -- -- הוא תערובת של אור בכל צבעי הקשת (הספקטרום).
- האדם מנצל את -- -- לשימושים שונים בחיי היומיום, כגון: מראות, עדשות, מחזירי אור, דודי שמש וחממות.
מיומנויות שהפעלנו...
- ביצענו ניסויים ותצפיות.
- ערכנו השוואה בטבלה והסקנו מסקנות.
- ניסחנו הסברים מנומקים.
- הסקנו מסקנות וניסחנו הכללות.
- עבדנו בכלים מתוקשבים.
- עבדנו בשיתוף פעולה.
- הצענו פתרונות טכנולוגיים.
*157*
במבט חוזר
לפניכם משימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
ו. בימי קדם נהגו להדליק משואות על ראשי ההרים הגבוהים כדי לבשר לאנשים שהגיע ראש חודש. הסבירו איזו מבין תכונות האור סייעה לאנשים שחיו במקומות מרוחקים - בצפון, במזרח, במערב, בדרום - לדעת שראש חודש הגיע?
2. מטיילים תעו במדבר. הציעו מה עליהם לעשות כדי שצוותי החילוץ יוכלו לאתר אותם וידעו באיזה כיוון ללכת כדי להגיע אליהם.
3. ילדה פוסעת בלילה, לאור פנסי הרחוב, ורואה לפניה את צלה (איור 1). אם תעבור לעמוד בצד השני של הפנס, תגלה צל נוסף (איור 2). הסבירו מדוע זה קורה.
(בספר שני איורים, היעזרו במנחה)
4. תלמידי כיתה ו ישבו במעגל סביב מדורה קטנה ושרו.
א. האם כל היושבים במעגל ראו את האור המופץ מהמדורה? נמקו.
ב. תוך כדי השירה, עמרי נעמד מול המדורה והוסיף לה קרשים. האם גם עתה כל היושבים במעגל ראו את האור המופץ מהמדורה? נמקו.
5. "כשיוצאים לרכוב על אופניים בחושך רצוי ללבוש חולצה בהירה" - ממליצים הורים לילדיהם. כתבו הסבר משכנע לתלמידים מדוע עליהם לקבל את ההמלצה של הוריהם.
6. ילדה רוכבת על אופניים בלילה. הילדה רואה לפניה מכונית שפנסיה דולקים. מה ההסבר לכך שאפשר לראות את פנסי המכונית?
*158*
7. (רשות) מעשה בשלדג, בחסידה, בדג קטן ובדג גדול. לדג הקטן יש אויבים רבים וכולם חושקים בו לארוחת צהריים. השלדג על העץ, החסידה שעל שפת האגם וגם הדג הגדול שבמים. אילו בעלי החיים רואים את הדג הקטן במקום שהוא נמצא באמת? נמקו את תשובתכם.
(בספר איור המתאים לשאלה, היעזרו במנחה).
*159*
חלק ב: חוש הראייה
כיצד אנו רואים?
תנאי חשוב לראייה הוא אור. אך לא די באור. נוכל לראות רק אם האור ייקלט על ידי העיניים. מבנה העיניים מופלא לא פחות מיופיין החיצוני. הוא מותאם לתפקודן: לאפשר לנו לראות ולקיים תקשורת עם הסביבה. מהו מבנה העיניים וכיצד הן מאפשרות לנו לראות?
משימה: נכיר את מבנה העין
חוקרים ומגלים
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר את חלקי העין החיצונית והפנימית של האדם ואת תפקודיהם בראייה.
- לערוך תצפית בעין ממשית, באיור ובדגם.
- להפיק ולהציג מידע בדרכים שונות.
חלק א: סלקי העין החיצוניים
ציוד: מראה קטנה
בטיחות!
אין לגעת בעיניים!!!
הנחיות
היעזרו במידעון חלקי העין החיצוניים (עמוד 161) ובצעו את התצפית.
1. התבוננו בעזרת מראה בעין שלכם וזהו בה את החלקים המופיעים היעזרו באיור הבא:
(בספר איור, היעזרו במנחה:) העין החיצונית
קרנית (כיפה שקופה)
אישון
קשתית (החלק הצבעוני)
לובן העין
*160*
2. ציירו את החלקים החיצוניים של העין כפי שהם ניבטים מבעד למראה.
3. כתבו על גבי הציור את שמות החלקים הבאים: גבה, ריסים, עפעף עליון, עפעף תחתון, לובן העין, קשתית (החלק הצבעוני) ואישון (העיגול השחור במרכז הקשתית).
4. הסבירו כיצד תורם כל אחד מהחלקים הבאים להגנת העין - ארובת העין (רשות), גבה, עפעף, ריס.
5. התבוננו מהצד בעין של חברכם או חברתכם וזהו בה מעין כיפה שקופה שבולטת קדימה. זוהי הקרנית. הוסיפו את הקרנית לציור.
בטיחות!
אין לגעת בעיניים!!!
6. התבוננו היטב באישון של חבר/ה.
א. מה אתם רואים בו?
ב. מדוע, לדעתכם, ניתן לו השם אישון? היעזרו במילון.
ג. בקשו מחבר/ה לעצום את העיניים ולכסות אותן בידיים.
ד. ספרו עד 20 ובקשו ממנו/ממנה להסיר את הידיים בבת אחת ולפקוח את העיניים.
ה. היו מוכנים והתבוננו באישונים באותו הרגע שעיניו/עיניה נפקחות. מה אתם רואים?
ו. נסו להסביר את התופעה שראיתם.
*161*
מידעון: חלקי העין החיצוניים
לעין יש צורה של כדור שנקרא גלגל העין. גלגלי העיניים נמצאים בשקעים שנקראים ארובות העיניים. ארובות העיניים מגנות על העיניים. שרירים מחברים את העיניים לעצמות ומאפשרים תנועה של העיניים לכיוונים שונים. על החלק הקדמי של העין מגנים גם העפעפיים, הריסים והגבות.
החלק הקדמי הלבן של העין נקרא לובן העין, והחלק הצבעוני נקרא קשתית. במרכז הקשתית נמצא פתח הנקרא אישון. הקשתית מתרחבת כשיש מעט אור ומצטמצמת כשיש הרבה אור. על ידי כך מווסתת הקשתית את כמות האור החודרת לעין. הקשתית והאישון מכוסים בשכבה שקופה, היא הקרנית. הקרנית מסייעת בריכוז קרני האור.
חלק ב: חלקי העין הפנימיים
ציוד: דגם של עין, מפה של עין
הנחיות
התבוננו בדגם של עין אנושית, עיינו באיור שמציג חתך של עין אנושית, קראו את המידעון חלקי העין הפנימיים וחקרו את המבנה הפנימי של העין.
מידעון: חלקי העין הפנימיים
בתוך העין, מאחורי הקשתית נמצאת העדשה. העדשה מוחזקת במקומה בעזרת סיבים. העדשה שקופה וגמישה - הסיבים יכולים למתוח אותה או לדחוס אותה ועל ידי כך לשנות את עובייה. תפקיד העדשה הוא לרכז את קרני האור. החלק הפנימי האחורי של העין הוא הרשתית. ברשתית נמצאים תאי חישה שתפקידם לקלוט את האור. מהחלק האחורי של העין יוצא עצב הראייה לכיוון המוח.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) חתך של עין אנושית
*162*
1. זהו באיור ובדגם את חלקי העין הפנימיים הבאים: עדשה, רשתית ועצב ראייה.
2. מי אני?
א. בי נמצאים תאי חישה לקליטת האור.
ב. אני מרכזת את קרני האור.
ג. אני מקשר בין העין לבין המוח.
3. (העשרה) קראו במקורות מידע על בלוטת הדמעות והשיבו: היכן היא ממוקמת בעין? מהו התפקוד של בלוטת הדמעות?
(בספר תמונה:) דגם בלוטת הדמעות - בלוטת הדמעות, צינור ניקוז הדמעות.
אל הרשת
1. היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
2. בחרו בכיתה ו.
3. בחרו בנושא: גוף האדם ובריאותו.
4. היכנסו לפעילות: מבט על העין.
- סובבו את שני הדגמים של העין המוצגים לפניכם וקראו את המידע על כל מרכיב בעין.
- בצעו את הפעילות כיצד העין בנויה?
*163*
תהליך הראייה
בתקופות קדומות חשבו בני האדם שבתהליך הראייה "יוצא משהו" מהעיניים אל הגוף שעליו מסתכלים. היו כאלה שחשבו שהעין היא מקור של קרני אור - כלומר, ממנה יוצאות קרני האור ובעזרתן נוכל לגלות גופים שנמצאים בסביבה.
מה הקשר בין קרני האור לבין העין?
מהו הקשר בין מבנה העין לבין תפקודה?
משימה: כיצד אנו רואים?
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר את תהליך הראייה.
- להציג מידע בטבלה.
קראו את שני חלקי קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
כיצד אנו רואים?
חלק א: קולטים גירוי אור
תהליך הראייה מתחיל בקליטת קרני האור. קרני האור מגיעות לעין. לפעמים קרני האור מגיעות אלינו ישירות ממקור האור (טבעי או מלאכותי) - למשל מנורה דולקת או מלהבת נר. אך על פי רוב, האור המגיע לעין הוא אור שמוחזר אלינו מגופים שאינם מקור אור.
קרני האור שמגיעות לעינינו עוברות דרך הקרנית שמסייעת בריכוז האור, חודרות מבעד לאישון ופוגעות בעדשה שנמצאת מאחוריו. העדשה מרכזת את קרני האור. האור ממשיך ועובר בתוך העין עד שהוא מגיע לרשתית. בעזרת העדשה קרני האור מתרכזות בנקודה אחת הנקראת מוקד. על הרשתית נוצרת דמות מוקטנת והפוכה של הגוף. ברשתית יש תאי חישה, והם קולטים את גירוי האור והופכים אותו לדחף עצבי.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) תהליך הראייה.
*164*
חלק ב: מעבדים מידע במוח
על הרשתית נוצרת דמות מוקטנת והפוכה ובכל זאת איננו רואים במהופך! כיצד זה קורה? הדחפים העצביים, שנוצרו מקליטת גירוי האור, מגיעים באמצעות עצב הראייה אל אזור הראייה שבמוח ושם המוח מעבד אותם במנגנונים שעדיין אינם מובנים עד סופם: המוח מיישר את התמונה, מגדיל אותה, מפענח את צורתה, את המרחק שלה מאיתנו ואת המשמעות שלה - כך אנחנו רואים!
תהליך הראייה מתחיל בעיניים, אבל ממשיך במוח.
(בספר איור:)
(הילדה אומרת:) הבנתי... אנחנו רואים במוח!
(הילד אומר:) נכון! במוח האור הופך לתמונה.
שאלות
1. התבוננו סביב: מאין מגיעות קרני אור לעיניכם? התייחסו למקורות אור וכן לאור מוחזר.
2. שרטטו את הטבלה הבאה והשלימו בה את המידע.
טבלה לארגון מידע: חלקי העין ותפקודם
(בספר איור, היעזרו במנחה)
חלקי העין/תפקוד, איזה תפקוד יש לחלק בתהליך הראייה?, כיצד יושפע תנליך הראייה אם החלק יפגע?
קרנית, --, --
עדשה, --, --
רשתית, --, --
עצב הראייה, --, --
אזור הראייה במוח, --, --
3. עיניו של אדם תקינות לחלוטין, אך העצבים היוצאים מהעיניים אל המוח נפגעו בתאונה ויצאו מכלל שימוש. האם אדם זה יוכל לראות?
היעזרו במידע שבטבלה לביסוס תשובתכם.
*165*
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
1. בחרו בנושא: גוף האדם ובריאותו.
2. בחרו בכיתה ו.
3. היכנסו לפעילות: אני רואה, אני פועל.
בפעילות מתואר האירוע הבא: הילד רואה תפוח, התפוח מוצא חן בעיניו והוא שולח את ידו לתפוח ומגיש אותו לפיו. עקבו אחר תהליך הראייה החל משלב קליטת מראה התפוח, דרך עיבוד המידע במוח ועד התגובה של היד.
שומרים על בריאות העיניים
יש לנו רק שתי עיניים, ועליהן לשרת אותנו כל ימי חיינו. העיניים הן איבר עדין ורגיש ולכן חשוב ביותר לשמור עליהן מפני כל פגיעה. הן חשובות כל כך שמכאן הביטוי "שמר עליו כעל בבת עינו".
*166*
משימה: כיצד נשמור על בריאות העיניים?
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר גורמים שעלולים לפגוע בבריאות העיניים.
- להסביר כיצד יש לשמור על בריאות העיניים.
- לנסח טענה שמבוססת על נימוקים (טיעון).
- להציג מידע בדרכים מגוונות (מתוקשבות).
לפניכם רשימה של כללים לשמירה על בריאות העיניים. קראו את הכללים והשיבו על השאלות.
כללים לשמירה על בריאות העיניים
- יש להיזהר ממשחקים מסוכנים שבהם גופים וחומרים זרים עלולים לחדור לעיניים ולפצוע אותן (אבנים, שבבים, גיצים, חומצות וכדומה).
- יש לשמור על ניקיון העיניים: לא ניגע בעיניים בידיים מזוהמות, כדי לא להעביר אליהן חיידקים נושאי מחלות.
- אין לאמץ את העיניים יתר על המידה: כשקוראים, כשכותבים, כשצופים בטלוויזיה או כשמביטים בצג של מחשב זמן ממושך, מתאמצים שרירי העיניים. על כן חשוב להפסיק מדי פעם ולאפשר לעיניים לנוח.
- יש להקפיד להרכיב משקפי שמש שמסננים קרינה על-סגולה בשעה שנמצאים בשמש. אין להסתכל ישירות על השמש.
- אין להסתכל אל תוך קרן אדומה של קרן ליזר. קרן ליזר עלולה לגרום נזק לרשתית ולפגוע בראייה לתמיד.
- יש לערוך בדיקה תקופתית אצל רופא עיניים לבדיקת תקינות הראייה ולשיפורה באמצעות אמצעים טכנולוגיים, כמו משקפי ראייה או עדשות מגע.
- יש להשתמש במשקפי מגן במעבדה כאשר מבצעים ניסויים בחומרים מסוכנים ובאש.
שאלות
1. אילו פעילויות עלולות לפגוע בעיניים ואילו פעילויות עלולות לגרום להן להתאמץ יתר על המידה?
2. אילו מרכיבים בסביבה עלולים לפגוע בבריאות העיניים?
3. כתבו סיסמה המסבירה מדוע חשוב לשמור על בריאות העיניים. הביאו נימוקים להצדקת הטענה שלכם (טיעון).
4. הציגו את הסיסמה בדרך שתבחרו: מצגת, סרטון, כרזה, קומיקס וכדומה.
*167*
בחלק ב של הפרק למדנו ש...
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:
- העין היא -- שמותאם לקליטת אור.
- חלקי העין החיצוניים הם: --, הקרנית והאישון. חלקים נוספים הם הגבות, העפעפיים והריסים.
- חלקי העין הפנימיים הם: העדשה, הרשתית ו-- --; חלקים אלה שותפים בתהליך הראייה.
- האור הנכנס לעין עובר דרך הקרנית, האישון, העדשה בדרכו לרשתית.
- תאי החישה קולטים את האור שמתורגם -- -- שעובר לעצב הראייה. הדחף העצבי מגיע לאזור הראייה במוח; המוח מעבד את המידע הזה והופך אותו למראה.
- חשוב לשמור על בריאות העיניים - לשמור על ניקיון העיניים, להיזהר מפציעה, להרכיב משקפי שמש, לבדוק את תקינות הראייה ועוד.
- משקפיים ועדשות מגע הם -- -- לשיפור הראייה.
מיומנויות שהפעלנו...
- ביצענו ניסויים ותצפיות.
- אירגנו מידע בטבלה והסקנו מסקנות.
- ניסחנו טיעון הכולל ראיות והנמקה.
- הסקנו מסקנות וניסחנו הכללות.
- הצגנו מידע בדרכים מגוונות: טבלה, כרזה.
- הפעלנו כלים מתוקשבים.
- עבדנו בשיתוף פעולה.
*168*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. סדרו את חלקי העין לפי הסדר שדרכו עובר האור מהעצם שבו מביטים ועד המוח: רשתית, אישון, קרנית, עצב הראייה, עדשת העין.
2. כתבו משפט המתאר את הקשר שבין אור לבין ראייה.
3. לפניכם איור של חתך עין אדם. כתבו את השמות של חלקי העין לפי המספרים.
(בספר איור, היעזרו במנחה)
4. היעזרו במחסן המילים: אישון, עדשה, שרירים, קרנית, עצב הראייה, רשתית, קשתית, לובן העין.
5. ארגנו את הפעולות הבאות ברצף שידגים את תהליך הראייה מרגע שראיתם עיפרון ועד הרגע שהתחלתם לכתוב:
- המוח העביר הוראה לשרירי היד לכתוב.
- תאי החישה שברשתית קלטו את האור שהגיע מהעיפרון.
- היד נשלחה והחזיקה את העיפרון.
- המידע עבר עיבוד במוח, עד שהתקבל הפענוח: זהו עיפרון!
- המידע עבר מהעין אל המוח באמצעות עצבים.
6. לפניכם כללים לשמירה על בריאות העיניים שניסחו ילדים שונים. הסבירו לגבי כל אחד מהכללים כיצד הוא מונע פגיעה בעיניים.
א. ניזהר ממשחקים מסוכנים (אבנים, שבבים, גיצים, חומצות, עט לייזר).
ב. לא ניגע בעיניים בידיים מזוהמות.
ג. נפסיק מדי פעם בפעם לקרוא, לכתוב להסתכל במסך הטלוויזיה או המחשב.
ד. נרכיב משקפי שמש בים, בבריכה או בטיול.
ה. נלך לבדיקות ראייה תקופתיות.
*169*
יש לנו אתגר!
הוזמנתם להציג מוצר חדשני בתערוכה של מוצרים טכנולוגיים בהם המראה היא רכיב מרכזי. משימתכם היא לתכנן ולבנות מוצר שימושי חדשני שיש בו מראה.
רגע לפני...
חוקרים את תפקיד המראה ואת תכונותיה
ו. הגדירו את המטרה העיקרית של המראה. למה היא מיועדת?
2. כיצד מבנה המראה מותאם להשגת המטרה שלשמה היא הומצאה? היעזרו בסעיפים הבאים:
- מראה רגילה עשויה מזכוכית. בגב הזכוכית מרוח חומר.
אם נמרח את החומר הזה על אריח מקרמיקה, האם החומר יגרום לאריח לתפקד כמראה?
- האם במקום זכוכית אפשר להשתמש בחומר אחר?
- התבוננו בדמותכם בכף מתכת. האם כף מתכת יכולה לשמש כמראה?
- הפכו את כף המתכת? מה אתם רואים?
- האם כאשר מתבוננים בכף משני הצדדים שלה רואים את אותה התמונה?
- מה גורם להבדל בהשתקפות השונה בין שני צדי הכף?
3. סכמו:
- מהו התפקיד או המטרה של מראה?
- מהן התכונות של החומרים שגורמות למראה לתפקד ככזאת?
- כיצד משפיעים הצורה או המבנה של המראה על התפקיד שלה?
יוצאים להרפתקה
לאילו מטרות מעניינות וחדשניות נוכל לנצל את התפקיד ואת התכונות של מראות?
מעלים רעיונות
1. הביאו דוגמאות של מוצרים שלצורך תפקודם שולבה בהם מראה.
2. העלו רעיונות למוצרים חדשים שבהם המראה היא רכיב מרכזי. לכל רעיון למוצר לשמו בטבלה (ראו דוגמה בעמוד הבא):
- תיאור הרעיון למוצר.
- הצורך שעליו המוצר נותן מענה.
- תפקיד המראה במוצר.
*170*
טבלה לארגון מידע: רעיונות למוצרים
(בספר שתי תמונות:)
מספר הרעיון למוצר, תיאור הרעיון למוצר, על איזה צורך המוצר יכול לתת מענה?, מהו תפקיד המראה במוצר?
1, --, --, --
2, --, --, --
3, --, --, --
3. מבין הרעיונות למוצרים שהעליתם, בחרו רעיון אחד למוצר שאותו תרצו לתכנן ולבנות.
א. הציעו קריטריונים שעל פיהם תבחרו את הרעיון למוצר שאותו תרצו לתכנן ולבנות (דרישות מהמוצר ואילוצים).
ב. הכינו טבלת השוואה (ראו דוגמה), השוו בין הרעיונות בעזרת הקריטריונים שהצעתם ובחרו את הרעיון המתאים ביותר.
(בספר שתי תמונות:)
טבלת השוואה: רעיונות למוצרים
קריטריונים/רעיונות, רעיון 1, רעיון 2, רעיון 3, רעיון 4, רעיון 5
אילוצים של עלות, --, --, --, --, --
שיקולים של בטיחות, --, --, --, --, --
דרישה לחומרים שאינם בני השגה, --, --, --, --, --
אחר:-- , --, --, --, --, --
(בספר איור:)
תמונה 1 - מראה של רופא שיניים
(בספר איור:)
תמונה 2 - מראה כדורית בכביש
*171*
(בספר איור:)
(הילדה אומרת:) איך הופכים רעיון למוצר?
(הילד אומר:) בשביל זה יש לנו את נוט תהליך התיכון
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) נוט תהליך התיכון נמצא בארגז הכלים שבסוף הספר.
(בספר מוצגים השלבים בתהליך התיכון והקשרים ביניהם)
(נקודת ההתחלה:) בעיה/צורך -
- הגדרת הבעיה דרישות ואילוצים
- העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים
- חקירה, הערכה, ביצוע
- תכנון ובניית דגם או אב טיפוס
(התוצאה:) פתרון מתאים
אל תשכחו בסיום התהליך להכין תווית למוצר:
- שם המוצר: --
- מטרת המוצר: --
- קהל היעד של המוצר: --
- רכיבים שמהם עשוי המוצר: --
- חומרים שמהם עשוי המוצר: --
- הפעולה או התפקיד של המראה במוצר: --
- תכונות האור (בליעת אור, החזרת אור, שבירת אור) שעליהן מתבססת פעולת המוצר: --
- תמונת המוצר: --
רגע אחרי...
1. כיצד עזר לכם נוט תהליך התיכון להתמודד עם האתגר?
2. האם היו לכם קשיים בתהליך? אם כן, תארו אותם.
3. כיצד תרמה לכם עבודת הצוות להצלחת התהליך?
*172*
*172*
קולות השדה
אם תקשיב היטב, אתה תשמע
כנפיים נפרשות
קריאות עורב והדהודי פרסות
ברוח החמה
קולות העשב והאדמה.
מאת: אהוד מנור
איזו חשיבות יש לחוש השמיעה בחיינו ומה צריך להתקיים בסביבה כדי שנשמע?
*173*
בעקבות הלמידה - נדע...
קול
- לתאר תופעות של קול.
- לתאר תכונות של קול.
- לתאר שימושים בגלי קול.
שמיעה
- להסביר את הקשר בין גלי קול לבין חוש השמיעה.
- לתאר את מבנה איבר חוש השמיעה ואת תפקודו.
- לתאר את תהליך השמיעה.
- להסביר כיצד יש לשמור על בריאות האוזניים.
- לתאר אמצעים לשיפור השמיעה.
מושגים שנלמד
קול
- תכונות הקול: גלי קול, עוצמת קול, גובה קול, התפשטות הקול, בליעת קול, החזרת גלי קול (הד).
- אקוסטיקה, סונר, אולטרסאונד.
שמיעה
- מבנה האוזן: אפרכסת, תעלת השמע, עור התוף, אוזן תיכונה (עצמות שמע), אוזן פנימית, שבלול, עצב השמע.
- תהליך השמיעה, תאי חישה, עצב השמע, דחף עצבי, עיבוד מידע במוח.
- שמירה על בריאות האוזניים: בדיקת שמיעה, הימנעות מרעש, אוזניות, אטמי אוזניים, מכשיר שמיעה.
מיומנויות שנפעיל
- להפיק מידע ממקורות שונים: קטעי מידע, איורים, דגמים.
- לתאר קשרים בין רכיבים.
- לנסח הסבר הכולל ראיות והנמקה (טיעון).
- לנתח אירועים ולהסיק מסקנות.
- לערוך תצפיות וניסויים.
- להציג מידע בדרכים מגוונות: איור, כרטיס אפיון, תרשימי זרימה.
- לנתח שיקולי דעת בניסויים מדעיים.
- לבצע תהליך תיכון של מוצר.
*174*
בפרק זה שני חלקים:
חלק א: קול מהו?
חלק ב: שמיעה
חלק א: קול מהו?
קול
אנו קולטים שפע של קולות בסביבה שבה אנו חיים. ציוץ של ציפורים, רחש הגלים, צלצולי הטלפון, צלילי מוזיקה, קולות של רעמים, צופרי אזעקה, זמזום של דבורים ורעש של מכונות וכלי תחבורה - אלה דוגמאות לקולות שאנו שומעים בעזרת חוש השמיעה. מהו קול?
משימה: תופעות קול
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר תופעות הקשורות בהפקת קולות ואת הגורמים להן.
- לשער השערות על הסברים אפשריים לתופעות.
- לנסח הסבר מדעי בעקבות התנסות.
פעילות 1: הבלון המעופף
ציוד: בלון, משקפי מגן
הנחיות
1. הרכיבו משקפי מגן ונפחו בלון. תארו: מה נמצא בתוך הבלון ומה נמצא בסביבת הבלון?
2. אחזו בעזרת האצבעות את פיית הבלון ואל תיתנו לאוויר לצאת מתוכו.
3. שערו: מה צפוי להתרחש כאשר תשחררו את אחיזת האצבעות מפיית הבלון?
4. כתבו לפחות שתי התרחשויות צפויות.
5. שחררו את הבלון. תארו את התופעות שהתרחשו.
6. באילו חושים קלטתם את התופעות?
7. שערו: מה גרם לתופעות הללו?
*174*
פעילות 2: המלח המקפץ
ציוד: קופסת שימורים ריקה שהבסיסים שלה הוסרו משני צדיה, ניילון נצמד, גומייה, רמקול המחובר למקור מוזיקה (נגן MP3, מחשב, רדיו...), מלח דק
בטיחות!
הפעילות תבוצע בהדגמה על ידי המורה בלבד!!! המורה תרכיב משקפי מגן.
הנחיות
1. מתחו ניילון נצמד על בסיסה האחד של קופסת שימורים.
2. הדקו את הניילון באמצעות הגומייה.
3. הניחו את הרמקול "בשכיבה" - הפנו כלפי מעלה את החלק שממנו בוקעים הקולות.
4. העמידו את הקופסה על החלק שממנו בוקעים הקולות מהרמקול - כאשר הניילון מופנה כלפי מעלה.
5. פזרו מעט מלח דק על הניילון הנצמד.
6. שערו: מה צפוי להתרחש כאשר נפעיל את המוזיקה בעוצמות שונות?
7. כתבו לפחות שתי התרחשויות צפויות.
8. הפעילו את מקור המוזיקה בעוצמות שונות ותארו את התופעות שהתרחשו.
9. באילו חושים קלטתם את התופעות?
10.שערו: מה גרם לתופעות שבהן צפיתם?
*176*
סיכום
קראו את המידעון מהו קול? והשיבו על השאלות שבסופו.
מידעון: מהו קול?
קול הוא סוג של גל אשר מתפשט בגז (אוויר), בנוזל או במוצק. גל קול נושא איתו אנרגיה - אנרגיית קול, כפי שאור (שהוא גם סוג של גל) נושא אנרגיה - אנרגיית אור. גלי הקול הם תנודות (רעידות) בתוך חומר. מה יכול לגרום לחומר להתנודד? זאת נבחן בעזרת הדוגמה הבאה:
כאשר פורטים על מיתר של גיטרה, המיתר מתנודד (רוטט) כמו קפיץ שנע הלוך וחזור. המיתר המתנודד מניע את האוויר הסמוך אליו וגורם ליצירת תנודות גם בתוכו. התנודות הולכות ומתפשטות הלאה באוויר בדומה לתנועה של גלים הנוצרים בעקבות זריקת אבן לבריכה.
התנודות בתוך החומר (במקרה זה אוויר) הן גלי קול. אם נניח אצבע יציבה ונפסיק את תנועת המיתר, ייפסקו תנודות האוויר (גלי הקול) ולא נוכל לשמוע עוד את צלילי המיתר.
שאלות
1. כתבו הסבר מדעי לכל אחת מהתופעות שגיליתם בשתי הפעילויות. שימו לב: חשוב לכלול בהסבר את הרכיבים הבאים ואת הקשר ביניהם:
א. תיאור התופעה - מה קרה?
ב. תיאור הגורמים - מה גרם לתופעה?
2. מה משותף לשתי התופעות? הסבירו.
3. כאשר מפסיקים לפרוט על מיתרים של גיטרה - אנו חדלים לשמוע את הקולות. מהו ההסבר המדעי לכך?
(בספר תמונה:) תנודות במים
מילון:
תנודה: תנועה של גוף הנטוע במקומו הלוך וחזור, קדימה ואחורה או למעלה ולמטה לסירוגין. אפשר להמחיש תנודה כאשר מותחים גומייה ופורטים עליה.
*177*
תכונות הקול
בפרק זה תחקרו בעזרת ניסויים ותצפיות את תכונות הקול ותכירו תופעות ואמצעים טכנולוגיים הקשורים בהן.
בפרק ארבעה חלקים:
חלק א: עוצמת קול וגובה קול: עמודים 177-180.
חלק ב: התפשטות הקול: עמוד 181.
חלק ג: מעבר קול בגופים: עמודים 182-184.
חלק ד: החזרת קול ובליעת קול: עמודים 185-189.
חלק א: עוצמת קול וגובהה קול
מה ההבדל בין לחישה לבין צעקה?
מה ההבדל בין קול סופרן (גבוה) לקול בס (נמוך)?
משימה: מהי עוצמת קול ומהו גובה קול?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את שתי תכונות הקול: עוצמת קול וגובה קול.
- לנסח כלל (קשר בין רכיבים).
- לתאר את הביטוי של תכונות הקול בחיי היומיום.
ציוד: סרגל פלסטיק
פעילות 1: קולות חלשים... קולות חזקים
הנחיות
1. הצמידו בחוזקה סרגל פלסטיק אל השולחן כך ששליש מאורכו יבלוט החוצה.
2. דחפו או כופפו בעדינות את קצהו הבולט כלפי מטה ומיד הרפו.
3. התבוננו בתנודות שנוצרו בסרגל והקשיבו לעוצמת הקול שנוצרה (חזקה/חלשה).
*178*
4. דחפו או כופפו שוב את החלק הבולט של הסרגל כלפי מטה, אך הפעם דחפו חזק יותר. מה קרה לעוצמת הקול?
5. משכו שוב את החלק הבולט של הסרגל כלפי מטה, אך הפעם דחפו חזק יותר. מה קרה לעוצמת הקול?
6. נסחו כלל המתאר את הקשר בין עוצמת הקול לבין האנרגיה המושקעת כדי ליצור את התנודות.
התחילו כך: ככל שהאנרגיה...
פעילות 2: קולות גבוהים... קולות נמוכים
הנחיות
1. הצמידו בחוזקה סרגל פלסטיק אל השולחן כך ששליש מאורכו יבלוט החוצה.
2. דחפו או כופפו את קצהו הבולט כלפי מטה ומיד הרפו. התבוננו בתנודות שנוצרו בסרגל והקשיבו לגובה הקול שנוצר (נמוך, בינוני, גבוה).
3. קצרו במעט את החלק הבולט של הסרגל ושוב דחפו או כופפו אותו כלפי מסט. מה קרה לתנודות? מה קרה לגובה הצליל?
4. המשיכו לקצר פעם נוספת את החלק הבולט של הסרגל. דחפו או כופפו אותו כלפי מטה. מה קרה לתנודות? מה קרה לגובה הצליל?
5. נסחו כלל המתאר את הקשר בין אורך הסרגל המתנודד לבין גובה הקול. התחילו כך: ככל שתנודות הסרגל...
סיכום
הנחיות
1. סכמו: אילו שתי תכונות של הקול הכרתם במשימה זו?
2. מה ההבדל בין שתי התכונות הללו?
3. היכן בחיי היומיום אנו מוצאים ביטוי לשתי תכונות אלה?
4. בקשו מחברים שמנגנים בכלי נגינה להדגים לכם גובה קול נמוך וגובה קול גבוה.
*179*
משימה: עוצמת קול וגובה קול
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר תופעות בחיי היומיום בעזרת תכונות הקול (עוצמה וגובה).
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
(בספר איור:)
(הילד אומר:) לא שמעתי דבר - הקול היה מחריש אוזניים.
עוצמת קול וגובה קול
ההבדל בין לחישה לבין צעקה הוא בעוצמת קול. ההבדל בין קולות הסופרן לבין קולות הבס הוא בגובה הקול. עוצמת הקול וגובה הקול הם שני מאפיינים של קולות.
עוצמת הקול נעה מעוצמת קול חלשה ועד עוצמת קול חזקה. חשבו למשל על מיתרי גיטרה, ככל שפורטים עליהם חזק יותר עוצמת הקול (הווליום) תהיה חזקה יותר. כאשר אנחנו מאזינים למוזיקה - אנחנו משתמשים בכפתור עוצמת הקול כדי להשמיע את המוזיקה בעוצמה המתאימה לנו. אנחנו משתמשים ברמקולים כדי להגביר את הקול.
את עוצמת הקול מודדים ביחידות המכונות דציבל. לחישה קלה היא בעוצמה של כ-30 דציבל ואילו רעש של מטוס סילון ממריא הוא בעוצמה של כ-120 דציבל.
גובה הקול נע מגובה קול נמוך ועד גובה קול גבוה. גובה קול תלוי במספר התנודות בשנייה בתוך החומר. ככל שמספר התנודות בחומר בשנייה גבוה יותר, כן גובה הקול גבוה יותר. מיתרי קול ארוכים מפיקים קול נמוך, ומיתרי קול קצרים מפיקים קול גבוה (כפי שקרה עם הסרגל).
מיתרי הקול שמתנודדים בגרונם של גברים נעים כ-60 פעם בשנייה - זהו קול נמוך יחסית. מיתרי הקול שמתנודדים בגרונן של נשים נעים כ-100 פעם בשנייה - זהו קול גבוה יחסית. בעולם המוזיקה מכנים את הקולות הגבוהים בשם סופרן ואת הקולות הנמוכים בשם בס.
גובה קול מודדים ביחידות של הרץ. על שם המדען היינריך הרץ שהוכיח את קיומם של גלי הרדיו. תנודה אחת בשנייה היא 1 הרץ ועשר תנודות בשנייה הן 10 הרץ. אדם מסוגל לשמוע קולות מתנודות של 20 הרץ ועד תנודות של כ-20,000 הרץ.
(בספר תמונה:) היינריך הרץ
*180*
שאלות
1. השתמשו במושג עוצמת קול והסבירו מהו ההבדל בין לחישה לבין דיבור רגיל לבין צעקה.
2. הביאו דוגמה לקולות בסביבה שהם על פי רוב בעלי עוצמת קול חלשה, ודוגמה לקולות בסביבה שהם על פי רוב בעלי עוצמת קול חזקה מאוד.
3. דמיינו שאתם יושבים בחדר ורוצים להאזין למוזיקה. מתברר לכם שאתם בקושי מצליחים לקלוט את הצלילים. כיצד תוכלו לפתור את הקושי שנוצר? השתמשו במושגים שלמדתם.
4. מהו ההבדל בין גובה הקול של נשים לבין גובה הקול של גברים? הסבירו ממה נובע ההבדל.
5. טל פרטה על מיתרי גיטרה. בפריסה הראשונה המיתר התנודד 80 פעם בשנייה, בפריטה השנייה התנודד 120 פעם בשנייה ובפריטה השלישית 200 פעם בשנייה. באיזו פריטה נשמע הצליל הנמוך ביותר ובאיזו פריטה נשמע הצליל הגבוה ביותר?
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
1. בחרו בכיתה ו.
2. בחרו בנושא: אנרגיה סביבנו.
3. היכנסו לפעילות: הכול על הקול.
- בדקו את התנהגות גלי הקול בגבהים שונים: קול גבוה, בינוני ונמוך.
- בדקו את התנהגות גלי הקול בעוצמות שונות: עוצמה חזקה, בינונית וחלשה.
*181*
חלק ב: התפשטות הקול
האם חשבתם פעם איזו דרך עושים גלי הקול מהרגע שהם מופקים ועד הרגע שבו הם נקלטים באוזנינו? קולות הרעם שנוצרים בעננים, קולות המכוניות שחולפות בכביש, קולות נגינת הפסנתר באולם הקונצרטים - כל אלה עוברים כברת דרך עד אשר הם מגיעים לאוזנינו.
משימה: לאילו כיוונים מתפשט הקול?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את הכיוונים שאליהם מתפשטים גלי הקול.
- להציג מידע בדרכים מגוונות.
אורית יושבת במרכז הכיתה. כשאורית מדברת כל התלמידים שסביבה שומעים אותה. מה אפשר ללמוד מכך על הכיוונים שאליהם מתפשטים גלי הקול?
היעזרו בהתנסות הבאה כדי להשיב על השאלה.
ציוד: קערה גדולה עם מים, אבן
הנחיות
1. הטילו אבן לתוך קערת מים. צפו בגלים שנוצרו.
2. תארו בכתב ובציור כיצד מתפשטים הגלים.
3. איזו תכונה של הקול גיליתם בהתנסות זו?
*182*
חלק ג: מעבר הקול בגופים וסביבות
האם בדרכם יכולים גלי הקול לעבור מסביבה של גזים (אוויר) לסביבה של נוזל או לסביבה של מוצק? האם גלי הקול יכולים לעבור בחלל ולהגיע אל כוכבים רחוקים? מה קורה לגלי קול שנתקלים בדרכם במכשולים?
משימה: באילו סביבות עובר קול?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר באילו מצבי צבירה של החומר יכולים לעבור גלי קול.
- להשוות בין סוגי קולות שונים ולהסיק מסקנות.
- לזהות מיומנויות חקר בניסוי מתואר.
פעילות 1: האם גלי קול עוברים בגזים?
הנחיות
עצמו עיניים והתרכזו. נסו לזהות קולות בסביבתכם.
1. הכינו במחברת טבלה דומה והשלימו אותה לפי השאלות שבכותרות.
טבלה לארגון מידע: קולות עוברים באוויר
(בספר תמונה:) קולן
אילו קולות קלטתם?, מהיכן הגיעו הקולות?, באיזו סביבה עברו גלי הקול שהגיעו לאוזניכם?, באיזה מצב צבירה נמצאים החומרים שבהם עבר הקול?
נביחה של כלב, מהחצר, אוויר, גז
--, --, --, --
2. מה תוכלו להסיק מהמידע שארגנתם בטבלה?
3. חברו כותרת לטבלה.
פעילות 2: האם גלי הקול עוברים בנוזל?
הנחיות
1. שאלו ילדים שצללו בבריכה האם הם קלטו קולות בזמן הצלילה.
2. הכינו במחברת טבלה דומה והשלימו אותה לפי השאלות שבכותרות.
טבלה לארגון מידע: קולות עוברים בנוזל
(בספר תמונה:) קולן
אילו קולות הם קלטו?, מהיכן הגיעו הקולות?, מאיזו סביבה עברו גלי הקול שהגיעו לאוזניהם?, באיזה מצב צבירה נמצאים החומרים שבהם עבר הקול?
נביחה של כלב, מהחצר, מים, נוזל
--, --, --, --
3. מה תוכלו להסיק מהמידע שארגנתם בטבלה?
4. חברו כותרת לטבלה.
פעילות 3: האם גלי קול עוברים במוצק?
ציוד: קולן
הנחיות
בצעו את הפעילויות המתוארות בכל אחד מהמצבים הבאים:
מצב 1:
א. הקישו על הקולן.
ב. האם אתם שומעים את הקולות?
ג. דרך איזה חומר עברו גלי הקול מהקולן אל אוזניכם ובאיזה מצב צבירה חומר זה?
מצב 2:
א. הצמידו את הקולן לבסיס השולחן.
ב. הצמידו את האוזן לשולחן.
ג. הקישו על הקולן.
ד. האם אתם שומעים קולות?
ה. דרך איזה חומר (או חומרים) עברו הפעם גלי הקול אל אוזניכם ומהו מצב הצבירה של החומר/החומרים?
מצב 3:
א. הצמידו את האוזן לקיר או לרצפה והקישו.
ב. האם אתם שומעים קולות?
ג. דרך איזה חומר (או חומרים) עברו הפעם גלי הקול אל אוזניכם ובאיזה מצב צבירה חומר זה?
מנסחים כלל:
ערכו השוואה בין תוצאות הניסוי (מצב 1-3) ונסחו כלל על מעבר קולות בסביבות שונות.
המשיכו את המשפט גלי קול עוברים...
מילון:
קולן: מכשיר שמשתמשים בו מוזיקאים כדי שצלילי המוזיקה של כל הכלים והזמרים יהיו אחידים. זרועותיו של הקולן גורמות ליצירת תנודות באוויר וכך הן מפיקות צליל. בעקבות הצליל כל הנגנים מכוונים את כלי הנגינה ואז... אפשר להתחיל את הקונצרט.
(בספר תמונה:) קולן
*184*
פעילות 4: האם גלי קול עוברים בריק?
הנחיות
קראו את תיאור הניסוי הבא והשיבו על השאלות שאחריו. היעזרו גם באיורים.
מצב 1:
לקחו מכל זכוכית ובתוכו תלו פעמון (ראו בציור).
(בספר ציור:) פעמון עם אוויר.
כאשר הפעילו את הפעמון - נשמעו קולות צלצול.
מצב 2:
(בספר ציור:) פעמון ללא אוויר.
בעזרת משאבה, רוקנו את האוויר מן המכל.
כאשר הפעילו את הפעמון - הפעמון פעל, אך לא נשמעו קולות צלצול.
שאלות
1. מה הייתה מטרת הניסוי?
2. מדוע שאבו את האוויר מן המכל?
3. מה היו תוצאות הניסוי במצב 1 ובמצב 2?
4. מהו ההסבר להבדל בתוצאות?
5. איזו מסקנה אפשר להסיק מניסוי זה?
(בספר איור:)
(הילדה אומרת:) לירח אין אטמוספרה. האם על הירח שומעים קולות?
מילון:
ריק: מקום ללא כל חומר (אין כלום).
*185*
חלק ד: החזרת קולות ובליעתם
החזרת קול
לפעמים כשהולכים בקניונים של נחלים ומדברים בקול אנו יכולים לשמוע כיצד הקול שלנו חוזר אלינו כהד. מהי התכונה של הקול אשר גורמת להד?
משימה: קולות מהדהדים
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר מהי החזרת קול.
- להסביר את תופעת ההד.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסופו.
קולות מהדהדים
תופעה המוכרת לנו מחיי היומיום היא תופעת ההד. ההד הוא ביטוי לתכונה של החזרת קול - זוהי החזרה של גלי קול בעקבות פגיעה בגופים מוצקים בסביבה. את תופעת ההד מגלים, למשל, כאשר צועקים במערה גדולה או כאשר צועקים לפני מצוקים של קניונים.
את ההד אנו שומעים כמה שניות לאחר הפקת הקולות. ההפרש בזמן שבין רגע הפקת הקול לבין זמן שמיעת ההד הוא הזמן שלקח לגלי הקול להגיע אל הקיר שבו הם נתקלו ולחזור בחזרה אל האוזן שלנו. מדידת הזמן הזה יכולה לספק מידע על המרחק של הקיר מהאדם הצועק.
שימו לב: אור וקול הם גלים. כמו גלי האור, גם גלי הקול חוזרים כאשר הם פוגעים בגופים.
שאלות
1. איזו תכונה של גלי הקול מתבטאת בתופעת ההד? הסבירו.
2. באילו מקומות יכולה להתרחש תופעת ההד? נמקו מדוע.
3. איזו דרך עברו גלי הקול שנשמעו ההד? הסבירו בעזרת ציור.
4. ידוע כי קול עובר באוויר כ-1 ק"מ בכל 3 שניות. אדם שמע את ההד של קולו 6 שניות לאחר שצעק. באיזה מרחק עומד האדם מן ההר?
(בספר תמונה:) גרנד קניון בארצות הברית
מילון:
קניון: עמק עמוק שגדותיו תלולות ובנויות מצוקים גבוהים וזקופים.
*186*
בליעת קול
"הכביש סואן ורעש המכוניות גורם לי לכאב ראש - חייבים למצוא פתרונות שימנעו מגלי הקול לחדור לתוך הבית", אמרה אימא. איזו תכונה של הקול אפשר לנצל כדי לפתור את הבעיה?
משימה: קולות נבלעים
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר פתרונות טכנולוגיים לבעיית ההד.
- להסביר מהו הידע המדעי שעליו מבוססים פתרונות אלה.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
קולות נבלעים
מי שניסו לדבר בחדר ריק (ללא רהיטים) ודאי שמו לב שקולות הדיבור מוגברים ואינם ברורים - דבר שגורם לנו לאי נוחות. מדוע זה קורה?
קירות החדר עשויים מחומר קשה. חומרים קשים וחלקים הם מחזירי קול טובים. האוזן שלנו קולטת את הקולות המוחזרים יחד עם קולות הדיבור - לכן קולנו נשמע מוגבר ומטושטש.
אפשר לבטל את ההד או להקטין אותו באמצעות פתרונות אקוסטיים. אלה הם פתרונות שמביאים בחשבון את תנאי השמיעה ומתבססים על ידע מדעי אודות התכונה של בליעת קול. שימוש בחומרים בולעי קול הוא דוגמה לפתרון אקוסטי. גופים רכים ובעלי מרקם מחוספס נחשבים לבולעי קול. חומרים אלה אינם מחזירים את גלי הקול - הם בולעים אותם. כאשר יש בחדר הד אפשר להתגונן מפניו באמצעים פשוטים: וילון כבד, שטיחים, טפט על הקיר וריהוט. דרך נוספת להגנה מפני הד היא באמצעות ציפוי התקרה בלוחות מיוחדים שעשויים מחומר רך ובהם חורים רבים ו/או בעלי מרקם מחוספס. תקרה כזאת נקראת תקרה אקוסטית. כאשר הבית נמצא בסביבה רועשת חשוב לדאוג לבידוד אקוסטי (כמו בחדרי קולנוע, אולפני הקלטה, חדרי מוזיקה ועוד). בצידי כבישים סואנים הסמוכים למקומות יישוב בונים חומות שבנויות מחומרים אקוסטיים. הבידוד מנתק אותנו מהרעש שבסביבה והוא גם שומר מפני בריחת הצלילים מהחדר.
שימו לב: אור וקול הם גלים. כמו גלי האור, גם גלי הקול נבלעים בגופים.
מילון:
אקוסטיקה: תחום עיסוק שתפקידו להבטיח תנאי שמיעה טובים בסביבה.
*187*
שאלות
1. אילו קולות קולטים כאשר אנו שוהים בחדר שאין בו רהיטים? מאין מגיעים הקולות לאוזנינו?
2. כיצד משפיעה הקליטה של הקולות הללו על השמיעה ועל ההבנה (למשל של דיבור)?
3. אילו פתרונות אקוסטיים מוזכרים בקטע ועל אילו צרכים הם עונים?
4. על איזו תכונה של גלי הקול מבוססים הפתרונות האקוסטיים?
5. איזו תרומה יש לידע המדעי לפיתוח פתרונות אקוסטיים?
היודעים אתם ש... (העשרה)
גלי הקול כתחליף לעיניים
תופעת ההד היא בעלת חשיבות עליונה עבור בעלי חיים שמתקיימים בסביבות חשוכות כדוגמת עטלפים ודולפינים - בסביבה שאין בה חשיבות לעיניים. העטלפים הם יונקים מעופפים שסביבת חייהם היא מערות חשוכות. העטלפים עיוורים לחלוטין. כיצד אם כן, מצליחים העטלפים לצוד מזון, לברוח מאויבים ולהימנע מהיתקלות בגופים שסביבם?
לעטלפים יש חוש שמיעה מפותח והם מנווטים את דרכם בחשכת המערה הודות לגלי קול שהם מפיקים. כאשר גלי הקול הללו, שאנו בני האדם לא יכולים לקלוט, פוגעים בחפצים שונים, נוצר הד שהעטלפים מסוגלים לשמוע ולנוט בעזרתו. הזמן החולף בין השמעת גלי הקול לבין חזרתם מהגוף שבו הם נתקלו מאפשר לעטלף להעריך את המרחקים בסביבתו ומונע ממנו להיתקל בגופים המצויים בסביבה החשוכה.
בדומה לעטלפים גם דולפינים יכולים להעריך את מיקומם של גופים באמצעות הפקה של גלי קול וקליטת ההדים החוזרים. כך יכולים הדולפינים להתקיים במי האוקיינוסים העמוקים, מקום חשוך שבו יש חדירה מועטה של קרני שמש.
(בספר שתי תמונות:) עטלף, דולפין.
*188*
חושבים ועושים טכנולוגיה
חלק א: בונים מכשיר טלפון
אביזרים הדרושים לבנייה
מכל: גביע של מעדן חלב או אריזת פלסטיק של גבינה, קופסת שימורים ריקה, כוס חד פעמית וכדומה.
חוטים: חוט דייגים פלסטי, חוט קשירה טבעי או סינתטי, חוט ברזל דק, חוט צמר וכדומה.
מוט: 2 מוטות קטנטנים (דומה בממדיו לגפרור) - גפרור ללא ראש, מסמר קטן, מהדק משרדי וכדומה.
שלבי הבנייה
1. מנקבים חור קטן בבסיס של כל אחד מהמכלים.
2. קושרים קצה אחד של החוט אל המוט.
3. משחילים את הקצה האחר של החוט אל תוך המכל באופן שהמוט ייעצר בבסיס הקופסה והחוט יצא מצדו השני של בסיס המכל.
4. משחילים את הקצה השני של החוט דרך הבסיס של המכל השני.
5. קושרים את המוט השני אל החוט.
מתנסים בהפעלה
1. המדבר/ת מצמיד/ה את המכל האחד אל הפה.
2. המקשיב/ה מצמיד/ה את המכל השני אל אוזנו/אוזנה.
3. מתרחקים עד שהחוט המחבר בין המכלים נמתח.
4. כאשר החוט מתוח מתחילים לשוחח, לפי התור.
5. הסבירו את עקרון הפעולה של המכשיר שבניתם.
*189*
חלק ב: חקר מדעי
אילו חומרים מתאימים ביותר להעברת הקול?
1. באיזה חוט השתמשתם לבניית הטלפון? שערו: האם אפשר להשתמש בחוט שעשוי מחומר אחר?
תכננו ניסוי שמטרתו לבדוק איזה חוט מתאים ביותר להעברת הקולות?
היעזרו בשאלות הבאות:
- באילו סוגי מכלים תשתמשו?
- אילו חוטים תבחרו? מאיזה חומר עשוי כל חוט?
- מה יהיה אורך החוטים? האם אורכם יהיה זהה? נמקו.
- מה יהיה עובי החוטים? האם לעובי החוטים יש השפעה?
- כיצד תבצעו את הבדיקה?
- שרטטו טבלה במחברת (ראו דוגמה) והשלימו בה את הפרטים.
טבלה לארגון תוצאות הניסוי
(בספר תמונה:) צילום עובר באולטרסאונד.
מאפיינים/דגם טלפון, טלפון 1, טלפון 2, טלפון 3, טלפון 4
סוג המכל, --, --, --, --
החומר שממנו עשוי המכל, --, --, --, --
החומר שממנו עשוי החוט, --, --, --, --
הערות, --, --, --, --
2. הפעילו את דגמי הטלפון שבניתם.
3. כתבו את התוצאות במקומות המתאימים בטבלה. סמנו בתדריג (1-5) את איכות העברת הקול.
4. השוו את התוצאות שלכם עם קבוצות אחרות. האם כולם קיבלו תוצאות דומות?
5. הסיקו מסקנות: אילו חומרים מתאימים ביותר להעברת קול?
6. העריכו: כיצד תרם החקר המדעי לפתרון הטכנולוגי (בחירת חוט מתאים לטלפון)?
*190*
הקול בשירות האדם (הרחבה)
היכולת שלנו לשמוע היא עדות לקיומם של גלי קול סביבנו. הודות ליכולת שלנו לקלוט גלי קול ולהפיק גלי קול אנחנו ובעלי החיים יכולים לקיים תקשורת קולית עם הסביבה.
נוסף על התפקיד שיש לגלי הקול בתהליכי תקשורת, האדם למד לנצל את גלי הקול למגוון רחב של שימושים. אילו שימושים עושה האדם בגלי הקול ואיזו תועלת הוא מפיק מכך?
משימה: שימושים בגלי קול ברפואה ובתעשייה
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות המשימה - נדע...
- להביא דוגמאות לטכנולוגיות המנצלות את גלי הקול לפתרון בעיות.
- לאסוף ולעבד מידע ממקורות מידע ברשת ולארגן את המידע בכרטיס אפיון.
- להביא דוגמאות לקשר בין מדע וטכנולוגיה.
הנחיות
בעמודים הבאים (191-192) תמצאו שני מידעונים על שימושים בגלי קול בשירות הרפואה ובשירות התעשייה.
1. קראו את שני המידעונים והכינו לכל טכנולוגיה המוצגת בהם כרטיס אפיון (ראו דוגמה). במידת הצורך היעזרו במקורות מידע נוספים.
כרטיס אפיון (דוגמה)
- שם הטכנולוגיה שבה נעשה שימוש בגלי קול.
- היכן משתמשים בטכנולוגיה?
- הצורך שבגללו משתמשים בטכנולוגיה.
- התכונות של גלי הקול שעליהן מבוססת הטכנולוגיה.
- התועלת שמביאה הטכנולוגיה לאדם.
2. היעזרו במקורות מידע ברשת והביאו:
- דוגמה לתרומת הידע המדעי אודות גלי הקול להתפתחות הטכנולוגיה.
- דוגמה לתרומת טכנולוגיה המבוססת על גלי קול להתפתחות ידע מדעי.
*191*
שימושים בגלי קול ברפואה ובתעשייה
מידעון 1: גלי קול בשירות הרפואה
אוספים מידע על המתרחש בתוך הגוף
גופנו אינו שקוף ואיננו יכולים לראות מה מתרחש בו ומה נמצא בתוכו. הודות לפיתוח מכשיר המכונה אולטרסאונד אנו יכולים להגביר את יכולתנו לראות את הנסתר מעינינו. השימוש במכשיר זה עדיף על שימוש בצילום רנטגן, כי קרני הרנטגן עלולות להזיק לגוף.
כיצד פועל מכשיר האולטרסאונד? המכשיר משדר לעבר הגוף גלי קול על-קוליים (אולטרסאונד). אלה גלי קול שקצב התנודה שלהם גבוה מקצב גלי קול שאנו שומעים (20,000 הלץ או תנודות לשנייה) ולכן הם נקראים על-קוליים. גלי הקול נתקלים באיברי גוף כמו עצמות ושרירים (או גידולים) וחוזרים אל המכשיר בדומה להד. גלי הקול שחוזרים מעובדים על ידי המחשב שבמכשיר האולטרסאונד לתמונה שאנו רואים על צג המחשב. מכשירים אלה מגבירים את יכולתנו לאסוף מידע על המתרחש בתוך הגוף, לאבחן מחלות ולטפל בהן במהירות וביעילות.
(בספר תמונה:) צילום עובר באולטרסאונד.
*192*
מידעון 2: גלי קול בשירות התעשייה
גילוי נפט בעזרת גלי קול
הנפט חבוי במלכודות נפט בתוך סלעים שבעומק הקרקע, בדרך כלל בסלעי גיר וחול. כיצד אפשר לדעת היכן לערוך קידוח נפט?
ידוע שגלי הקול מתפשטים במהירות שונה בסוגי סלעים שונים - במעבר מסוג סלע אחד לסוג סלע אחר משתנה מהירותם. על בסיס עקרון זה, קודחים בורות במקום שבו משערים שיש נפט ומחדירים גלי קול למעבה הקרקע על ידי פיצוצים מבוקרים. גלי הקול נעים במהירויות שונות לפי סוגי המסלע בשכבות השונות. כאשר הם נתקלים בשכבות סלע בעלות צפיפות שונה הם מוחזרים לפני השטח (הד). גלי הקול המוחזרים נקלטים על ידי חיישנים מיוחדים שנקראים גיאופונים ובעזרת מחשב הם מעובדים לתמונה תלת-מימדית של שכבות הסלע במעבה הקרקע. הדבר דומה לטכניקות של בדיקת אולטרסאונד היוצרת הדמיה של איברים פנימיים בגוף האדם.
לאחר איתור הסלעים שבתוכם יש סיכוי גבוה למצוא מלכודת נפט עורכים קידוח עמוק לסלעים.
היודעים אתם ש...
יחסי גומלין בין מדע לטכנולוגיה
אפשר לראות את הטכנולוגיה כ"עיניים" וכ"אוזניים" של המדע. הטכנולוגיה חיונית למדע למטרות של מדידה, איסוף נתונים, שינוע למקומות מחקר, הגנה מפני חומרים מסוכנים ועוד.
גם המדע תורם לטכנולוגיה: הידע המדעי מאפשר לנו לדעת כיצד יתנהגו "דברים" עוד לפני שבנינו או הפעלנו אותם. הידע המדעי מאפשר לנו לחשוב על תכונות מוצר שלא חשבו עליהן לפני כן וכך מביא ליצירה של טכנולוגיות חדשות.
כיום המהנדסים משתמשים בידע מדעי ובידע טכנולוגי כדי למצוא פתרונות טכנולוגיים לצרכים ולבעיות אנושיות.
דיון: הביאו מתוך השער דוגמאות לתרומת המדע לטכנולוגיה ולתרומת הטכנולוגיה למדע.
*193*
בחלק א של פרק זה למדנו ש...
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:
תכונות הקול
- -- -- נוצרים בעקבות תנודות בתוך חומרים.
- לקול יש תכונות של -- (חלש-חזק) ושל -- (גבוה-נמוך).
- קול מתפשט בחומר (בגז, בנוזל ובמוצק) ואינו מתפשט --.
- -- יכול לחזור (הד) וגם להיבלע בתוך גופים.
שימושים בתכונות הקול לפתרונות טכנולוגיים
- קירות -- הם פתרונות טכנולוגיים המונעים היווצרות של הד ומקטינים את עוצמת הרעש המגיע אלינו מהסביבה.
- בני האדם מנצלים את -- -- במדע, ברפואה ובתעשייה.
- גלאי קול ואולטרסאונד הם דוגמאות -- שפעולתן מבוססת על שימוש בגלי קול.
מיומנויות שהפעלנו...
- הפקנו מידע ממקורות שונים: קטעי מידע, איורים, דגמים.
- תיארנו קשרים בין רכיבים.
- ניסחנו הסבר הכולל ראיות והנמקה (טיעון).
- ניתחנו אירועים והסקנו מסקנות.
- ערכנו תצפיות וניסויים.
- הצגנו מידע בכרטיס אפיון.
- תכננו ובנינו מוצרים.
- אספנו מידע ברשת והפעלנו כלים מתוקשבים.
- עבדנו בשיתוף פעולה.
*194*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. קראו את הניסוי הבא, עיינו גם באיור והשיבו על השאלות שבסופו.
לוקחים קופסת שימורים קטנה הפתוחה משני צדדיה. על כל אחד מהפתחים מותחים יריעת גומי. על אחד הפתחים מרכיבים משפך. את צינור המשפך מכוונים מול נר דולק במרחק של 10 ס"מ. מתופפים על יריעת הגומי.
(בספר איור של מערכת הניסוי, היעזרו במנחה)
א. שערו: מה יקרה ללהבת הנר? על מה מבוססת ההשערה שלכם?
ב. איזה תפקיד יש למשפך בניסוי?
2. הכינו רשימה של כלי נגינה ומיינו אותם לשלוש קבוצות: כלי מיתר, כלי נשיפה וקלי הקשה. ציינו מה מתנודד בכלי הנגינה המשתייכים לכל אחת מהקבוצות ויוצרים את הצלילים ואיזו פעולה צריך לעשות כדי להפיק צלילים.
3. מגדלים של דגי נוי נוהגים להקיש על זכוכית האקווריום לפני האכלת הדגים. כיצד לדעתכם מגיבים הדגים שנמצאים בתוך המים על קולות הנקישה? איזו תכונה של הקול מאפשרת לדגים להגיב?
4. מדוע לא שומעים הד בחדר מרוהט ובאולמות קונצרטים? הסבירו.
5. נסו להעביר מידע מאחד/אחת לשני/ה באמצעות דיבור לתוך צינור השקיית גינה שאינו מלא במים. האם המידע עבר? באיזה חומר עברו גלי הקול?
*195*
חלק ב: חוש השמיעה
עצמו עיניים. הקשיבו היטב. אילו קולות אתם שומעים?
בזכות האוזניים אנו מסוגלים לקלוט קולות מהסביבה. מבנה האוזניים מותאם לתפקודן. הוא מאפשר לנו לשמוע ולקיים תקשורת עם הסביבה.
מה במבנה האוזן מאפשר לנו לשמוע?
*196*
כיצד אנו שומעים?
משימה: נכיר את מבנה האוזן
חוקרים ומגלים
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר את מבנה האוזן האנושית.
- להפיק מידע מאיור, ממידעון ומדגם.
ציוד: דגם של אוזן
הנחיות
התבוננו בדגם של מבנה האוזן, עיינו באיור של מבנה האוזן, קראו את המידעון מבנה האוזן (בעמוד הבא) וחקרו את מבנה האוזן.
1. זהו את חלקי האוזן: אפרכסת האוזן, תעלת השמע, עור התוף, שבלול, אוזן פנימית, עצב השמע.
2. ודאי שמתם לב שחלקי האוזן ערוכים בסדר עוקב - זה אחר זה. שערו, מה היתרון במבנה מאורגן זה של חלקי האוזן? הסבירו את ההשערה.
3. מי אני?
- החלק החיצוני הנראה של האוזן.
- קרום שנמצא בסוף תעלת השמע.
- שם נמצאים תאי החישה הקולטים את גלי הקול.
- קרום שמהווה גבול בין האוזן הפנימית לבין האוזן התיכונה.
(בספר תמונה:) דגם של אוזן
*197*
מידעון: מבנה האוזן
האוזן מורכבת משלושה חלקים: האוזן החיצונית, האוזן התיכונה (האמצעית) והאוזן הפנימית.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) חתך של אוזן אנושית
האוזן החיצונית כוללת את האפרכסת ואת תעלת השמע. בקצה תעלת השמע, בין האוזן החיצונית לבין האוזן התיכונה מפריד קרום דק המכונה עור התוף.
מבנה אוזן תיכונה (העשרה)
באוזן התיכונה נמצאות שלוש עצמות שמע שמחוברות זו לזו: עצם הפטיש מחוברת אל עצם הסדן וזו מחוברת לעצם הארכובה. שלוש העצמות האלה הן העצמות הקטנות ביותר בגוף. עצם הארכובה נוגעת בקרום דק הקרוי החלון הסגלגל בגלל צורתו. קרום זה מפריד בין האוזן התיכונה לבין האוזן הפנימית.
האוזן הפנימית מורכבת מהשבלול ומאיבר שיווי המשקל שאינו קשור לשמיעה. לשבלול יש צורה של קונכייה ובתוכו יש נוזל. בשבלול נמצאים תאי חישה המגיבים לגירויי הקול. סיבי תאי החישה מתאגדים לעצב השמע.
מילון:
סגלגל: צורה אליפטית (כמו ביצה).
*198*
תהליך השמיעה
במערבונים ישנים רואים אינדיאנים, המניחים את אוזנם על פסי הרכבת, כדי לשמוע ממרחקים אם הרכבת מתקרבת. כיצד יכול האינדיאני לשמוע רכבת הנמצאת במרחק של קילומטרים רבים?
הרכבת הנוסעת על הפסים גורמת לתנודות בחומר המתכתי שממנו הם בנויים. אלה הן התנודות של גלי הקול שעוברים במתכת. תנודות אלו עוברות למרחקים גדולים במתכת ונקלטות באוזני האינדיאנים.
מה הקשר בין גלי הקול (תנודות החומר) לבין האוזן והשמיעה? מה במבנה האוזן מאפשר לשמוע וליצור תקשורת עם הסביבה?
משימה: כיצד שומעים?
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להציג את תהליך השמיעה בתרשים זרימה.
- לארגן על פי הסדר את רצף הפעולות שמתרחש בגוף בתהליך של תקשורת קולית.
קראו את שני החלקים של קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמודים 199-200.
כיעד שומעים?
חלק א: קולטים גירוי של קול ומעבירים מידע למוח
תהליך השמיעה מתחיל בריכוז גלי הקול מהסביבה בעזרת האפרכסת. תנודות גלי הקול מרטיטות (מרעידות) את האוויר שנמצא בתעלת השמע ומגיעות באמצעותו אל עור התוף ומרעידות גם אותו. תנודות הקול מגיעות בסופו של דבר לנוזל שנמצא בשבלול.
תנודות אלה נקלטות על ידי תאי חישה בשבלול שמתרגמים אותן לדחף עצבי. הדחף העצבי עובר באמצעות עצב השמע אל אזור השמיעה שבמוח.
*199*
חלק ב: עיבוד המידע במוח
הדחפים העצביים שנוצרו בשבלול של האוזן (הפנימית) עוברים באמצעות עצב השמע אל אזור השמיעה במוח. המוח מפענח את המידע לקולות שאנו שומעים - דיבור, צלילי מוזיקה או סתם רעש, ואז אנו מגיבים. התגובה היא המשוב - התשובה שלנו למי שמשוחח איתנו, התנועה של סתימת האוזניים במקרה של רעש חזק או חיוך והנאה לצלילי מוזיקה מרגיעים.
שאלות
1. התבוננו סביב: מאין מגיעים גלי הקול לאוזנינו?
2. אפרכסת היא החלק החיצוני של האוזן. מהו תפקודה אצל האדם ואצל בעלי החיים?
3. הציגו בתרשים זרימה את תהליך השמיעה, מרגע הגעת גלי הקול אל האפרכסת, דרך הפיכתם לדחפים עצביים בעצב השמע ועד עיבוד המידע במוח.
שימו לב: בתוך המלבנים רשמו את שמות האיברים ועל גבי החיצים את התהליך/הפעולה.
אפרכסת (חץ --) -- (חץ --) -- (חץ --) -- (חץ --) --
(בספר איור:)
(הילד אומר:) תהליך השמיעה מתחיל באוזניים, אבל ממשיך במוח.
(הילדה אומרת:) הודות לעיבוד המידע במוח, גלי הקול שקלטנו באוזניים הופכים לקולות בעלי משמעות.
*200*
4. קראו את הסיפור הבא: נועם הייתה שקועה במשחק מחשב בחדרה, כשלפתע שמעה את הקולות של אימא מהמטבח. היא שמעה גם קולות של עריכת שולחן. אמא קראה בקול: "נועם - ארוחת הצהרים מוכנה". נועם הפסיקה לשחק ורצה בשמחה למטבח לאכול את ארוחת הצהרים הטעימה שאימא הכינה.
אתנו את רצף הפעולות הבאות באופן שידגים את תהליך התקשורת שהיה בין נועם לבין אימא שלה. התייחסו לקליטת הגירוי, לעיבוד המידע ולמשוב (תגובה).
- המוח העביר הוראה לשרירי הרגליים להתכווץ ולרוץ.
- האוזניים של נועם קלטו גלי קול שהתפשטו עד לתאי החישה שבשבלול של האוזן.
- נועם רצה למטבח לאכול את ארוחת הצהרים.
- במוח עבר המידע עיבוד, עד שהתקבל הפענוח: זהו הקול של אימא.
- הדחפים העצביים נשאו את המידע אל המוח באמצעות עצבי השמע.
- תאי חישה קלטו את גלי הקול ותרגמו אותם לדחפים עצביים.
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
1. בחרו בכיתה ו.
2. בחרו בנושא: גוף האדם ובריאותו.
3. היכנסו לפעילות: האוזן והשמיעה.
- הפעילו את ההדמיה ועקבו אחר מעבר גלי הקול באוזן.
- עברו על כל מרכיב באוזן ובדקו את תפקודו בתהליך השמיעה.
- בצעו את הפעילויות הנלוות.
*201*
היודעים אתם ש...
למי יש אפרכסות אוזניים?
לא לכל בעלי החיים יש אפרכסות אוזניים. חגבים, לדוגמה, קולטים קולות על ידי פתחי שמע באזור הבטן, לחרגולים יש פתחי שמע ברגל הקדמית ויש חרקים שקולטים את הקולות בעזרת איברי שמע המצויים בכנפיים או במחושים.
לארנבת יש אפרכסות אוזניים גדולות, המאפשרות לה לרכז גלי קול. הארנבת יכולה להניע את אפרכסות האוזניים וכך לכוון אותן למקור הקול. תכונה זו קיימת גם אצל בעלי חיים אחרים, כמו העז, החתול והכלב, אך אצל האדם אפרכסות האוזניים קבועות, ולבד מאנשים בודדים, אין אנו מסוגלים להניע אותן.
- שאלה למחשבה: האם לדעתכם האפרכסות של הארנבת יעילות יותר מאלה של בן האדם? הסבירו את תשובתכם.
חשוב לדעת: אפרכסות אוזניים גדולות מסייעות גם בוויסות טמפרטורת הגוף (למשל, אצל הפיל) ולא רק לריכוז גלי הקול.
(בספר שלוש תמונות:) כלב, חרגול, ארנבת.
*202*
היודעים אתם ש... (העשרה)
מדוע צריך שתי אוזניים?
קיומן של שתי אוזניים מסייע בקליטה יעילה של מידע. כאשר קול מגיע מצד ימין, הוא נקלט ראשית באוזן הימנית. לאחר שבריר של שנייה הוא נקלט באוזן השמאלית. המוח מסוגל להבחין בהפרש הזמנים הזעיר הזה, וכך אנו מסוגלים להבחין מאיזה כיוון מגיע הקול. תכונה זו מאפשרת לנו בני האדם לזהות מכונית נוסעת ולהתנהג בהתאם, לזהות מהיכן קוראים לנו וכדומה. תכונה זו מאפשרת לבעלי חיים לזהות מקור מזון, סכנות וכן למצוא בן/בת זוג לרבייה (התרבות).
אל הרשת
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
1. בחרו בכיתה ו.
2. בחרו בנושא: גוף האדם ובריאותו.
3. היכנסו לפעילות: משמע אוזניים.
- הפעילו את ההדמיה.
- בדקו כיצד קול, שמגיע מכיוונים שונים, נקלט בכל אחת מהאוזניים.
- בצעו את הפעילויות הנלוות.
*203*
שומרים על בריאות האוזניים
אנו חיים בעולם של קולות וקולטים קולות רבים כל רגע ורגע. תארו לכם, איזו חשיבות יש לקליטת קולות מהסביבה לתפקוד שלנו וליצירת תקשורת עם הסובבים אותנו.
לצערנו יש מצבים שמפריעים לנו לקלוט קולות מהסביבה ועלולים לפגוע ביכולת השמיעה שלנו. למשל, רעש.
משימה: מהו רעש?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר מקורות רעש בסביבה.
- לתאר מהו רעש, כיצד אפשר למדוד אותו וכיצד אפשר להקטין אותו.
- למדוד רעש בעזרת מד רעש או חיישן קול ולהסיק מסקנות.
- לנסח כללים ולהציג אותם בכרזה.
ציוד: מד רעש או חיישני קול עם אוגר נתונים
רעש הוא דבר לא נעים, הוא מטריד ומזיק לחוש השמיעה ולבריאות הכללית וגורם לתחושת עצבנות, לעייפות ולצלצולים מטרידים באוזניים. מהו רעש? האם אפשר למדוד אותו? וכיצד אפשר למנוע אותו?
הנחיות
1. מהו רעש לדעתכם? השוו את תשובותיכם לתשובות חבריכם לקבוצה. האם כולם הגדירו רעש באותו אופן?
2. ערכו רשימה של מקורות רעש בסביבה שלכם. ראיינו ושאלו גם את בני משפחותיכם או שכנים מה לדעתם גורם לרעש.
(בספר תמונה:) מודדים עוצמת קול בעזרת חיישן
*204*
מידעון: מד רעש
מד הרעש הוא מכשיר המודד את עוצמת הרעש ביחידת מידה שנקראת דציבל.
- מעל עוצמה של 85 דציבל מד הרעש מתחיל לצפצף.
- רעש בעוצמה של 130-120 דציבל נחשב ל"סף הכאב" ועלול לגרום לכאבי אוזניים.
- קולות בעוצמה של יותר מ-150 דציבל יכולים לגרום נזקים חמורים לגוף.
3. היעזרו במד רעש (או בחיישן) ומדדו את עוצמת הקול במצבים הבאים:
- שקט מוחלט 0 דציבל
- פעימות לב: -- דציבל
- לחש: -- דציבל
- שיחה רגילה: -- דציבל
- ילדים בהפסקה: -- דציבל
- מכונית נוסעת: -- דציבל
- צופר של מכונית: -- דציבל
- צלצול פעמון בית הספר: -- דציבל
- מוזיקה רועשת במסיבה: -- דציבל
- אחר: -- דציבל
א. דרגו את מקורות הרעש מהעוצמה הנמוכה לגבוהה ביותר.
ב. אילו מבין מקורות הרעש שבדקתם עברו את "סף הכאב"?
4. מה למדתם בעקבות ביצוע משימה זו?
(בספר תמונה:) מודדים עוצמת קול.
*205*
5. בני נוער רבים מבלים מדי פעם במסיבות שבהן מושמעת לעתים מוזיקה רועשת מאוד העולה בעוצמתה על הרעש המותר. העלו רעיונות כיצד אפשר להמשיך ולבלות במקומות אלה בבטחה.
6. יש מפעלים שבהם מופעלות מכונות שמשמיעות רעש מחריש אוזניים. אילו פתרונות טכנולוגיים קיימים להגנה על האוזניים מפני פגיעה?
למידע היכנסו לאתר מוסד לבטיחות וגיהות בעבודה.
היכנסו למדור מדורים מקצועיים. בחרו רעש.
7. במדינות רבות בעולם כולל בישראל קיימים חוקים נגד רעש; למשל: "אסור להפריע למנוחת השכנים בין שתיים לארבע בצהריים".
א. איזו חשיבות יש לחוק זה?
ב. חקרו בעזרת מקורות מידע והביאו דוגמאות לחוקים נגד רעש.
ג. מדוע יש צורך לחוקק חוקים בנושא הרעש?
8. רשמו כללים מה אפשר לעשות להפחתת הרעש בסביבתכם.
9. כתבו כרזה למאבק ברעש. נסחו את הכרזה כטענה מנומקת (טיעון).
(בספר איור:)
(הילד אומר:) חשוב לשים אטמי אוזניים ואוזניות במקומות רועשים.
(הילדה אומרת:) חשוב לשמור על בריאות האוזניים - לערוך בדיקות שמע ולהרכיב מכשירי שמיעה במידת הצורך.
*206*
בחלק ב של פרק זה למדנו ש...
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:
- האוזן היא -- לקליטת גלי קול.
- חלקי האוזן הם: אפרכסת, תעלת השמע, עור התוף, אוזן תיכונה (עצמות השמע), אוזן פנימית, שבלול, עצב השמע.
- בתהליך השמיעה, תאי החישה שנמצאים באוזן הפנימית קולטים את -- -- ומתרגמים אותן לדחף עצבי שמגיע באמצעות עצב השמיעה אל המוח.
- המוח מעבד את -- -- שהגיעו אליו באמצעות עצבי השמיעה לקולות בעלי משמעות.
- -- מחריש אוזניים עלול להזיק לחוש השמיעה ולפגוע בבריאות. יש להימנע ממנו למען איכות חיינו.
- חשוב לשמור על -- -- : לערוך בדיקות שמיעה תקופתיות, להשתמש במכשירי שמיעה ובאטמי אוזניים להגנה מרעש.
מיומנויות שהפעלנו...
- הפקנו מידע בדרכים שונות: קטעי מידע, איורים, דגמים, תצפיות.
- תיארנו קשרים בין רכיבים (רצף פעולות).
- ניתחנו אירועים והסקנו מסקנות.
- ערכנו תצפיות וניסויים.
- ערכנו מדידות והסקנו מסקנות.
- הצגנו מידע בדרכים מגוונות: תרשים זרימה, כרזה.
- עבדנו עם כלים מתוקשבים.
- עבדנו בשיתוף פעולה.
*207*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. לפניכם איור של חתך אוזן אנושית (היעזרו במנחה). כתבו את שמות חלקי האוזן לפי המספרים שבאיור ואת התפקוד של כל חלק. היעזרו באיור שבעמוד 197.
2. אתם משוחחים עם חבר/ה. גלי הקול מגיעים לאוזן שלכם ונקלטים באוזן. מה עוד צריך להתקיים בתהליך השמיעה כדי שתוכלו לשמוע את הקולות ולפרש אותם?
3. כתבו משפט המתאר את הקשר שבין קול לבין השמיעה.
4. כתבו בתרשים זרימה את רצף הפעולות בתהליך השמיעה - מרגע ששומעים את צלצול הטלפון ועד שאנו עונים לחבר בקו השני במילה "שלום".
5. לבעלי חיים כמו כלב וארנבת אפרכסות אוזניים גדולות. הם גם יכולים להניע אותן. מה היתרון בכך לבעלי חיים אלה?
6. לפתחי השמע של יצורים שונים, בין שהם ממוקמים בצידי הראש כמו האוזניים שלנו ובין שהם ממוקמים ברגליים, בכנפיים או במחושים, יש תכונה אחת משותפת והיא היכולת לרטוט. הסבירו מדוע תכונה זו חשובה לקליטת גירוי של קול.
7. במסיבת בת המצווה של עדן נמדדה עוצמת רעש של 140 דציבל. איזה נזק לבריאות האוזניים טמון בכך? הציעו דרכים למניעת הנזק.
*208*
יש לנו אתגר!
בבתים רבי קומות קיימת בעיה של מעבר קולות ורעשים בין דירות. מהנדסים המתכננים בתים כאלה מתבקשים להתמודד עם הבעיה ולתכנן את הדירות בבתים אלה כך שהרעש לא יעבור מדירה לדירה.
במשימה זו אתם מהנדסים ומהנדסות שקיבלתם משימה לתכנן ולבנות דגם של חדר מגורים עם בידוד אקוסטי.
רגע לפני...
היעזרו בקטע המידע קולות נבלעים (עמוד 186) והסבירו:
1. מהם פתרונות אקוסטיים?
2. על איזו מבין תכונות הקול מבוסס הפתרון האקוסטי?
3. הסבירו על איזה צורך נותנים מענה הפתרונות האקוסטיים.
4. כתבו דוגמאות של פתרונות אקוסטיים המוזכרים בקטע המידע.
(בספר איור:)
(הילד אומר:) איך נדע שהחדר הוא עם בידוד אקוסטי?
(הילדה אומרת:) לפי עוצמת הקול שתעבור מבעד לקירות ולא תעלה על 30 דציבל.
- עוצמת קול של 30 דציבל נחשבת שקטה.
- עוצמת קול מעל 60 דציבל נחשבת חזקה ומפריעה.
- עוצמת קול מעל 80 דציבל נחשבת מזיקה ובלתי סבירה
מגדירים בעיה
כיצד נבנה דגם של חדר עם בידוד אקוסטי שעוצמת הקול שתעבור מבעד לקירותיו לא תעלה על 30 דציבל?
(בספר תמונה:) מד רעש
*209*
מצטרפים לאתגר!
כדי לפתור את הבעיה היעזרו בנוט תהליך התיכון שנמצא בארגז הכלים שבעמוד 292.
נתחיל בחקירה.
משימה: חקירה
חלק א: מתכננים איסוף מידע
1. הכינו טבלה דומה ורשמו בטור הימני את המידע הדרוש לכם כדי לבנות דגם של חדר עם בידוד אקוסטי ובטור השמאלי את הדרכים להשגתו.
טבלה לארגון המידע והדרכים להשגתו
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) נוט תהליך החקר המדעי
סוגי מידע (דוגמאות), באיזו דרך נשיג את המידע? (דוגמאות)
סוגים של חומרי חפוי, איסוף מידע ממקורות שונים, ביצוע תהליך חקר מדעי, אחר: --
המרקם של חומר החיפוי, ביצוע תהליך חקר מדעי
עלויות של חומרים, סקר שוק, אחר: --
אחר: --, --
חלק ב: אוספים מידע
אחת הדרכים לאיסוף מידע היא באמצעות ביצוע תהליך של חקר מדעי. בעזרת תהליך החקר המדעי תוכלו לבדוק, למשל, אילו גורמים יכולים להשפיע על בליעת קול על ידי גופים.
נסחו שאלת חקר שפתרונה יכול לספק לכם מידע שדרוש לכם לבניית דגם של חדר עם בידוד אקוסטי.
השתמשו במילות שאלה כגון: מה הקשר...? מהו ההבדל...? מהי ההשפעה...?
*210*
2. תכננו את מהלך החקר. בתכנון יש להתייחס לגורמים הבאים:
- מהו הגורם המשפיע שאותו תרצו לבדוק? למשל, עובי לוח החיפוי.
- מהו הגורם המושפע שאותו תרצו למדוד? כיצד תמדדו אותו? באילו יחידות מידה תשתמשו?
- מה יהיו הגורמים הקבועים בניסוי?
- כמה חזרות תעשו בניסוי?
- באיזו דרך תארגנו את תוצאות הניסוי?
- כיצד תראה המערכת שבה תבצעו הבדיקות? (תוכלו גם לצייר).
3. להמשך תהליך הבדיקה (ביצוע הניסוי, ארגון תוצאות והסקת מסקנות) היעזרו בנוט תהליך החקר המדעי שנמצא בארגז הכלים שבעמוד 294.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:) נוט תהליך החקר המדעי
המשיכו את תהליך החקירה בהתאם לתכנון.
אספו וארגנו את המידע הדרוש לכם לתכנון ולבניית דגם של חדר עם בידוד אקוסטי.
משימה: מעלים רעיונות ובוחרים רעיון מתאים לפתרון
1. העלו רעיונות לבניית דגם של חדר עם בידוד אקוסטי.
התייחסו להיבטים כגון: צורת המבנה, גודל המבנה, חומר חיפוי מתאים, עלויות וכדומה.
2. מכל הרעיונות לפתרונות שהעליתם בחרו פתרון אחד שאותו תרצו לתכנן ולבנות. לפי אילו שיקולים בחרתם את הפתרון המתאים ביותר?
*211*
(בספר איור:)
(הילדה אומרת:) האם התייחסתם לדרישות מהמוצר?
(הילד אומר:) האם התייחסתם לאילוצים?
ומה הלאה?
להמשך התכנון ובניית הדגם של חדר עם בידוד אקוסטי היעזרו בנוט תהליך התיכון שבעמוד 292.
בדקו אילו משימות כבר ביצעתם ומה עוד אתם צריכים לעשות.
שימו לב: בתכנון ובבניית הדגם אל תשכחו לבצע את הפעולות הבאות:
1. להכין רשימה של החומרים והציוד הדרושים לכם לבניית הדגם. דוגמה: חומרי חיפוי, דבק, ברגים, לוחות קרטון, מספריים ועוד.
2. להכין שרטוט של החדר עם הבידוד האקוסטי. התייחסו בשרטוט לפרטים הבאים:
- צורת החדר: תיבה, קוביה, גליל...
- פתחים: חלונות, דלתות (אחר).
- גודל החדר: אורך, רוחב וגובה.
- מיקום חומרי החיפוי (תקרה, רצפה, קירות...).
- מקרא לשרטוט.
3. לבנות את הדגם לפי התכנון ולצלם אותו.
משימה: הערכה
בדקו את הפתרון: האם קיבלתם חדר עם בידוד אקוסטי שעוצמת הקול שעוברת מבעד לקירותיו לא עולה על 30 דציבל? האם עליכם לשפר את הדגם?
*212*
*212*
פרק ראשון: סודו של כוכב לכת ארץ
פרק שני: מגוון יצורים חיים
פרק שלישי: חיים בסביבות חיים
*213*
כוכב לכת ארץ - כוכב החיים
מבין כל כוכבי הלכת והירחים המוכרים לנו במערכת השמש, רק על פני כוכב הלכת ארץ - כוכב הבית שלנו - מתקיימים חיים כפי שהם מוכרים לנו.
על פני כוכבי לכת וירחים שונים שנחקרו במערכת השמש התגלו נופים שוממים וחסרי חיים. ללא הגנה של חליפות חלל, האסטרונאוטים לא היו יכולים להתקיים על הירח יותר מדקה אחת. למעשה, אף יצור חי מכדור הארץ אינו יכול להתקיים על פני הירח או על פני כוכבי לכת אחרים במערכת השמש שלנו.
מהו סוד קיום החיים בכוכב לכת ארץ?
(בספר איור:)
(הילד אומר:) מדוע יצורים חיים שמתקיימים על פני כדור הארץ שלנו אינם יכולים להתקיים על הירח או על כוכבי לכת אחרים?
(הילדה אומרת:) מה כל כך מיוחד בכדור הארץ שלנו שבזכותו מתקיימים עליו חיים?
*214*
*214*
תנאים לקיום חיים בכוכב לכת ארץ
בלילה שקט וחשוך שכבו ליאור ואוריה על הדשא מחוץ לאוהל במחנה והביטו בשמי הלילה.
השמיים היו מנוקדים בשפע של כוכבים מאירים.
(בספר איור:)
(אוריה:) כל כך הרבה כוכבים...
(ליאור:) מה דעתך, אולי על אחד מכוכבי הלכת בחלל נמצאים מישהו או מישהי המתבוננים בנו?
(אוריה:) אני חושב שרק על פני כדור הארץ שלנו יש חיים.
(ליאור:) כל כך הרבה כוכבי לכת וירחים בחלל שמסביבנו ורק על פני כדור הארץ שלנו יש חיים?
(אוריה:) מעניין מה כל כך מיוחד בכדור הארץ שלנו שמתקיימים עליו חיים.
מהם מרכיבי הסביבה של כדור הארץ שמאפשרים קיום חיים על פניו?
*215*
בעקבות הלמידה - נדע...
- לתאר את התנאים הייחודיים על פני כדור הארץ המאפשרים קיום חיים על פניו.
- לתאר את מרכיבי הסביבה החיים ואת מרכיבי הסביבה שאינם חיים.
- להסביר את השפעתם של מרכיבי הסביבה על הקיום של יצורים בכדור הארץ.
מושגים שנלמד
- מרכיבי סביבה חיים: צמחים, בעלי חיים, חיידקים ופטריות.
- מרכיבי סביבה שאינם חיים: אור, טמפרטורה מתאימה, קרקע, אוויר ומים.
מיומנויות שנפעיל
- לנתח מהלך מחקר מדעי.
- לארגן מידע בטבלה ולהסיק מסקנות.
- להכליל: למצוא את המשותף בין מרכיבים.
- להבחין בין מסקנה לתוצאה.
- לתכנן ולבצע תהליך חקר מדעי: ניסוי ותצפית.
*216*
מרכיבי סביבה בכוכב לכת ארץ
משימה: אילו מרכיבי סביבה חיוניים לקיומם של יצורים חיים?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את מרכיבי הסביבה החיוניים לקיומם של יצורים חיים.
- להבדיל בין מרכיבי סביבה חיים לבין מרכיבי סביבה שאינם חיים.
בטיחות!
אין להפוך אבנים או לדחוף ידיים מתחת לאבן מחשש להכשות או עקיצות של בעלי חיים. אין לגעת בצמחים רעילים.
מקום הפעילות: סביבה חוץ כיתתית
הנחיות
1. צאו לסביבה הקרובה וחפשו יצורים חיים וסימנים ליצורים חיים בסביבה (כמו: קונכיות ריקות של חלזונות, נוצות של עופות).
2. שרטטו טבלה (ראו דוגמה) ורשמו בה את שמותיהם.
3. צפו ביצורים החיים ותארו מאפייני חיים בולטים שלהם בעמודה השנייה בטבלה.
4. תארו את הסביבה (מרכיבים חיים ומרכיבים שאינם חיים) שבה מתקיימים כל היצורים החיים שצפיתם בהם.
(בספר תמונה:)
טבלה לארגון מידע: יצורים חיים בסביבה
יצורים חיים בסביבה, מאפייני חיים, מרכיבים בסביבה (חיים ושאינם חיים)
נמלה, תנועה, מים, אוויר, קרקע, צמחים, זרעים או מזון
צמח הסביון, התפתחות של פרחים, --
--, --, --
מקום הפעילות: בכיתה
הנחיות
1. סמנו בעמודה השלישית בטבלה את מרכיבי הסביבה החיים. הסבירו מדוע הם נחוצים לקיומם של היצורים החיים.
2. סמנו בעמודה השלישית בטבלה את מרכיבי הסביבה שאינם חיים. הסבירו מדוע הם נחוצים לקיומם של היצורים החיים.
3. כתבו מסקנה: באילו מרכיבי סביבה תלוי קיומם של יצורים חיים?
4. המזון הוא אחד מצורכי הקיום החיוניים לקיומם של יצורים חיים.
א. האם הוא חלק ממרכיבי הסביבה?
ב. באיזו עמודה בטבלה רשמתם את המזון? הסבירו.
*217*
יצורים חיים מושפעים מסביבתם
קיומם של היצורים החיים על פני כוכב לכת ארץ מתאפשר הודות לצירוף ייחודי של מרכיבי סביבה שאינם חיים. צירוף זה אינו קיים בכוכבי הלכת המוכרים לנו במערכת השמש שלנו:
- אל כדור הארץ מגיע אור השמש החיוני לקיומם של יצורים חיים.
- בכדור הארץ יש מים במצב צבירה נוזל הדרושים לקיום החיים.
- בכדור הארץ שוררות טמפרטורות המתאימות לקיום חיים על פניו.
- את כדור הארץ עוטפת אטמוספרה. לאטמוספרת כדור הארץ קוראים אוויר.
- החמצן והפחמן הדו-חמצני שבאוויר דרושים לקיום תהליכי חיים (לדוגמה: חמצן לנשימת יצורים חיים, פחמן דו-חמצני לייצור מזון על ידי הצמחים).
- במרומי האטמוספרה של כדור הארץ נמצאת שכבת האוזון. הודות לשכבה זו מרבית הקרינה העל-סגולית המזיקה שמגיעה מהשמש אינה חודרת לכדור הארץ.
מרכיבי הסביבה בכדור הארץ שלנו מאפשרים את קיומם של יצורים חיים כמעט בכל מקום על פניו.
כיצד יצורים חיים מושפעים ממרכיבי הסביבה וכיצד הם משפיעים עליהם?
משימה: מושפעים ממרכיבי הסביבה
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להביא דוגמאות להשפעת מרכיבי סביבה על יצורים חיים.
קראו את קטע המידע הבא ובצעו את המשימה שמופיעה בעמוד הבא.
מושפעים ממרכיבי סביבה
הסביבה שבה אנו חיים כוללת מרכיבים חיים ומרכיבים שאינם חיים. מרכיבי הסביבה שאינם חיים כוללים: מים, טמפרטורה, אור, אוויר, קרקע ועוד. מרכיבי הסביבה החיים כוללים יצורים חיים: צמחים, בעלי חיים (בכללם בני אדם), חיידקים ופטריות. קיומם של יצורים חיים מושפע ממרכיבי הסביבה החיים וממרכיבי הסביבה שאינם חיים.
*218*
קיומו של העכביש בסביבה, למשל, מושפע מאוויר, ממים, מטמפרטורה מתאימה, שהם מרכיבי סביבה שאינם חיים. קיומו של העכביש מושפע גם מקיומם של חרקים שהוא צד למחייתו, גם מציפורים שעלולות לצוד אותו ומבני אדם שעלולים לפגוע בו. החרקים, הציפורים והאדם הם חלק ממרכיבי הסביבה החיים המשפיעים על קיומו של העכביש. כל המרכיבים האלה יחד: אוויר, מים, טמפרטורה, חרקים, ציפורים ואדם משפיעים על קיומו של העכביש בסביבה.
משימה
בחרו יצור חי אחד מתוך רשימת היצורים החיים שארגנתם בטבלה שבעמוד 216. שערו כיצד הוא מושפע ממרכיבי הסביבה החיים וגם ממרכיבי הסביבה שאינם חיים. הסבירו את השערתכם.
משימה: תעלומה בחורשת האורנים
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר כיצד יצורים חיים מושפעים מסביבתם.
- להבחין בין תוצאה לבין מסקנה של ניסוי.
- להעריך האם הניסוי בוצע כהלכה.
- להעלות השערות אפשריות להסבר התופעה.
קראו את סיפור המקרה תעלומה בחורשת האורנים ובצעו את חמשת חלקי המשימה:
חלק א: רגע לפני... ניסוח השערות
חלק ב: בדיקת השערה
חלק ג: תיאור תוצאות הניסוי ומסקנותיו
חלק ד: הסבר מסקנות הניסוי
חלק ה: רגע אחרי...
סיפור מקרה: תעלומה בחורשת האורנים
תלמידי כיתה ו שמו לב שבחורשות של אורנים לא גדלים צמחים אחרים. הם גם שמו לב שהקרקע שבחורשה מכוסה בשכבה של מחטי אורן (עלים). הם שיערו שמחטי האורן שעל גבי הקרקע מונעות נביטה של זרעים.
חלק א: רגע לפני... ניסוח השערות
- איזו תופעה ראו התלמידים בחורשת האורנים?
- מה הייתה ההשערה שהעלו התלמידים כדי להסביר את התופעה?
- העלו השערות נוספות להסבר התופעה.
- העלו רעיונות לבדיקת ההשערות.
*219*
חלק ב: בדיקת השערה
קראו את תיאור מהלך הניסוי שערכו התלמידים לבדיקת השערתם והשיבו על השאלות.
המשך סיפור המקרה: בודקים את ההשערה בעזרת ניסוי
לבדיקת ההשערה "מחטי האורן שעל גבי הקרקע מונעות נביטה של זרעים" התלמידים ערכו את הניסוי הבא:
- התלמידים לקחו שתי צלחות זהות בגודלן וריפדו כל אחת בצמר גפן.
- התלמידים הרטיבו את צמר הגפן שבכל צלחת בחמישה סמ"ק של מים.
- התלמידים הניחו על צמר הגפן שבצלחת האחת עשרה זרעי שעועית ופיזרו עליהם מחטי אורן.
- התלמידים הניחו על צמר הגפן שבצלחת השנייה עשרה זרעי שעועית ולא פיזרו עליהם מחטי אורן.
- התלמידים הניחו את הצלחות למשך שבועיים באותם תנאים של אור, טמפרטורה ואוויר.
- התלמידים חזרו על הניסוי לפחות שלוש פעמים.
(בספר תמונה:)
(ילדה אומרת:) מדוע הם עשו חזרות?
(ילד אומר:) האם הם יקבלו אותן תוצאות אם ישתמשו בזרעים מסוג אחר?
(ילד אומר:) מדוע הם לא פיזרו מחטים של אורן על הצלחת השנייה?
(ילדה אומרת:) מעניין מה יהיו התוצאות
שאלות
1. מה הייתה שאלת החקר שאותה רצו התלמידים לבדוק?
2. מה הייתה ההשערה של התלמידים?
3. על איזה ידע לדעתכם התבססו התלמידים כששיערו את ההשערה הזאת?
חושבים מדע
מה צריך לעשות לפני שמסיקים מסקנות?
- תחילה בודקים אם הניסוי נערך כהלכה.
- אם הניסוי לא נערך כהלכה אז אי אפשר להסיק מסקנה לגבי הקשר שבין נוכחות מחטי אורן לבין נביטת זרעים.
*220*
4. בדקו בעזרת השאלות הבאות האם הניסוי שערכו התלמידים נערך כהלכה:
א. מדוע השתמשו התלמידים בניסוי שערכו בשתי צלחות?
ב. מה היה הגורם הנבדק?
ג. אילו גורמים נשארו קבועים בשתי צלחות הניסוי?
ד. האם היה רק גורם אחד שונה בין שתי צלחות הניסוי?
ה. מדוע חשוב לשמור על גורם אחד שונה ולהשאיר את כל יתר הגורמים קבועים (ללא שינוי)?
ו. מה עשו הילדים כדי להבטיח שלא יתקבלו תוצאות מקריות?
ז. הסיקו מסקנה: האם הניסוי בוצע כהלכה?
חלק ג: תיאור תוצאות הניסוי ומסקנותיו
לפניכם שלוש אפשרויות של תוצאות הניסוי. קראו כל אפשרות והשיבו על השאלות.
אפשרות ראשונה
נניח שתוצאת הניסוי הייתה: הזרעים שבשתי הצלחות נבטו.
על בסיס התוצאה הזו מסיקים ש...
העתיקו את המשפט הנכון.
1. יש קשר בין נוכחות מחטי האורן לבין נביטת הזרעים.
2. אין קשר בין נוכחות מחטי האורן לבין נביטת הזרעים.
3. הניסוי לא בדק כלל את הקשר.
אפשרות שנייה
נניח שתוצאת הניסוי תהיה: הזרעים שבשתי הצלחות לא נבטו.
על בסיס התוצאה הזו מסיקים ש...
בחרו אין או יש והעתיקו את המשפט הנכון.
1. למחטי אורן אין/יש השפעה על נביטת הזרעים.
2. אין/יש קשר בין נוכחות מחטי אורן לבין נביטת הזרעים.
אפשרות שלישית
נניח שתוצאת הניסוי תהיה: הזרעים שבצלחת עם מחטי האורן לא נבטו והזרעים שבצלחת ללא מחטי האורן נבטו.
על בסיס התוצאה הזו מסיקים ש...
בחרו אין או יש והעתיקו את המשפט הנכון.
1. למחטי אורן אין/יש השפעה על נביטת הזרעים.
2. אין/יש קשר בין נוכחות מחטי אורן לבין נביטת הזרעים.
*221*
חלק ד: הסבר מסקנות הניסוי
קראו את המידעון הבא והשיבו על השאלות.
מידעון: השפעת מחטי אורן על נביטה של זרעים
אתם מוזמנים לטייל בחורשות אורנים ולהתרשם מהמגוון הקטן יחסית של מיני הצמחים הגדלים בהן. תופעה זו מעסיקה חוקרים רבים שעורכים מחקרים באמצעות תצפיות וניסויים כדי להבין אותה.
היו חוקרים ששיערו שחומרים שנמצאים במחטי האורן מופרשים לאדמה ומעכבים נביטה של מיני זרעים רבים. השערה זו הופרכה.
אחת ההשערות שנחקרת כיום היא ששכבת המחטים מכסה את הקרקע כמו שמיכה עבה ומפריעה לנביטה של מיני זרעים שונים הזקוקים לאור, לאוויר, לטמפרטורה מתאימה ולמים כדי לנבוט.
שאלות
1. מהם ההסברים האפשריים לתופעה של נביטה מועטה של זרעים מתחת לאורנים?
2. איזה ניסוי צריך לערוך לבדיקת ההשערה שזרעים של צמחים מסוימים אינם נובטים ומתפתחים מתחת לעצי האורן בגלל הצורך שלהם באוויר ובטמפרטורה מתאימה?
3. מדוע אין להיחפז בהסקת מסקנות?
חושבים מדע
מסיקים מסקנות בשיקול דעת:
- בודקים אם הניסוי תוכנן ובוצע כהלכה: הגדרת גורם משפיע וגורם מושפע, בקרה וחזרות.
- בודקים האם כל ההשערות נבדקו.
- בוחנים בתשומת לב את תוצאות הניסוי.
- מסיקים מסקנות על סמך תוצאות הניסוי.
חלק ה: רגע אחרי...
בעקבות ניתוח סיפור המקרה תעלומה בחורשת האורנים סכמו:
1. אילו מרכיבי סביבה יכולים להשפיע על קיומם של יצורים חיים?
2. מדוע חשוב לערוך חקר מדעי? הביעו את דעתכם.
מילון:
אישוש: כאשר מסקנת הניסוי תומכת בהשערה.
הפרכה: כאשר מסקנת הניסוי סותרת את ההשערה.
*222*
משימה: שואלים ועורכים חקר מדעי
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לנסח שאלת חקר.
- לתכנן תהליך של חקר מדעי.
- לבצע ניסוי או תצפית.
- לאסוף נתונים ולהסיק מסקנות.
בטיחות!
אץ להפוך אבנים או לדחוף ידיים מתחת לאבן מחשש להכשות או עקיצות של בעלי חיים. אין לגעת בצמחים רעילים.
שואלים וחוקרים
1. נסחו שאלות חקר על הקשר בין יצורים חיים לבין מרכיבי הסביבה.
א. בחרו יצור חי. לדוגמה - נמלה.
ב. בחרו את מרכיב הסביבה שאת השפעתו על היצור החי אתם רוצים לבדוק. לדוגמה - סוג מזון.
ג. היעזרו במחסן מילות השאלה ונסחו את שאלת החקר. מחסן מילות שאלה: כיצד מושפע/ת? מהם הגורמים? מהו הקשר בין? מהו ההבדל? מהו ההסבר?
2. בחרו שאלה אחת ותכננו דרך מתאימה (ניסוי ו/או תצפית) לבדיקתה.
3. לתכנון, לביצוע ולהערכה של תהליך החקר המדעי היעזרו בנוט תהליך החקר המדעי שנמצא בארגז הכלים של ספר הלימוד.
*223*
בפרק זה למדנו ש...
- על פני כדור הארץ מתקיים צירוף מיוחד של מרכיבי סביבה שאינם חיים המאפשר קיום חיים על פניו.
- בסביבה שבה מתקיימים יצורים חיים, יש מרכיבים חיים ויש מרכיבים שאינם חיים.
- קיומם של יצורים חיים תלוי במרכיבי הסביבה (החיים ושאינם חיים) ומושפע מהם.
מיומנויות שהפעלנו...
- ניתחנו מהלך מחקר מדעי.
- הבחנו בין תוצאה לבין מסקנה.
- תכננו, ביצענו והערכנו תהליך חקר מדעי.
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. בחרו סביבת חיים כגון: שדה בור, יער, ים, גינה ציבורית, נחל. היכנסו לרשת האינטרנט ואספו מידע על סביבת החיים שבחרתם:
א. רשמו שמות של מרכיבי סביבה חיים בסביבה שבחרתם.
ב. רשמו שמות של מרכיבי סביבה שאינם חיים בסביבה שבחרתם.
ג. מהם צורכי הקיום של היצורים החיים בסביבה? מאין הם משיגים כל אחד מהם?
ד. מה הקשר בין המרכיבים החיים לבין אלה שאינם חיים בסביבה?
2. מה היה קורה ליצורים החיים אילו:
א. לא היה להם אוויר?
ב. לא היו להם מים בסביבה?
ג. לא הייתה להם טמפרטורה מתאימה?
ד. לא היה להם מספיק אור?
ה. לא הייתה להם קרקע?
3. מה משותף למילים המודגשות בסעיפים א-ה של שאלה 2? (המילים המודגשות הן: אוויר, מים, טמפרטורה, אור, קרקע).
איזו מסקנה תוכלו להסיק מהתשובות שכתבתם לסעיפים א-ה של שאלה 2?
4. המזון הוא צורך קיום חיוני לקיומם של היצורים החיים.
מאין משיגים היצורים החיים את המזון? הסבירו ותנו דוגמאות.
5. קראו את השיחה בין אוריה לליאור (עמוד 214).
הסבירו לאוריה מה מיוחד בכוכב הלכת ארץ שמתקיימים עליו חיים?
*224*
*224*
חברים לסביבה
מתחת לפני הים התפרץ הר געש ועלה מן הקרקעית. פעם אחר פעם שפך ההר לבה וכך עלה על גדותיו וגדל עד שהתרומם מעל פני הים. איי גלפגוס נולדו. רוחות עזות העיפו לכאן כמה ציפורים שמצאו בו מנוחה, הרחק מקיניהן שעל היבשה. מחופי היבשת הרחוקה נסחפו בזרמי הים כמה זוחלים אשר צפו על גבי גזעי עצים שנכרתו בסערה. זרעים שנפלטו מקיבתם של העופות נבטו באדמה וכיסו את האי בצמחייה. כמה צבי יבשה ואריות ים הגיעו לכאן בשחייה ממושכת. סביבת חיים חדשה נולדה, מבודדת מן העולם. לאט לאט, בתנאים של בידוד, התפתחה על איי גלפגוס סביבת חיים עם מגוון של מינים שאי אפשר למצוא בשום מקום אחר בעולם. את מגוון המינים המופלא הזה פגש חוקר הטבע הנודע צ'ארלס דרווין.
כששב צ'ארלס דרווין ממסע המחקר הארוך שעשה, הוא כתב ביומנו על איי גלפגוס וסיפר שהשימוש היחידי שנאלץ לעשות היה שימוש במקל במקום ברובה כדי להזיז בעדינות ציפור שניצבה בדרכו. דרווין הופתע לגלות יחסי גומלין מגוונים בין היצורים החיים שם.
לדוגמה, הצבים הענקיים והאיגואנות שגודלן מגיע עד מטר וחצי הם בעלי חיים צמחוניים. הם פיתחו "שפת סימנים" מיוחדת בינם לבין ציפורים מסוימות. הציפורים קולטות את הסימנים ונוחתות על הצבים ועל האיגואנות או בקרבתם, ושולפות בעזרת המקור חרקים טפילים הנמצאים על עורם. כך נהנות הציפורים ממזון והזוחלים מניקיון. ואם אין בסביבה ציפורים, "יעשו את העבודה" גם לטאות אחרות או סרטנים.
(בספר שלוש תמונות:) סולה (סוג של ציפור מים), פינגווין, קקטוס
מהם המרכיבים החיים והמרכיבים שאינם חיים בסביבות החיים וכיצד הם משפיעים על מגוון המינים שבטבע?
*225*
בעקבות הלמידה - נדע...
- להסביר מהו מגוון המינים בטבע ומדוע חשוב לשמור עליו.
- לתאר קשרי קיום בין יצורים חיים לבין סביבתם.
- לתאר את השפעת האדם על מרכיבי הסביבה ואת ההשלכות של התערבות האדם על מגוון המינים בטבע.
מושגים שנלמד
- מגוון המינים בטבע, התאמות לסביבה (מבנה גוף והתנהגות), התאמות לתפקוד.
- מרכיבי סביבה שאינם חיים: אור, טמפרטורה מתאימה, אוויר ומים.
- קשרי קיום: טריפה, שרשרת מזון, מארג מזון, יצרנים, צרכנים, הדדיות, תחרות, טפילות.
מיומנויות שנפעיל
- לערוך תצפיות ולהסיק מסקנות.
- לערוך השוואות ולהסיק מסקנות.
- להציג נתונים בטבלאות ובגרפים.
- לעבד מידע ולהסיק מסקנות.
- לשער השערות ולנסח הסברים.
(בספר שתי תמונות:) צב יבשה פילי, איגואנה ימית.
*226*
מגוון מיני היצורים החיים בסביבה
כמה יצורים חיים שונים אתם מכירים? כמה יצורים חיים שונים מכירים אתם וחבריכם יחד? כמה יצורים חיים שונים מכירים כל הילדים בגילכם החיים באזורים שונים בכדור הארץ? כמה יצורים חיים שונים מוכרים במדע? כמה יצורים חיים שונים יש בכדור הארץ ואינם מוכרים במדע?
רוב מיני היצורים החיים המתקיים על פני כדור הארץ אינו מוכר במדע. מרבית היצורים החיים המוכרים במדע הם אלה שסביבת החיים שלהם קרובה לבני האדם.
כמה מיני יצורים חיים יש בטבע וכיצד אפשר לבדוק זאת?
משימה: חוקרים את מגוון היצורים החיים בסביבה
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את מגוון מיני היצורים החיים (צמחים ובעלי חיים) הנמצאים בסביבה הקרובה.
- לאסוף נתונים בעזרת תצפית ולהסיק מסקנות.
- להשתמש באמצעים טכנולוגיים, כגון מגדלת ומגדירי/מדריכי צמחים ובעלי חיים.
ציוד: סרט מידה, מצלמה (אם יש), מגדירי/מדריכי צמחים, מגדירי/מדריכי בעלי חיים, מגדלת, כלי כתיבה, דף תצפית (ראו הסבר בסעיף 2 של המשימה)
שימו לב: התבוננו, למדו, אך אל תפגעו בסביבתכם!
בטיחות!
אין להפוך אבנים או לדחוף ידיים מתחת לאבן מחשש להכשות או עקיצות של בעלי חיים. אין לגעת בצמחים רעילים.
*227*
מקום הפעילות: בכיתה
חלק א: היערכות לתצפית
1. התחלקו לקבוצות: כל קבוצה תבחר חלקת מחקר בגודל של 5 על 5 מ"ר (מטר רבוע). היעזרו בסרט מידה למדידת החלקה. תנו שם לחלקת המחקר שלכם.
2. הכינו דף תצפית וכתבו בו את הפרטים הבאים: נושא התצפית, המקום שבו נמצאת חלקת המחקר, שמות חברי הקבוצה, תאריך ושעה, העונה.
3. הוסיפו לדף התצפית את הטבלה הבאה:
טבלה קבוצתית לארגון נתונים מהתצפית: מגוון מיני היצורים החיים בסביבה (דוגמה)
(בספר תמונה:) דוכיפת - הציפור הלאומית של ישראל
סוג, שמות היצורים החיים, מספר הפרטים מכל מין, תיאור קצר של היצור החי (במילים, בציור או בצילום)
צמחים, סביון מצוי, 50, --
צמחים, סרפד עלים, 30, --
צמחים, קחוון מצוי, 15, --
צמחים, סך כל מיני הצמחים: 3, סך כל הפרטים: 95, תא ריק
בעלי חיים, דבורת הדבש, 10, --
בעלי חיים, עכביש זאב, 3, --
בעלי חיים, חיפושית זבל, 7, --
בעלי חיים, סך כל מיני הצמחים: 3, סך כל הפרטים: 20, תא ריק
*228*
מקום הפעילות: בסביבה הקרובה
חלק ב: ביצוע התצפית
1. עוד לפני שאתם מתחילים:
א. שערו: אילו יצורים חיים מתקיימים בחלקת המחקר שלכם?
ב. העריכו: כמה מיני יצורים חיים יש בחלקת המחקר?
2. נסו לאתר בחלקת המחקר שלכם יצורים חיים שונים רבים ככל האפשר (צמחים ובעלי חיים). הפעילו את כל החושים. היעזרו במגדלת.
שימו לב: יש להתייחס רק לצמחי בר ולחיות בר.
א. חפשו יצורים חיים על פני הקרקע, בתוך הקרקע, על צמחים, בין סדקים ובזהירות מתחת לאבנים, מתעופפים באוויר - בכל מקום.
ב. היעזרו במורה, במגדירי/מדריכי הצמחים ובמגדירי/מדריכי בעלי החיים ונסו לזהות את הצמחים ואת בעלי החיים שגיליתם. צלמו אותם.
3. השלימו בטבלה ששרטטתם את הנתונים שאספתם: השם של היצור החי (צמחים ובעלי חיים), מספר מיני היצורים החיים, מספר הפרטים מכל מין, תיאור קצר של היצור החי.
מקום הפעילות: בכיתה
חלק ג: עבוד נתונים והסקת מסקנות
1. ספרו כמה מינים שונים של יצורים חיים גיליתם בחלקת המחקר שלכם. התייחסו לצמחים ולבעלי החיים בנפרד. האם הופתעתם מן המספר? הסבירו.
2. חשבו את סך כל היצורים החיים שגיליתם בחלקת המחקר שלכם. התייחסו לצמחים ולבעלי החיים בנפרד. האם הופתעתם מן המספר? הסבירו.
במידת האפשר מומלץ להשתמש באפליקציות (יישומים) ברשת של מגדירי צמחים ומגדירי בעלי חיים וכן לפנות לאתרים כדוגמת: צמחיית ישראל ברשת, צמח השדה, צמח ישראלי - מגדיר צמחיית ישראל, מדריך בעלי חיים על ישראל, המרכז לטיפוח ציפורי הבר, בעלי חיים - אתר טיולי.
שימו לב!
מומלץ לבנות טבלה בגיליון אלקטרוני, להזין בה את הנתונים ולעבד בעזרת הגיליון את הנתונים.
*229*
3. במה דומה מגוון היצורים שגיליתם בחלקת המחקר שלכם למגוון היצורים בחלקות המחקר האחרות, ובמה הוא שונה? לצורך קבלת תשובה, דרושה השוואה בין הממצאים של כל הקבוצות.
א. השלימו את הנתונים בטבלת ההשוואה הכיתתית (ראו דוגמה).
שימו לב!
תוכלו להכין טבלה שיתופית כיתתית מקוונת בגיליון אלקטרוני. כל קבוצה תזין את הממצאים שלה בטבלה. עבדו את הנתונים בעזרת הגיליון האלקטרוני והסיקו מסקנות.
טבלה כיתתית לארגון נתונים: מגוון מיני היצורים החיים בסביבה
(בספר תמונה:) דוכיפת - הציפור הלאומית של ישראל
חלקת מחקר 1, חלקת מחקר 2, חלקת מחקר 3, חלקת מחקר 4
שמות יצורים חיים, שמות יצורים חיים, שמות יצורים חיים, שמות יצורים חיים
--, --, --, --
סך המינים: --, סך המינים: --, סך המינים: --, סך המינים: --
סך הפרטים: --, סך הפרטים: --, סך הפרטים: --, סך הפרטים: --
ב. עיינו בטבלה ובדקו:
- אילו יצורים חיים נמצאים בכל חלקות המחקר?
- אילו יצורים חיים נמצאים רק בחלקת מחקר אחת?
- באיזו חלקה יש הכי הרבה מינים של צמחים?
- באיזו חלקה יש הכי הרבה מינים של בעלי חיים?
- הסיקו: מה למדתם מן ההשוואה על מגוון מיני היצורים החיים בסביבה שלכם?
4. שערו: האם יש בחלקות המחקר מיני יצורים חיים נוספים שלא נמצאו בתצפית? על מה מבוססת ההשערה שלכם?
5. שערו: האם תלמידים באזור אחר בארץ יקבלו תוצאות דומות?
חושבים מדע
- מה הייתה מטרת התצפית?
- מדוע חשוב היה לסמן חלקות מחקר שוות בגודלן בבדיקה שערכתם?
- מה הייתה התרומה של המגדלת (ו/או של המשקפת) לתצפית שערכתם?
- מהי החשיבות של עריכת השוואה כיתתית להכרת מגוון מיני היצורים בסביבה?
- מה הייתה התרומה של המגדירים/המדריכים לתצפית שערכתם?
*230*
היודעים אתם ש...
חוקרים את מגוון מיני הציפורים
הטבלה שלפניכם מציגה ממצאים של מחקר שבדק את המספר הממוצע של ציפורים בפארקים עירוניים. התצפיתנים ערכו ספירה של כל הציפורים שנראו בשעות הבוקר. כל ציפור שנראתה זוהתה בשמה ונרשמה. בסיום הספירה נערך רישום של כל מיני הציפורים ומספר הציפורים (הפרטים) מכל מין.
טבלה לארגון מידע: מיני ציפורים בפארק עירוני
(בספר תמונה:) דוכיפת - הציפור הלאומית של ישראל
מספר, שם הציפור, מספר הפרטים
1, אנפית הבקר, 2
2, בולבול צהוב שת, 2
3, דוכיפת, 2
4, דרור הבית, 6
5, דררה, 3
6, יונת הבית, 2
7, מיינה מצויה, 9
8, נחליאלי לבן, 2
9, עורב אפור, 4
10, פשוש, 4
11, צופית בוהקת, 3
12, צוצלת, 4
13, שחרור, 2
14, תור הצווארון, 2
סך כל: 47 פרטים
מתוך: ליפשיץ שלומית, דורון להב, המרכז לטיפוח ציפורי הבר בחצר הבית.
בפארק העירוני נצפו 14 מינים של ציפורים וסך הכול נצפו 47 ציפורים. ומכאן שמגוון מיני הציפורים הוא 14 ואילו מספר הפרטים שנמצאו בפארק הוא 47.
(בספר תמונה:) דוכיפת - הציפור הלאומית של ישראל
*231*
מרכיבי סביבה שאינם חיים והשפעתם על היצורים החיים
בכל סביבת חיים יש מרכיבים חיים (יצורים חיים) ומרכיבים שאינם חיים. קיומו של מגוון מיני היצורים החיים מושפע ממרכיבי הסביבה. כיצד מושפע מגוון המינים ממרכיבי הסביבה שאינם חיים?
בתת פרק זה תלמדו ותחקרו את קשרי משפיע-מושפע שמתקיימים בין יצורים חיים לבין מרכיבי סביבה שאינם חיים:
חלק א: מרכיב הסביבה אור: עמודים 231-237.
חלק ב: מרכיב הסביבה מים: עמודים 238-244.
חלק ג: מרכיב הסביבה אוויר: עמודים 245-250.
חלק ד: מרכיב הסביבה טמפרטורה מתאימה: עמודים 251-254.
חלק א: מרכיב הסביבה אור
אור השמש הוא מרכיב סביבה חיוני לקיום היצורים החיים. ללא אור השמש הסביבה הייתה חשוכה והיצורים החיים לא היו יכולים להתקיים בה.
(בספר איור:)
(הילדה אומרת:) מדוע אור השמש הוא מרכיב סביבתי חיוני לקיום מגוון היצורים החיים? הרי לא אוכלים אותו, לא נושמים אותו ולא שותים אותו.
(הילד אומר:) התשובה קשורה ככל הנראה בצמחים.
בכל סביבת חיים מתקיימים צמחים.
צמחים מתקיימים ביבשה, באוקיינוסים, בנהרות ובאגמי מים מתוקים. הם שונים בגודלם ובצורתם, אך המשותף לכולם הוא שקיומם תלוי באור. במקום שבו חסר אור, צמחים לא יתקיימו.
אך מדוע נחוץ האור לקיומם של הצמחים?
*232*
משימה: מה הקשר בין צמחים לבין אור?
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר תופעות בסביבה שמצביעות על קשר בין צמחים לבין אור.
- לשער השערות ולנסח הסברים.
1. הביאו מניסיונכם דוגמאות של תופעות בסביבה המצביעות על קשר בין צמחים לבין אור. תארו את התופעות.
2. שערו: מה אפשר ללמוד מהתופעות האלה על הקשר שבין צמחים לבין אור?
3. עיינו בתופעות שמוצגות בתמונות והשיבו על השאלות:
(בספר שלוש תמונות:)
(בספר איור:)
תמונה א - רותם הניחה את העציץ על אדן החלון.
(בספר איור:)
תמונה ב - עמרי טייל ביער הצפוף וראה שם צמחים שנכרכים ומטפסים על גבי עצים אחרים.
(בספר איור:)
תמונה ג - ילדי הכיתה יצאו למבצע ניקיון בגינה הציבורית. על הדשא היו מונחות גרוטאות.
א. תמונה א: שערו: מה יקרה לגבעול ולעלים של הצמח כעבור שבוע ימים? על מה מבוססת ההשערה?
ב. תמונה ב: מהו ההסבר לתופעה של צמחים שמטפסים על עצים בחורש הצפוף? על מה מבוסס ההסבר שלכם?
ג. תמונה ג: שערו: מה יראו הילדים כאשר יסלקו את הגרוטאות מהדשא? על מה מבוססת ההשערה שלכם?
ד. מה אפשר ללמוד מהתופעות האלה על הקשר שבין צמחים לבין אור?
*233*
משימה: אנרגיית האור בשירות הצמחים
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר מדוע האור הוא צורך חיוני לצמחים.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות.
אנרגיית האור בשירות הצמחים
כמו כל היצורים החיים, גם הצמחים זקוקים לחומרי מזון. הזנה היא אחד ממאפייני החיים. בניגוד לבעלי החיים שמזונם תלוי ביצורים חיים אחרים, צמחים מייצרים בעצמם את חומרי המזון הדרושים לקיומם. הצמחים מייצרים מזון בעזרת אנרגיית האור בתהליך שנקרא פוטוסינתזה. בתהליך הפוטוסינתזה, הצמחים קולטים מסביבתם חומרים (פחמן דו-חמצני, מים) ובעזרת אנרגיית האור הם מייצרים מהם חומרי מזון (סוכרים). בעקבות תהליך הפוטוסינתזה נפלט לסביבה חמצן.
את אנרגיית האור הם קולטים בעזרת חומר ירוק הנקרא כלורופיל. הכלורופיל נמצא באיברים הירוקים של הצמחים, בעיקר בעלים ובגבעולים.
תהליך הפוטוסינתזה (בספר תרשים של התהליך:)
מים ועוד פחמן דו-חמצני - (הופכים ע"י) אנרגיית האור - חומרי מזון (סוכרים) ועוד חמצן
האור הוא צורך חיוני של הצמחים. ללא אור הצמחים לא יוכלו לייצר באיבריהם הירוקים את חומרי המזון הדרושים להם לקיומם.
שאלות
1. במה נבדלים צמחים ובעלי חיים בהקשר למאפיין החיים הזנה?
2. מאילו חומרים מייצרים הצמחים את חומרי המזון ומאין הם קולטים אותם?
3. באיזה מקור אנרגיה משתמשים הצמחים לייצור חומרי המזון?
4. הסבירו: מדוע האור הוא צורך קיומי לצמחים?
*234*
היודעים אתם ש... (העשרה)
אור ומועד פריחה
אצל רוב הצמחים בעלי הפרחים מועד הפריחה מושפע מאור. יש צמחים שפורחים לאחר שנחשפו למספר שעות חושך מתחת ערך קריטי מסוים - צמחים אלה נקראים צמחי יום קצר (למעשה הם צמחים של לילה ארוך). צמחים כאלה פורחים בדרך כלל בסתיו ובחורף. דוגמה: חרצית תרבותית, קנה סוכר.
יש צמחים שפורחים לאחר שנחשפו למספר שעות חושך מעל ערך קריטי מסוים - צמחים אלה נקראים צמחי יום ארוך (למעשה הם צמחים של לילה קצר). צמחים כאלה פורחים בדרך כלל באביב ובקיץ. דוגמה: חסה, חיטה ושעורה.
משימה: כיצד מותאמים איברי הצמחים לקליטת אור?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את ההתאמות של איברי צמחים לקליטת אור.
- להסביר את החשיבות שיש להתאמות אלה לתפקודם של הצמחים.
- לאסוף נתונים בעזרת תצפית, להשוות בין הנתונים ולהסיק מסקנות.
ציוד: מספריים, מגש, עלים וענפים מצמחים שאינם רעילים
אור הוא צורך חיוני של הצמחים. הצמחים קולטים את האור באיבריהם הירוקים. כיצד מותאמים איברי הצמחים לקליטת אור?
בטיחות!
יש לחקור עלים של צמחים שאינם רעילים.
תצפית בצמח: עלים וענפים
חלק א: תצפית בעלים
צאו לחצר בית הספר. אספו חמישה עלים מצמחים ממינים שונים וכן ענף אחד הנושא עלים.
הנחיות
1. הניחו את העלים ואת הענף על מגש.
2. ערכו תצפית על חמשת העלים: תארו את צבעם, את צורתם, את עוביים.
3. הכינו טבלה (ראו דוגמה בעמוד הבא) ורשמו בעמודות המתאימות את הנתונים שאספתם על תכונות העלים (אפשר גם לצייר).
*235*
טבלה לארגון נתונים: תכונות העלים
(בספר איור:)
תכונות/סוגי עלים, עלה 1, עלה 2, עלה 3, עלה 4, עלה 5
צבע, --, --, --, --, --
צורה (אפשר גם לצייר), --, --, --, --, --
עובי: האם העלה שטוח?, --, --, --, --, --
אחר: --, --, --, --, --, --
חשיבה, --, --, --, --, --
4. עיינו בנתונים שבטבלה והשוו בין תכונות העלים:
א. אילו תכונות משותפות יש לרוב העלים?
ב. באילו תכונות שונים העלים זה מזה?
ג. מה למדתם מן ההשוואה על תכונות העלים?
5. כיצד מותאם לדעתכם מבנה העלה לתפקודו - קליטת אור? היעזרו בממצאי התצפית.
(בספר איור:)
(הילד אומר:) כיצד מותאם הצמח השלם לקליטה מרבית של אור?
מילון:
התאמה לתפקוד: תכונות של הגוף המותאמות לתפקוד. דוגמאות: ריבוי עצמות בכף היד (תכונות) מאפשר לבצע מגוון רחב של תנועות עדינות (תפקוד).
*236*
חלק ב: תצפית בצמח השלם
התבוננו בענף נושא עלים.
1. סידור העלים על הענף:
א. בדקו כיצד מסודרים העלים על הענף.
ב. תארו בציור את סידור העלים.
ג. בדקו: האם העלים מסתירים זה את זה?
ד. איזו חשיבות יש לדעתכם לקיומם של עלים רבים על צמח אחד?
2. מספר העלים על הענף:
א. ספרו: כמה עלים יש על הענף?
ב. העריכו: כמה עלים יש בסך הכול על הצמח שממנו קטפתם את הענף?
ג. איזו חשיבות יש לדעתכם לקיומם של עלים רבים על צמח אחד?
חלק ג: סיכום
1. תארו את ההתאמות של הצמח לקליטת אור. התייחסו לתכונות העלה, למספר העלים ולסידור העלים על הענף.
2. הסבירו את החשיבות שיש להתאמות אלה לקיומם של הצמחים.
חושבים מדע
1. מה הייתה מטרת התצפית?
2. מדוע היה חשוב לערוך את התצפית על סוגי עלים שונים ולא על עלה אחד?
3. כיצד השימוש בטבלת השוואה מסייע להסקת מסקנות על הדומה ועל השונה?
*237*
אל הרשת
פעילות א
- היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
- בחרו בכיתה ו.
- בחרו בנושא: סביבות חיים והשפעת האדם.
- בחרו בתת הנושא: סביבות חיים.
- בחרו בפעילות: חורש.
1. בצעו את הפעילות.
2. גלו את בעלי החיים המתקיימים בסביבת החיים של החורש.
3. קראו את קטע המידע אודות התאמת צמחים לתנאים של מחסור באור ובצעו את הפעילות.
פעילות ב
היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
- בחרו בכיתה ו.
- בחרו בנושא: סביבות חיים והשפעת האדם.
- בחרו בתת נושא: סביבות חיים.
- בחרו בפעילות: תעלומת הכלניות.
1. התבוננו בהדמיה המתארת מחקר שנעשה בשמורת הטבע "גבעת הכלניות".
2. מה הייתה מטרת המחקר?
3. מה היו תוצאות המחקר ומסקנותיו?
*238*
חלק ב: מרכיב הסביבה מים
מים הם מרכיב סביבה חיוני לקיום מגוון היצורים החיים בסביבה. יצורים חיים זקוקים למים כדי לגדול, להתקיים ולהתפתח. את המים קולטים היצורים החיים מן הסביבה שבה הם חיים. יש מיני יצורים חיים שמתקיימים בימים, באוקיינוסים ובנחלים (למשל, אצות, דגים ויונקים ימיים) ויש מיני יצורים חיים שמתקיימים ביבשה (למשל, סביון, לטאה, דבורה, דרור, שועל ובני אדם).
מים אינם מפוזרים באופן שווה על פני היבשות. ההבדלים בכמויות המים יוצרים סביבות חיים שונות: למשל: מדבר, נחל, חורש, אגם ועוד.
כיצד מושפע מגוון מיני היצורים החיים בסביבה מכמות המים המצויים בה?
(בספר שש תמונות:) מדבר, חורש, ערבה, נחל, חוף ים, אגם.
*239*
משימה: מה הקשר בין כמות המשקעים לבין מגוון המינים?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר כיצד מושפע מגוון הצמחים מכמות המים שבסביבה.
- להסיק מסקנות מתוך נתונים בטבלה.
- לשער השערות על סמך נתונים.
- לנסח קשר בין רכיבים.
לפניכם טבלה ובה נתונים על מספר מיני הצמחים על ציר ירושלים - ים המלח. עיינו בנתונים שבטבלה והשיבו על השאלות:
טבלה לארגון מידע: מספר מיני הצמחים על ציר ירושלים - ים המלח
(בספר איור:)
האזור, ממוצע שנתי של משקעים (מ"מ), סך כל מספר מיני הצמחים
גבעת יערים (ליד ירושלים), 650, 141
מעלה אדומים, 330, 123
מישור אדומים, 230, 86
ים המלח, 110, 61
מתוך: אמיר רות, 2005, טבע בעולם משתנה - המגוון הביולוגי: חשיבותו והגורמים להשתנותו, המרכז להוראת המדעים, האוניברסיטה העברית.
שאלות
1. באיזה אזור כמות המשקעים היא הגבוהה ביותר ובאיזה הנמוכה ביותר?
2. באיזה אזור מגוון מיני הצמחים הוא הגדול ביותר ובאיזה הקטן ביותר?
3. מה אפשר להסיק מן הנתונים האלה על הקשר שבין כמות המשקעים לבין מספר מיני הצמחים? נסו להסביר קשר זה.
4. בהתבסס על המסקנה שהסקתם בשאלה 3, שערו: היכן לדעתכם יימצא מגוון גדול יותר של יצורים חיים בערוץ הנחל או בסביבה המרוחקת ממנו? נמקו את תשובתכם.
(בספר איור:)
(הילד אומר:) יצורים חיים זקוקים למים כדי לחיות, לכן מים הם מרכיב סביבתי חיוני. זה ברור!
(הילדה אומרת:) אבל כיצד בכל זאת יצורים חיים מסוגלים להתקיים בסביבות דלות במים, בעוד שאחרים לא?
*240*
משימה: אילו תכונות של עלים מאפשרות לצמחים להתקיים בתנאי יובש?
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לאפיין תכונות של צמחים באמצעות תצפית.
- לנסח השערות על בסיס ממצאים.
ציוד: סוגי עלים שונים שאינם רעילים (עלים בשרניים, עלים גלדניים, עלים רכים, עלים שעירים), מגדלת, מים, מגש
בטיחות!
יש לחקור עלים של צמחים שאינם רעילים.
הנחיות
1. על המגש שלפניכם מונחים עלים מצמחים שונים. ערכו תצפית על העלים לפי ההנחיות הבאות:
א. מחצו את העלים ובדקו: מאילו עלים נוטפים מים?
ב. מששו את העלים, התבוננו גם במגדלת ובדקו: על אילו עלים יש שערות?
ג. מששו שוב את העלים ובדקו: לאילו עלים יש מעטה מבריק (לעתים כסוף).
ד. שפכו מעט מים על העלים ובדקו: מאילו עלים החליקו המים?
ה. קמטו את העלים ובדקו: אילו עלים קל/קשה לקמט?
2. אילו מבין תכונות העלים שבדקתם מתאים לדעתכם לקיום צמחים בתנאי יובש.
3. שערו: אילו מבין סוגי העלים שבדקתם מותאם יותר לקיום בתנאי יובש? הסבירו את השערתכם.
מילון:
גלדניים: עלים נוקשים (קשים).
בשרניים: עלים עסיסיים, שמכילים הרבה נוזלים.
*241*
משימה: התאמות של צמחים לקיום בתנאי יובש
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר מתי יכול להיווצר מחסור במים בצמחים.
- לתאר התאמות שבאמצעותן צמחים מצליחים להתקיים בתנאי יובש.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
התאמות של צמחים לקיום בתנאי יובש
קולטים ופולטים מים
צמחים, כמו כל היצורים החיים, קולטים מים אל תוך גופם ופולטים מים אל הסביבה. את המים הם קולטים מהסביבה באמצעות השורשים. הם פולטים מים אל הסביבה לרוב דרך העלים והגבעולים. כדי להתקיים הצמחים חייבים לשמור על כמות מים קבועה בגופם. אם הצמחים לא יקלטו בשורשיהם מים, לפחות בכמות זהה למים שפלטו מהעלים ומהגבעולים, צפויה להם סכנת התייבשות.
התאמות של צמחים לתנאי יובש
לצמחים המתקיימים בסביבות חיים דלות במים יש התאמות מיוחדות המאפשרות להם להתקיים בתנאים אלה:
- צמצום פליטה של מים
למשל: מעטה מבריק העשוי משכבה שומנית העוטף את העלים ואת הגבעולים, מעטה צפוף ורך של שערות דמוי לבד המכסה את העלה, נשירת עלים בקיץ (שלכת קיץ).
- קליטה יעילה יותר של מים
למשל: שורשים מסועפים שמתפשטים לרוחב, קרוב לפני הקרקע ומאפשרים לקלוט את מי הגשמים מיד עם רדתם וכן שורשים מעמיקים שמגיעים אל מי תהום שנמצאים בשכבות העמוקות של הקרקע.
- אגירה של מים
למשל: אגירת מים באיברי הצמח (בעלים, בגבעולים ובשורשים) וניצולם בתקופת היובש.
*242*
שאלות
1. צמחים קולטים מים מן הסביבה ופולטים אליה מים. מתי עלול להיווצר מצב של מחסור במים בצמחים?
2. אילו התאמות מסייעות לצמחים לצמצם את איבוד המים לסביבה?
3. אילו התאמות מסייעות לצמחים להגביר את קליטת המים מהסביבה?
4. חפשו ברשת האינטרנט מידע על הצמחים הבאים: חצב מצוי, קידה שעירה, רותם המדבר וצבר. הכינו טבלה (ראו דוגמה) ורשמו בה את ההתאמות שמאפשרות לכל אחד מהצמחים להתקיים בתנאי יובש. הסבירו את החשיבות שיש להתאמות אלה לקיומו של כל אחד מהצמחים.
טבלה לארגון מידע: התאמות של צמחים לקיום בתנאי יובש
(בספר שלוש תמונות:)
שם הצמח, תיאור ההתאמה של הצמח לקיום בתנאי יובש, החשיבות שיש להתאמה לקיום בסביבה
--, --, --
--, --, --
--, --, --
(בספר שתי תמונות:) קטת המדבר, חרדון החולות.
תמונה 1 - קידה שעירה - צמצום פליטה של מים
(בספר שתי תמונות:) קטת המדבר, חרדון החולות.
תמונה 2 - רותם המדבר - קליטה יעילה של מים
(בספר שתי תמונות:) קטת המדבר, חרדון החולות.
תמונה 3 - צבר - אגירה של מים
*243*
משימה: התאמות של בעלי חיים לקיום בתנאי יובש
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר מתי יכול להיווצר מחסור במים בבעלי חיים.
- לתאר התאמות במבנה הגוף ובהתנהגות שבאמצעותן בעלי חיים מצליחים להתקיים בתנאי יובש.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
התאמות של בעלי חיים לקיום בתנאי יובש
קולטים ופולטים מים
בעלי החיים, כמו כל היצורים החיים, קולטים מים אל תוך גופם ופולטים מים אל הסביבה. את המים הם קולטים באמצעות שתייה ו/או מהמזון שהם אוכלים. הם פולטים מים אל הסביבה באמצעות ההפרשות (למשל, שתן וזיעה) וכן באמצעות תהליך הנשיפה (האוויר שנפלט עשיר באדי מים). כדי להתקיים, בעלי החיים חייבים לשמור על כמות מים קבועה בגופם.
בסביבות חיים כדוגמת מדבר או בעונה היבשה (קיץ) שוררים תנאים של מחסור במים. אם בעלי החיים לא יקלטו בחזרה את המים שנפלטו לסביבה צפויה להם סכנת התייבשות.
התאמות של בעלי חיים לקיום בתנאי יובש
לבעלי חיים המתקיימים בסביבות דלות במים יש התאמות מיוחדות המאפשרות להם להתקיים בסביבות אלה. התאמות אלה מתבטאות בהתנהגות וכן במבנה גופם.
- התאמה בהתנהגות: התנהגותם של בעלי החיים המדבריים מותאמת לסביבה היבשה. בעלי חיים מדבריים נוהגים להסתתר במשך היום מחום השמש. הם פעילים בשעות הערב והלילה או בשעות הבוקר המוקדמות. בשעות אלה הם יוצאים לחפש מזון, לבנות מחילות, לחפש בת/בן זוג לרבייה ועוד. בשעות אלה הטמפרטורה יורדת והאוויר מתקרר. בעקבות כך מתעבים אדי המים שבאוויר על הצמחים ועל הסלעים שבסביבה ונוצרות טיפות טל. כאשר בעלי החיים אוכלים את הצמחים הם קולטים גם את טיפות הטל.
- התאמות במבנה גוף: מבנה גופם של בעלי החיים מדבריים מותאם לסביבה היבשה. למשל, לזוחלים אין בלוטות זיעה - והם אינם מזיעים. כיסוי גופם של זוחלים רבים כגון חרדון הצב, נחש אפעה ועוד אטום בפני מים. מבנה גוף כזה מאפשר צמצום של איבוד מים לסביבה.
*244*
שאלות
1. בעלי חיים קולטים מים מן הסביבה ופולטים אליה מים. מתי עלול להיווצר מצב של מחסור במים בגופם של בעלי החיים?
2. הביאו דוגמאות להתאמות במבנה גוף של בעלי חיים שמאפשרות צמצום של איבוד מים לסביבה.
3. הביאו דוגמאות להתאמות בהתנהגות בעלי חיים שמאפשרות צמצום של איבוד מים לסביבה.
4. חפשו ברשת האינטרנט מידע על בעלי החיים הבאים: קטת המדבר, חרדון החולות וקוצן מצוי. הכינו טבלה במחברת (ראו דוגמה) ורשמו בה את ההתאמות שמאפשרות לכל אחד מבעלי החיים להתקיים בתנאי יובש. הסבירו את החשיבות שיש להתאמות אלה לקיומם של בעלי החיים.
טבלה לארגון מידע: התאמות של בעלי חיים לקיום בתנאי יובש
(בספר שתי תמונות:) קטת המדבר, חרדון החולות.
שם בעל החיים, הסביבה שבה מתקיים בעל החיים, ההתאמה במבנה גוף, התאמה בהתנהגות, החשיבות שיש להתאמות לקיום בסביבה
--, --, --, --, --
אל הרשת
- היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
- בחרו בכיתה ו.
- בחרו בנושא: סביבות חיים והשפעת האדם.
- בחרו בתת נושא: סביבות חיים.
- בחרו בפעילות: מדבר - סביבת חיים.
בצעו את הפעילות וגלו את בעלי החיים והצמחים החיים במדבר. תארו כיצד הם מותאמים לסביבה.
(בספר שתי תמונות:) קטת המדבר, חרדון החולות.
*245*
חלק ג: מרכיב הסביבה אוויר
אוויר הוא מרכיב סביבה חיוני לקיום יצורים חיים בסביבה. האוויר הוא תערובת של גזים אחדים וביניהם חמצן ופחמן דו-חמצני. שני הגזים האלה חיוניים לקיומם של יצורים חיים - מדוע?
משימה: מדוע נחוץ האוויר ליצורים חיים?
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר מדוע נחוץ האוויר לקיומם של יצורים חיים.
- להפיק מידע מתרשים.
- לנסח טיעון.
1. היזכרו בלימודיכם הקודמים על מערכת הנשימה והשיבו:
א. מדוע חשוב תהליך הנשימה לקיומם של היצורים החיים?
ב. איזה גז דרוש לתהליך הנשימה ומאין קולטים אותו?
ג. איזה גז פולטים היצורים החיים לסביבה בעקבות תהליך הנשימה?
2. קראו שוב את קטע המידע אנרגיית האור בשירות הצמחים (עמוד 233) והשיבו:
א. מדוע חשוב תהליך הפוטוסינתזה לקיומם של צמחים?
ב. איזה גז דרוש לתהליך הפוטוסינתזה ומאין הצמחים קולטים אותו?
ג. איזה גז פולטים הצמחים לסביבה בעקבות תהליך הפוטוסינתזה?
3. השוו את תשובותיכם בסעיפים ב ו-ג בשאלה 1 לתשובותיכם בסעיפים ב ו-ג בשאלה 2. איזו עובדה מעניינת עולה מן ההשוואה על הקשר שבין בעלי החיים לבין הצמחים?
(בספר תמונה:) יחסי גומלין בין צמחים לבעלי חיים
מילון:
אוויר: תערובת של כמה סוגי גזים שקופים: חנקן (78 אחוז) חמצן (21 אחוז); ארגון (כאחוז אחד), פחמן דו-חמצני (0.04 אחוז) וגזים אחרים שנמצאים בכמות מועטה מאוד באוויר.
*246*
4. עיינו בתרשים שלפניכם והשיבו על השאלות: היעזרו בתשובותיכם לסעיפים ב-ג בשאלות 2-1.
(בספר תרשים, היעזרו במנחה:)
יצורים חיים - פולטים פחמן דו-חמצני בתהליך הנשימה - צמחים - פולטים חמצן בתהליך הפוטוסינתזה
שימו לב:
רוב בעלי החיים המתקיימים במים קולטים את החמצן המומס במים לתהליך הנשימה. צמחים הטבולים במים קולטים את הפחמן הדו-חמצני המומס במים.
שאלות סיכום
א. מה מתאר התרשים ומה אפשר ללמוד ממנו?
ב. כתבו תשובה מנומקת לשאלה הבאה: אם יצורים חיים (צמחים, בעלי חיים ובכללם בני אדם) קולטים את החמצן מהסביבה (אוויר או מים) לצורך קיום תהליך הנשימה, כיצד קורה שהחמצן מהסביבה (אוויר או מים) אינו נגמר?
ג. מדוע לדעתכם קיומם של בעלי חיים ובכללם בני אדם תלוי בקיומם של הצמחים? הסבירו את תשובתכם.
ד. כתבו נימוקים לטענה הבאה: אוויר הוא צורך קיום חיוני של יצורים חיים.
*247*
האדם משפיע על המרכיב הסביבתי אטמוספרה
עקב פעילות מוגברת של האדם נפלטים לאטמוספרה גזים כדוגמת פחמן דו-חמצני, אדי מים, תחמוצות חנקן, מתאן, פריאונים וחומרים נוספים. חומרים אלה גורמים לזיהום האוויר. נוסף על הפגיעה באיכות האוויר, מדענים רבים טוענים שההצטברות של גזים אלה באטמוספרה מגבירה את התופעות הבאות: הידלדלות שכבת האוזון ואפקט החממה.
משימה: הפגיעה בשכבת האוזון
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר את החשיבות של שכבת האוזון לקיום חיים.
- להסביר אילו פעולות גורמות לפגיעה בשכבת האוזון וכיצד ניתן למנוע פגיעה זו.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות.
הפגיעה בשכבת האוזון
במרומי האטמוספרה (בין 20 ל-40 ק"מ) נמצאת שכבה של גז שנקרא אוזון. לקיומה של שכבת האוזון יש חשיבות מרובה, שכן היא בולמת את החדירה של מרבית הקרינה העל סגולית שמגיעה מהשמש אל כדור הארץ. מהי קרינה על סגולית? לפני כמאתיים שנה מדענים גילו שמשני צדי הספקטרום של האור הלבן (הנראה לעין) קיימת קרינה נוספת, בלתי נראית. קרינה זו נמצאת מעבר לצבע הסגול הנראה לעין של האור הלבן. זוהי קרינה על סגולית. בעלי חיים ובכללם האדם שנחשפים לקרינה על סגולית עלולים לסבול מכוויות קשות, מסרטן עור ומעיוורון. גם צמחים נפגעים מחשיפה לקרינה זו. בשנת 1985 התגלה כי שכבת האוזון שמעל הקוטב הדרומי הידלדלה עד מאוד וקרינה על סגולית חודרת לכדור הארץ. מדענים גילו שחומרים מסוימים (כדוגמת פריאונים), שנפלטים אל האטמוספרה כתוצאה מפעילות האדם, הם אלה שפוגעים בשכבת האוזון. מאז, מדינות רבות בעולם נרתמו לפעולות שמטרתן להפסיק את השימוש בחומרים הורסי אוזון.
שאלות
1. איזו סכנה לקיומם של יצורים חיים טמונה בקרינה על סגולית?
2. מה מונע מן הקרינה העל סגולית לחדור בעוצמה רבה אל פני כדור הארץ?
3. היעזרו במידע שברשת האינטרנט וכתבו:
א. אילו שימושים עושה/עשה האדם בפריאונים?
ב. אילו חומרים הורסי אוזון נוספים מוכרים?
ג. באילו אזורים באטמוספרה נפגעה שכבת האוזון?
ד. מהי אמנת מונטריאול (1987)?
ה. אילו פעולות נעשות כדי למנוע את הפגיעה בשכבת האוזון?
ו. אילו פעולות חשוב לעשות כדי להגן על גופנו מפני פגיעה של קרינה על סגולית?
ז. מהו מצבה של שכבת האוזון כיום? הביאו ראיות לביסוס תשובתכם והציעו הסבר מתאים.
*248*
שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא (העשרה)
התחממות כדור הארץ
בשנים האחרונות יש עדויות לכך שהטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ הולכת ועולה - תופעה המוכרת בשם התחממות כדור הארץ. ההסבר המקובל כיום בקרב רוב המדענים הוא שהתחממות כדור הארץ קשורה להתגברות אפקט החממה. מהו אפקט החממה?
אפקט החממה
אור השמש חודר דרך האטמוספרה ומגיע לכדור הארץ. חלק מהאור מוחזר לחלל וחלק נבלע בקרקע והופך לחום. בעקבות כך מתחממת הקרקע. החום הנפלט מהקרקע חוזר לאטמוספרה. חלק מהחום נבלע באטמוספרה על ידי גזים כדוגמת פחמן דו-חמצני, אדי מים ומתאן וחלקו "בורח" לחלל. הגזים שבולעים את החום נקראים גזי חממה והתופעה נקראת אפקט החממה. הודות לאפקט החממה שוררות על פני כדור הארץ טמפרטורות המאפשרות את קיום החיים.
התגברות אפקט החממה
בעקבות שריפת חומרי הדלק נפלטות לאוויר כמויות גדולות מאוד של גזי חממה דוגמת פחמן דו-חמצני ואדי מים. גז חממה נוסף הוא מתאן שנפלט בעקבות התפרקות של פסולת מן החי ומפעילות חקלאית. זאת ועוד, פעולות כמו כריתת יערות מקטינות את כמות הפחמן הדו-חמצני שנקלטת על ידי הצמחים בתהליך הפוטוסינתזה. מדענים משערים שתהליכים אלה גורמים להצטברות של גזי חממה באטמוספרה. כתוצאה מכך נחסם מעבר החום מפני כדור הארץ אל החלל. בעקבות כך מתגבר אפקט החממה וכדור הארץ מתחמם.
שימו לב!
יש קבוצה קטנה של מדענים שטוענים שהתחממות כדור הארץ אינה תוצאה של התגברות אפקט החממה.
*249*
השפעת התגברות אפקט החממה על הסביבה
התחממות כדור הארץ עלולה לגרום לתופעות כמו שיטפונות, תקופות בצורת, סופות הוריקן, הפשרה של קרחונים ועוד. תופעות אלה עלולות לגרום לשינויים בסביבות החיים. הנה דוגמאות אחדות:
- בעקבות הפשרת הקרחונים, דובי הקוטב שנהגו למצוא את מזונם על גבי משטחי קרח נאלצים לשחות למרחקים גדולים כדי להשיג את מזונם. במסעות אלו מתעייפים הדובים ואוכלים פחות ורבים מהם אף מתים.
- בשל מיעוט גשמים ושנות בצורת, יצורים נכחדים בגלל מחסור במים ומזון או שהם נודדים ומהגרים למקומות אחרים.
(בספר תמונה:) בצורת קשה פוגעת בצמחים שמהווים מזון עיקרי לבעלי חיים רבים, דבר העלול לגרום לתמותה של בעלי חיים.
*250*
אפשר גם אחרת
אל הרשת
מילות מפתח לחיפוש מידע: התחממות כדור הארץ, התגברות אפקט החממה, התחממות גלובלית, התחממות עולמית.
מביעים דעה מנומקת: פועלים למען הסביבה
1. כתבו נימוקים לכל אחת מהטענות הבאות: נוכל לשמור על מרכיב הסביבה אוויר אם...
א. נקטין את השימוש בכלי רכב פרטיים.
ב. נקטין את צריכת החשמל.
ג. נשמור על שטחים ירוקים.
מבססים ידע בעזרת מקורות מידע
2. היעזרו במקורות מידע ברשת האינטרנט (סרטים, כתבות, עלוני מידע) והכינו מיצג על התחזיות הקשורות להתחממות כדור הארץ. במיצג שלכם התייחסו לשאלות הבאות:
א. מה הן הסיבות האפשריות להתחממות כדור הארץ?
ב. אילו השפעות שליליות עלולות להיות להתחממות כדור הארץ על הסביבה ועל היצורים החיים?
ג. הציעו פתרונות להקטנת ההתגברות של התחממות כדור הארץ.
יוצאים לפעולה
3. אילו פעולות פשוטות כל אחת ואחד מאיתנו יכול/ה לעשות כדי להקטין את צריכת חומרי הדלק (פחם ונפט)? העלו לפחות חמישה רעיונות.
4. עצבו מדבקות, מגנטים, כרזות שיחולקו לתלמידי בית הספר בנושא, במטרה לשכנע אותם להשתמש בתבונה בחומרי דלק.
אל הרשת (העשרה)
- היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.
- בחרו בכיתה ו.
- בחרו בנושא: סביבות חיים והשפעת האדם.
- בחרו בתת הנושא: איכות הסביבה.
1. בחרו בפעילות: התחממות כדור הארץ.
התבוננו בהדמיה המתארת את אפקט החממה הטבעי.
- בדקו אילו פעולות שעושה האדם עלולות להגביר את אפקט החממה הטבעי.
2. בחרו בפעילות: חיים על כדור הארץ.
- בדקו כיצד משפיע אורח החיים שלנו על עלייה בריכוז גזי החממה.
*251*
חלק ד: מרכיב הסביבה טמפרטורה מתאימה
טמפרטורה מתאימה היא מרכיב סביבתי חיוני שמשפיע על מגוון היצורים החיים בסביבה. סביבות החיים נבדלות זו מזו בטמפרטורה השוררת בהן. יש הבדלים בטמפרטורות בין אזורי אקלים (למשל, בין מדבריות החום לבין מדבריות הקרח שבקטבים), בין עונות השנה, בין היום והלילה ואפילו בין מקומות שונים באותה סביבה.
כיצד משפיעה הטמפרטורה שבסביבה על מגוון מיני היצורים החיים שמתקיימים בה?
משימה: הזמנה לחקר: טמפרטורה וסביבות חיים
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר גורמים שיכולים להשפיע על הטמפרטורה השוררת בסביבת החיים.
- לערוך מדידות, לארגן נתונים ולעבדם ולהסיק מסקנות.
- להציג נתונים בגרף עמודות.
- לנסח שאלת חקר.
ציוד: מד טמפרטורה (שאינו מכיל כספית) לאוויר ולקרקע (או חיישן טמפרטורה), סרט מדידה או סרגל, מחברת וכלי כתיבה, כפפות
בטיחות!
אין להפוך אבנים או לדחוף ידיים מתחת לאבן מחשש להכשות או עקיצות של בעלי חיים. אין לגעת בצמחים רעילים.
צאו לחצר בית הכינו הספר ומדדו טמפרטורות בהתאם להנחיות שבמשימה. הכינו במחברת שתי טבלאות לאיסוף נתונים (ראו דוגמאות בחלק א).
חלק א: עורכים מדידות
הנחיות
1. מדדו את הטמפרטורות במקומות מוצלים ובמקומות חשופים לשמש כמפורט בטבלה 1 שבעמוד הבא. לפני שעוברים למדידה הבאה חשוב לתת לטמפרטורה להתייצב. רשמו את הנתונים בטבלה. חזרו על כל מדידה שלוש פעמים. חשבו את ממוצע הטמפרטורות.
מילון:
ממוצע טמפרטורות: מתאר את הטמפרטורה המתקבלת כאשר מחלקים את סכום הטמפרטורות במספר המדידות.
*252*
טבלה 1: טמפרטורות במקומות מוצלים וחשופים לשמש (במעלות צלזיוס)
(בספר תמונה:) דרחול השיח
גובה המקום, מדידה ראשונה, מדידה שנייה, מדידה שלישית, ממוצע טמפרטורות
על פני קרקע מוצלים (צל בניין, צל של עץ), --, --, --, --
על פני קרקע חשופים לשמש, --, --, --, --
מתחת לאבן (בזהירות!), --, --, --, --
על פני האבן חשופים לשמש, --, --, --, --
2. מדדו את הטמפרטורות בגבהים שונים כמפורט בטבלה 2. רשמו את הנתונים בטבלה. חזרו על כל מדידה שלוש פעמים. חשבו את ממוצע הטמפרטורות.
טבלה 2: טמפרטורות בגבהים שונים (במעלות צלזיוס)
(בספר תמונה:) דרחול השיח
גובה המקום, מדידה ראשונה, מדידה שנייה, מדידה שלישית, ממוצע טמפרטורות
מתחת לפני הקרקע, בעומר 5 ס"מ, --, --, --, --
על פני הקרקע, --, --, --, --
באוויר בגובה 1 מטר בשמש, --, --, --, --
באוויר בגובה 1.5 מטר בשמש, --, --, --, --
*253*
חלק ב: מעבדים נתונים ומסיקים מסקנות
שמש וצל
הנחיות
1. חשבו את ההפרש בין הטמפרטורה שנמדדה על פני הקרקע בשמש לבין הטמפרטורה שנמדדה על פני הקרקע בצל. התייחסו בחישוב לממוצע הטמפרטורות בלבד. מה אפשר ללמוד מן ההפרש שקיבלתם? נסחו מסקנה.
2. חשבו את ההפרש בין הטמפרטורה שנמדדה מתחת לאבן לבין הטמפרטורה שנמדדה על פני האבן. התייחסו בחישוב לממוצע הטמפרטורות בלבד. מה אפשר ללמוד מן ההפרש שקיבלתם? נסחו מסקנה.
גבהים שונים
הנחיות
1. שרטטו גרף עמודות המתאר את נתוני הטמפרטורות שמדדתם בגבהים השונים (טבלה 2) התייחסו לממוצע בלבד. תכננו: מה יראה הציר האופקי? מה יראה הציר האנכי? שרטטו את העמודות. כתבו כותרת לגרף וכותרות לצירים. במידת הצורך היעזרו במורה.
2. עיינו בנתונים והסיקו מסקנה: מה אפשר ללמוד מהנתונים שבגרף?
3. שערו: מה לדעתכם תהיה הטמפרטורה של האוויר בגובה של 2 מטר, 3 מטר, 20 מטר? כתבו השערה והביאו נימוקים התומכים בהשערה מתוך הגרף.
4. מה לדעתכם תהיה הטמפרטורה של הקרקע בעומק של 10 ס"מ, 30 ס"מ, 1 מטר? כתבו השערה והביאו נימוקים התומכים בהשערה המתבססים על הנתונים המוצגים בגרף.
חלק ג: סיכום
1. אילו שני גורמים משפיעים על יצירת מגוון טמפרטורות בסביבת החיים?
2. לו הייתם בעל חיים "אוהב חום", היכן "הייתם בוחרים" לבלות זמן רב? נמקו.
3. לו הייתם בעל חיים "אוהב טמפרטורה נמוכה", היכן "הייתם בוחרים" לבלות זמן רב? נמקו.
4. בעקבות ממצאי התצפית, נסחו שאלת חקר. תכננו דרך לקבלת תשובה על שאלת החקר.
מחסן מילות שאלה: מהו ההבדל...? מה הקשר...? מהי ההשפעה של...? אילו גורמים...?
(בספר תמונה:) דרחול השיח
חושבים מדע
1. מדוע צריך לחשב ממוצע של כמה מדידות ולא להסתפק במדידה אחת?
2. אילו יתרונות יש לשימוש בטבלה ובגרף עמודות לארגון נתונים ולהצגתם?
*254*
משימה: כיצד מותאמים בעלי חיים לקיום בטמפרטורות קיצוניות?
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר התאמות של בעלי חיים לסביבות חיים שמתקיימות בהן טמפרטורות קיצוניות.
- לאסוף מידע ממקורות מידע ברשת.
הנחיות
1. חפשו ברשת האינטרנט מידע על בעלי החיים הבאים: פינגווינים, דרחול השיח ושועל המדבר (פנק). הכינו טבלה (ראו דוגמה) ורשמו בה את ההתאמות שמאפשרות לכל אחד מבעלי החיים להתקיים בתנאי טמפרטורה קיצוניים. התייחסו להתאמות במבנה הגוף ולהתאמות בהתנהגות.
2. הסבירו את החשיבות שיש להתאמות אלה לקיומם של בעלי החיים.
3. היעזרו במקורות מידע והוסיפו לטבלה דוגמאות נוספות להתאמות של בעלי חיים לקיום בסביבות חיים שמתאפיינות בטמפרטורות קיצוניות.
טבלה לארגון מידע: התאמות של בעלי חיים לקיום בתנאי טמפרטורה קיצוניים
(בספר שבע תמונות:)
שם בעל החיים, סביבת החיים והטמפרטורה האופיינית לסביבה, התאמה במבנה הגוף, התאמה בהתנהגות, החשיבות שיש להתאמות אלה
--, --, --, --, --
--, --, --, --, --
אל הרשת
מקורות ברשת לביצוע המשימה:
- האתר של קמפוס טבע, אוניברסיטת תל אביב.
- האתר של החברה להגנת הטבע.
- האתר של רשות הטבע והגנים.
- אתרים של גני חיות.
מילות מפתח לחיפוש מידע: התאמה לסביבת חיים, מדבר, בעלי חיים במדבר, בעלי חיים בקוטב.
*255*
מרכיבי סביבה חיים והשפעתם על היצורים החיים
יצורים חיים יוכלו להתקיים בסביבה שיכולה לספק להם אור, אוויר, מים וטמפרטורה מתאימה. כל אלה הם דוגמאות של מרכיבי סביבה שאינם חיים. אולם לא די במרכיבי סביבה שאינם חיים. לקיומם הם זקוקים גם למרכיבי סביבה חיים שהם יצורים חיים (צמחים, בעלי חיים ובכללם בני אדם, חיידקים ופטריות). יצורים חיים מושפעים ממרכיבי הסביבה החיים ומשפיעים עליהם באמצעות קשרי קיום מגוונים. אילו קשרי קיום מתקיימים בין היצורים החיים?
בתת פרק זה נכיר קשרי קיום המתקיימים בין יצורים חיים:
חלק א: קשר הקיום טריפה: עמודים 255-261.
חלק ב: קשר הקיום הדדיות: עמודים 262-263.
חלק ג: קשר הקיום טפילות: עמודים 264-265.
חלק ד: קשר הקיום תחרות: עמודים 266-267.
חלק א: קשר קיום: טריפה
משימה: מי ניזון ממי?
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר את קשר הקיום טריפה.
- להציג מידע בתרשים שרשרת מזון ולהסיק מסקנות.
בין יצורים חיים מתקיימים קשרי הזנה. אפשר לתאר את קשרי ההזנה בין יצורים חיים (מי נאכל על ידי מי?) באמצעות תרשים שנקרא שרשרת מזון. בכל חוליה בשרשרת המזון נמצא יצור המשמש מזון ליצור אחר.
שימו לב: כיווני החיצים מראים את מעבר המזון מהנטרף אל הטורף.
(בספר שבע תמונות:)
שרשרת מזון (בספר שלוש תמונות:)
חיטה - עכבר הבית - בז אדום
*256*
1. לפניכם תמונות וקטעי מידע על בעלי חיים. קראו את קטעי המידע והביאו דוגמאות אחדות המראות מי נאכל על ידי מי.
את תשובתכם תארו בתרשים של שרשרת מזון (ראו בעמוד קודם).
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 1 – בולבול
ציפור צמחונית הניזונה בעיקר מפירות הגדלים על שיחים, על צמחים מטפסים ועל עצים.
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 2 – נץ
עוף דורס. מזונו העיקרי ציפורים קטנות, הוא צד מזון תוך כדי תעופה.
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 3 - עכבר מצוי
מכרסם הניזון בעיקר מזרעים שהוא מלקט על הקרקע ומתחת לשיחים.
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 4 – צופית
ציפור קטנה צמחונית, ניזונה בעיקר מצוף פרחים של שיחים ועצים.
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 5 - רצה שחורה
חיפושית פעילת יום, טורפת חרקים ובעיקר נמלים גדולות. אזור המחיה המועדף עליה הוא קרקעות חוליות.
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 6 – שחרור
ציפור הניזונה בעיקר מתולעים ומחרקים הנמצאים בין העלים על הקרקע, מתחת לשיחים ולעצים.
(בספר שתי תמונות:)
תמונה 7 - צפע ארץ ישראלי
נחש ארסי, המסתתר לרוב בין עשבים ועלים על הקרקע, ניזון בעיקר מעופות וממכרסמים המחפשים את מזונם על הקרקע בין העלים והעשבים.
*257*
2. עיינו בשרשרות המזון שתיארתם בשאלה הקודמת ובדקו האם כללתם בהן צמחים. במידת הצורך, השלימו כל שרשרת מזון כך שבתחילתה יופיעו צמחים.
3. לאיזו קבוצה הייתם משייכים את בעלי החיים שמופיעים בחוליה השנייה (אחרי הצמחים) - לצמחוניים או לטורפים? הסבירו את תשובתכם.
4. לאיזו קבוצה הייתם משייכים את בעלי החיים שמופיעים בחוליות האחרות - לצמחוניים או לטורפים? הסבירו את תשובתכם.
5. הסיקו מסקנה: מדוע קיומם של יצורים חיים תלוי בקיומם של יצורים אחרים בסביבה ומושפע מהם? הביאו דוגמאות לחיזוק המסקנה שלכם.
(בספר תרשים ותמונות, היעזרו במנחה:) מארג מזון
תמונה 1 - דב גריזלי (טורף) - קיומו של דב הגריזלי תלוי בדגים שהוא טורף (ניזון).
(בספר תרשים ותמונות, היעזרו במנחה:) מארג מזון
תמונה 2 - עופר של איל (צמחוני) - קיומו של האיל תלוי בצמחים המשמשים לו כמזון.
*258*
משימה: שרשרות מזון ומארגי מזון בטבע
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר את המאפיינים של קשר הקיום טריפה.
- להסביר מהי שרשרת מזון ומהו מארג מזון.
- להסביר את המשותף לשרשרת מזון ולמארג מזון ואת השונה ביניהם.
- להציג מידע בתרשים.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסוף כל פסקה וכן על שאלות הסיכום.
שרשרות מזון ומארגי מזון בטבע
קשר טריפה
אחד מקשרי הקיום החשובים ביותר המתקיים בין יצורים חיים הוא טריפה - בעלי חיים ניזונים מיצורים חיים אחרים. כך, למשל, הצבי ניזון מצמחים והשועל טורף בעלי חיים קטנים. את קשרי ההזנה האלה, שבהם בעל חיים אחד ניזון מיצור חי אחר, מכנים קשר טריפה. הודות לקשר זה עוברים מים וחומרי מזון מגופם של הנאכלים אל גופם של בעלי החיים וכך מסופק להם צורך הקיום הבסיסי - מזון.
שאלות
1. איזה צורך קיום הכרחי מסופק לבעלי החיים הודות לקיומו של קשר הקיום טריפה?
2. מה היה עלול לקרות אילו לא היה מתקיים בין יצורים חיים קשר הקיום טריפה?
שרשרות מזון
שרשרת של יצורים חיים הניזונים זה מזה נקראת שרשרת מזון. אם נבחן היטב את שרשרות המזון בטבע, נגלה בהן חוקיות מעניינת: שרשרות המזון מתחילות תמיד בצמחים, ובהמשך מצויים בעלי החיים. הצמחים הם החוליה הראשונה בכל שרשרת מזון. בעלי החיים הצמחוניים הניזונים ישירות מצמחים הם החוליה השנייה בשרשרת המזון. בחוליות השלישית והרביעית ובחוליות שאחריהן נמצאים בעלי חיים הניזונים מבעלי חיים.
בחוליה האחרונה נמצאים טורפי העל - אלה בעלי חיים שאינם נטרפים. שרידים של צמחים ושל בעלי חיים (שיירים) וכן הפרשות של בעלי חיים משמשים מזון לאובלי השיירים ולמפרקים. המפרקים כוללים בעיקר חיידקים ופטריות המשתתפים בתהליך הפירוק של השיירים וההפרשות.
בכל שרשרות המזון לצמחים יש חשיבות מרובה: הם יצרני המזון. הצמחים מייצרים בעזרת האור את חומרי המזון הדרושים להם; לכן מכנים את הצמחים בשם יצרנים. בעלי החיים האחרים אינם מסוגלים לייצר בעצמם את חומרי המזון הדרושים לקיומם, לכן קיומם של בעלי החיים תלוי בצמחים. מדוע? הודות לשרשרת המזון חומרי המזון עוברים גם לבעלי החיים הטורפים. מסיבה זו מכנים את בעלי החיים בשם צרכנים.
שאלות
1. ציירו שרשרת מזון. כתבו את שמות היצורים החיים וציינו מי ניזון ממי.
2. מה משותף למיקומם של הצמחים בכל שרשרות המזון? הוסיפו לתרשים את הכינוי של הצמחים בשרשרת המזון.
3. הסבירו איזו חשיבות יש לצמחים בשרשרת המזון?
4. מה משותף למיקומם של בעלי החיים הצמחוניים בכל שרשרות המזון? הוסיפו לתרשים את הכינוי של בעלי החיים הצמחוניים בשרשרת המזון.
5. הסבירו מדוע קיומם של בעלי החיים תלוי בצמחים?
6. מה משותף לבעלי החיים המופיעים בחוליות האחרות של שרשרות המזון? הוסיפו לתרשים את הכינוי של בעלי החיים האחרים בשרשרת המזון.
7. האם הקיום של בעלי חיים אלה תלוי אף הוא בקיומם של צמחים? הסבירו את תשובתכם.
8. מה משותף לכל שרשרות המזון שבטבע?
שרשרת מזון (בספר תמונות של חיטה, עכבר, נחש, עוף דורס)
צמחים (יצרני מזון) - בעלי חיים צמחוניים (צרכנים)- בעלי חיים טורפים (צרכנים) - טורפי על (צרכנים)
*260*
מארגי מזון
קשרי הקיום מסוג טריפה יכולים להיות מורכבים וסבוכים. ברוב המקרים בעלי חיים ניזונים ממגוון של יצורים חיים.
למשל, זעמן מטבעות (נחש) האורב לטרפו שותף לפחות לשתי שרשרות מזון. הוא יכול לצוד יערון (מכרסם) חולף או שחרור (עוף), הנובר בין העלים בחיפוש אחר חיפושיות וזחלים. הנחש עצמו עלול להיות טרף לחויאי (עוף דורס) או לנמייה (יונק) רעבה. לכן את קשרי הקיום מסוג טריפה אפשר לתאר באמצעות מארג של קשרים ולא רק באמצעות שרשרת מזון בודדה. למארג הקשרים של טריפה קוראים מארג מזון.
קיומם של יצורים חיים במארג מזון מושפע מכמה וכמה יצורים חיים אחרים. כך, למשל, קיומו של הנחש מושפע מקיומם של השחרור ושל היערון שמהם הוא ניזון, ומקיומם של הנמייה או של החויאי, העלולים לטרוף אותו.
(בספר תרשים ותמונות, היעזרו במנחה:) מארג מזון
חויאי - ניזון מזעמן המטבעות (נחש)
נמייה - ניזונה משחרור (ציפור), זעמן המטבעות, יערון (מכרסם).
זעמן המטבעות - ניזון מיערון, שחרור
יערון - ניזון מחיטה, בלוטי אלון
שחרור - ניזון מבלוטי אלון
*261*
בדומה לשרשרת המזון, גם קיומם של מארגי המזון תלוי באור. הצמחים הם יצרני המזון ולכן הם מהווים תמיד בסיס של מארגי המזון. בעלי החיים הם תמיד הצרכנים. גם מפרקים ואוכלי שיירים הם חלק ממארג המזון.
שאלות
1. מדוע מקובל לתאר את קשר הקיום טריפה באמצעות תרשים של מארג מזון ולא בתרשים של שרשרת מזון?
2. במה דומה מארג המזון לשרשרת המזון ובמה הוא שונה ממנה? הסבירו באמצעות דוגמאות.
3. ציירו מארג מזון. כתבו את שמות היצורים החיים וציינו מי ניזון ממי.
שאלות סיכום
1. עיינו בתרשים מארג המזון המוצג בעמוד הקודם והשיבו:
א. מי הם יצרני המזון?
ב. מי הם הצרכנים?
ג. מדוע הקיום של מארגי המזון תלוי באור? הסבירו את תשובתכם.
2. שערו: מה היה קורה לבעלי החיים אילו הצמחים היו נכחדים לפתע מן העולם? הסבירו את ההשערה.
אל הרשת
- היכנסו לאתר אופק המדע וטכנולוגיה.
- בחרו בכיתה ו.
- בחרו בנושא: סביבות החיים והשפעת האדם.
- בחרו בתת הנושא: סביבות חיים.
1. בחרו בפעילות: משרשרת מזון למארג מזון.
2. קראו את המידע והשלימו את שרשרות ומארגי המזון.
(בספר תמונה:) דב קואלה ניזון מצמחים.
*262*
חלק ב: קשר קיום: הדדיות
משימה: מי שותף למי?
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר את המאפיינים של קשר הקיום הדדיות.
1. קראו את שלושת קטעי המידע הבאים והשיבו על השאלות שבסוף כל קטע.
קטע 1
ציפורי חורש רבות, כגון השחרור, ניזונות מן הפירות העסיסיים של הצמחים. הציפורים בולעות את הפירות, ואיתם גם את זרעי הצמח המצויים בפירות. רוב חלקי הפרי נעכלים בקיבת הציפורים, אולם חלק מן הזרעים נותר שלם. הציפורים פולטות את הזרעים עם הלשלשת שלהן. כך מסייעות הציפורים בהפצה של זרעים.
(בספר תמונה:) שחרור
שאלות
א. איזו תועלת ("רווח") יש לציפורי החורש מקשר זה?
ב. איזו תועלת ("רווח") יש לצמחים מקשר זה?
ג. הסיקו: מה מבטא הקשר בין שני היצורים החיים האלה?
מילון:
לשלשת: צואה של ציפורים.
*263*
קטע 2
חרקים רבים ניזונים מצוף ומגרגירי האבקה של הפרחים. תוך כדי האכילה מתכסים איברי גופם בגרגירי אבקה של הפרח.
במהלך איסוף מזונם עוברים החרקים מפרח לפרח, ובדרך זו הם מעבירים גרגירי אבקה מפרח לפרח. העברת גרגירי האבקה מפרח לפרח (מאותו מין) היא שלב חשוב בהתרבות של הצמחים.
(בספר תמונה:) דבורת הדבש
שאלות
א. איזה ("רווח") יש לחרקים מקשר זה?
ב. איזה ("רווח") יש לצמחים מקשר זה?
ג. הסיקו: מה מבטא הקשר בין שני היצורים החיים האלה?
קטע 3
בשונית האלמוגים בים סוף (אילת) חיה שושנת הים ודג השושנון. כאשר מתקרב טורף מסתתר דג השושנון בין הזרועות של שושנת הים.
החומרים הצורבים שעל זרועותיה של שושנת הים אינם פוגעים בדג השושנון, פירורים ושאריות מזון של דג השושנון מהווים תוספת מזון חשובה לשושנת הים.
(בספר תמונה של שושנת ים ודג שושנון)
שאלות
א. איזו תועלת ("רווח") יש לדג השושנון מקשר זה?
ב. איזו תועלת ("רווח") יש לשושנת הים מקשר זה?
ג. הסיקו: מה מבטא הקשר בין שני היצורים החיים האלה?
2. מה משותף לקשרי הקיום שמוצגים בשלושת קטעי המידע?
קשר בין יצורים חיים, שבו יש תועלת לכל היצורים החיים השותפים בו, נקרא קשר של הדדיות. באמצעות קשר מסוג הדדיות היצורים החיים יכולים להשיג צרכים שונים: מזון, מים, אור, הגנה ועוד.
*264*
חלק ג: קשר קיום: טפילות
משימה: מי טפיל ומי פונדקאי?
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר את המאפיינים של קשר הקיום טפילות.
1. קראו את שני קטעי המידע הבאים והשיבו על השאלות שבסוף כל קטע.
קטע 1
כשות השדות הוא צמח הגדל תמיד על גבי צמחים אחרים. בסביבות החיים שבהן הוא מתקיים הוא בולט בצבעו הצהוב. בניגוד לצמחים הירוקים, כשות השדות אינו מסוגל לייצר לעצמו את חומרי המזון הדרושים לו לקיום. אין לו כלורופיל המאפשר לצמחים לקלוט את האור. לכשות השדות גם אין שורשים, ועל כן אינו מסוגל לקלוט מים ומלחים מן הקרקע. כיצד קולט כשות השדות את צורכי הקיום שלו?
כשות השדות הוא צמח טפיל התלוי לקיומו בצמח אחר כלשהו. גבעוליו הדקים הצהבהבים נכרכים על ענפי הצמח הפונדקאי, ובעזרת איברי יניקה מיוחדים הוא יונק מן הפונדקאי את חומרי המזון ואת המים הדרושים לקיומו. כשות השדות אינו יכול להתקיים ללא הפונדקאי שהוא נטפל אליו. הצמח הפונדקאי שאליו נטפל הכשות מתקשה להתפתח, נחלש ולעתים מת.
(בספר תמונה:) כשות השדות
שאלות
א. מיהו הטפיל? מה הוא "מרוויח"?
ב. מיהו הפונדקאי? איזה נזק נגרם לו (מה הוא "מפסיד")?
ג. הסיקו: מה מבטא הקשר בין שני היצורים החיים האלה?
מילון:
פונדקאי: היצור החי שממנו קולט הטפיל את צורכי הקיום שלו.
*265*
קטע 2
דבקון הזית הוא צמח ירוק הגדל אך ורק על גבי עצים. לדבקון הזית אין שורשים רגילים. הזרע נובט על ענפי העצים. הוא שולח שורשי יניקה מיוחדים, החודרים דרך קליפת העצים עד צינורות ההובלה שלהם. בדרך זו מצליח דבקון הזית להתקיים ללא שורשים הקולטים מים מן הקרקע. דבקון הזית קולט את המים מן הצמח הפונדקאי שעליו הוא צומח.
שאלות
א. מיהו הטפיל? מה הוא "מרוויח"?
ב. מיהו הפונדקאי? מה הוא "מפסיד"?
ג. הסיקו: מה מבטא הקשר בין שני היצורים החיים האלה?
2. מה משותף לקשרי הקיום שמוצגים בשני קטעי המידע?
קשר בין יצורים חיים שבהם יצור חי אחד תלוי לקיומו ביצור אחר וגורם לו נזק נקרא קשר של טפילות. באמצעות קשר מסוג זה היצורים החיים הטפילים יכולים להשיג צרכים שונים: מזון, מים, אור, הגנה ועוד.
*266*
חלק ד: קשר קיום: תחרות
משימה: מי מתחרה במי?
בעקבות המשימה - נדע...
- להסביר את המאפיינים של קשר הקיום תחרות.
1. קראו את שני קטעי המידע הבאים והשיבו על השאלות שבסוף כל קטע.
קטע 1
אור הוא מרכיב סביבתי חשוב הדרוש להתפתחות של צמחים. בחורשים וביערות הצפופים יש מחסור באור. מה גורם לכך?
צמרות העצים הגבוהים מסתירות את קרני השמש, לכן מעט אור מצליח לחדור פנימה. בגלל המחסור באור, צמחים נמוכי קומה כמו עשבים ושיחים מתקשים להתפתח ביערות ובחורשים צפופים.
שאלות
א. מדוע מתקשים צמחים להתקיים ביערות ובחורשים צפופים?
ב. מה מאפשר לעצים גבוהים להתקיים ביערות ובחורשים הצפופים?
*267*
קטע 2
בראשית עונת החורף, לאחר ירידת הגשמים הראשונים, נבטים רבים מכסים את הקרקע, אולם רק חלק קטן מהנבטים מצליח לגדול, להתפתח להשלים מחזור חיים (לפרוח, ליצור פירות ולהפיץ זרעים).
שאלות
א. מה מאפשר לרוב הזרעים שהיו בקרקע לנבוט?
ב. מדוע רק חלק מהנבטים מצליח להשלים מחזור חיים?
(בספר שתי תמונות:) נבטים של חלמית, חלמית.
כאשר מרכיבי סביבה חיוניים (מים, אור, מזון ואפילו שטח מחיה) נמצאים בכמות מוגבלת נוצרת תחרות בין יצורים חיים. במצבי תחרות קיצוניים, כאשר אחד המשאבים נמצא בכמות מוגבלת מאוד, עלול המחסור בו לגרום להיעלמות של מינים מסוימים או להתמעטותם. מינים אלה הפסידו בתחרות על משאב הקיום המוגבל בסביבת החיים.
2. על אילו מרכיבי סביבה חיוניים מתחרים היצורים החיים שמתוארים בכל אחד מקטעי המידע? מי "הפסיד" בתחרות? מי "ניצח"?
*268*
משימה: מגלים קשרי קיום בין יצורים חיים
חוקרים ומגלים
בעקבות המשימה - נדע...
- לתאר קשרי קיום בין יצורים חיים בטבע.
- לערוך תצפית על התנהגות יצורים חיים, לארגן נתונים בטבלה ולהסיק מסקנות על קשר הקיום שמתקיים ביניהם.
במשימה זו אתם מוזמנים לזהות קשרי קיום בין יצורים בסביבה.
בטיחות!
אין להפוך אבנים או לדחוף ידיים מתחת לאבן מחשש להכשות או עקיצות של בעלי חיים. אין לגעת בצמחים רעילים.
הנחיות
1. רשמו לפניכם כיצד תוכלו לזהות את סוג הקשר שמתקיים בין יצורים חיים: קשר הדדיות, קשר תחרות, קשר טפילות וקשר טריפה.
2. ערכו מעקב אחר יצורים חיים, הביאו עדויות לקיום של קשר בין היצורים החיים. הסיקו מסקנה אודות סוג הקשר. שרטטו טבלה (ראו דוגמה) והשלימו בה את הממצאים.
טבלה לארגון מידע: קשרי קיום בין יצורים חיים
(בספר תמונה:) נשרים ליד פגר באפריקה.
בין אילו יצורים חיים גיליתם קשר?, מהן העדויות לקשר?, מסקנה: מהו סוג הקשר?
זחל וצמח החלמית, הזחל מכרסם את העלה של צמח החלמית, בין הזחל לצמח החלמית מתקיים קשר קיום מסוג טריפה
--, --, --
--, --, --
3. בחרו מתוך הטבלה זוג יצורים חיים והציגו את קשר הקיום המתקיים ביניהם בכל דרך שתבחרו (כגון: מצגת שיתופית, קטע מידע, כרזה). בהצגה חשוב להסביר כיצד מושפע כל אחד מהיצורים החיים מקיומו של הקשר.
*269*
חשיבותו של מגוון המינים בטבע
בכל יום ובכל רגע יש לכל אחד/ת מאיתנו וליצורים חיים אחרים קשר הדוק לטבע הסובב אותנו, למגוון מיני הצמחים ובעלי החיים שסביבנו.
מגוון היצורים החיים מביא תועלת רבה לטבע ולאדם. היצורים החיים מעניקים לטבע ולאדם שירותי חינם. נוסף על כך, היצורים החיים מביאים לאדם תועלת כלכלית וכן מקור ליופי ולהשראה.
משימה: איזו תועלת מפיק האדם ממגוון המינים בטבע?
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר את החשיבות שיש למגוון המינים לטבע ולאדם.
- לתאר את ההשלכות של פעילות האדם על מגוון המינים בטבע.
- להציע דרכים לשמירה על מגוון המינים.
קראו את שני החלקים של קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסוף כל חלק ועל שאלות הסיכום שבעמוד 272.
איזו תועלת מפיק האדם ממגוון המינים בטבע?
חלק א: "שירותי החינם של הטבע"
פעולות החיים שמבצעים היצורים החיים מספקות "שירותי חינם" לטבע - אלה הם שירותים שאנחנו לא צריכים לשלם עליהם. הנה דוגמאות אחדות:
"מטהרי אוויר"
בתהליך הפוטוסינתזה, הצמחים פולטים לסביבה את החמצן וקולטים ממנה את הפחמן דו-חמצני. הודות לתהליך זה, הצמחים מחדשים את מלאי החמצן שבאוויר ומסלקים ממנו את הגז פחמן דו-חמצני. גז זה נחשב לאחד מגזי החממה העיקריים הגורמים להתחממות אטמוספרת כדור הארץ. הצמחים הם "מטהרי האוויר" של הטבע.
*270*
"פועלי ניקיון"
אוכלי השיירים שבמארגי המזון (למשל, נשר, צבוע, זבובים) ניזונים למשל מפגרים. כך הם תורמים לניקוי הסביבה מפסולת של יצורים חיים ולמחזור חומרים. מפרקים (חיידקים ופטריות) שמתקיימים בקרקע מפרקים את השיירים ובכך תורמים להחזרת החומרים לסביבה. אוכלי השיירים והמפרקים הם "פועלי הניקיון" של הטבע.
(בספר תמונה:) נשרים ליד פגר באפריקה.
"שירותי האבקה"
דבורים וחרקים נוספים אוספים צוף וגרגירי אבקה מצמחים. צוף ואבקה הם מקור המזון של החרקים. חרקים אלו אינם יכולים להתקיים ללא צמחים. תוך כדי פעולת האיסוף הדבורים והחרקים מעבירים את האבקה מפרח לפרח ומאפשרים לצמח להתרבות ולייצר פירות וזרעים. הודות ל"שירותי האבקה", צמחים רבים יכולים להתרבות. צמחים רבים שהאדם מגדל מייצרים פירות וזרעים רק בזכות "שירותי האבקה" הניתנים לצמח, לחקלאי/ת ולנו - בחינם.
על כל אלה ועוד, הטבע ואנחנו "לא צריכים לשלם" - זהו שירות שאותו אנו מקבלים בחינם! אבל על הטבע אנו חייבים לשמור, זה השירות שלנו לטבע!
*271*
שאלות
1. למה מתכוונים כשאומרים שירותי החינם של הטבע?
2. הביאו דוגמאות לשירותי החינם של הטבע. הסבירו את חשיבותם לטבע ולאדם.
3. מה היה קורה אילו...
בתשובתכם תארו את כל ההשלכות האפשריות:
א. המפרקים (פטריות והחיידקים) לא היו מפרקים את השיירים שבקרקע?
ב. אוכלי השיירים והפגרים (למשל, נשרים) לא היו ניזונים מהם?
ג. הצמחים לא היו קולטים מן האוויר את הפחמן הדו-חמצני שנפלט בעקבות תהליך הנשימה של היצורים החיים?
ד. החרקים לא היו נותנים שירותי האבקה לצמחים?
חלק ב: תועלת כלכלית
ליצורים חיים או למוצרים העשויים מהם יש ערך כלכלי לאדם. אנחנו מגדלים יצורים חיים (דגים, פרות, סוסים) או משתמשים בחלקי יצורים חיים (פירות, זרעים, בשר, עורות) או מוצרים שעשויים מהם (מוצרי מזון, ריהוט, תרופות).
שאלה
1. למה מתכוונים כשאומרים שליצורים חיים יש ערך כלכלי לאדם? הביאו דוגמאות מתוך הקטע ומתוך ידע אישי שלכם.
חלק ג: מקור ליופי ולהשראה
היצורים החיים וסביבות החיים משמשים מקור ליופי ולהשראה. אנו רוכבים על סוסים ומשתעשעים עם הכלב ועם החתול בביתנו. אנו נהנים מרשרוש העלים הנעים ברוח, מפריחה של שדה כלניות באביב, מציוץ הציפורים ומפיקניק בחורשה. אנו נהנים מיופיו של הטבע ומביעים זאת בציור, בצילום, בשירה ובאמנות.
שאלה
1. למה מתכוונים כשאומרים שיצורים חיים הם מקור ליופי ולהשראה? הביאו דוגמאות מתוך הקטע ומתוך ידע אישי שלכם.
(בספר תמונה:) סיקסק (ציפור)
*272*
שאלות סיכום
1. אוריה החליט לגדל דגי גופי באקווריום. הוריו הציעו לו להכניס לאקווריום משאבת אוויר כדי לספק חמצן לדגים. "אין צורך", אמר אוריה והוסיף: "אם אכניס לאקווריום צמחי מים יהיה לי שירות בחינם". למה התכוון אוריה בדבריו? איזה "שירות חינם" יכולים לספק צמחי המים?
2. ערכו רשימה של כל הפריטים שנמצאים בילקוט שלכם (כולל בקלמר). ציינו אילו מבין החפצים מקורם ביצורים חיים. כתבו: איזו תועלת הביאו לכם היצורים החיים?
3. ערכו בכיתה תערוכה של צילומי טבע ו/או ציורי טבע. חפשו תמונות וציורים ברשת, בלוחות שנה, בכתבי עת של טבע ועוד. ערכו דיון בכיתה סביב הנושאים הבאים:
- התרומה של הטבע ליצירה ולדמיון של האדם.
- כיצד עלינו לשמור על הטבע ולהמשיך ליהנות ממנו?
4. התבוננו בתמונות של האיריס (צמח מוגן) ושל הנשר (עוף דורס מוגן).
- אילו תחושות עברו אצלכם בעקבות ההתבוננות בתמונות?
- הביעו בשיר, הצגה או בציור את המראה של האיריס ושל הנשר.
(בספר שתי תמונות:) איריס, נשר.
*273*
שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא
שומרים על מגוון המינים בטבע
בעשורים האחרונים האדם גרם להכחדה (להיעלמות מהטבע) של מיני בעלי חיים וצמחים רבים.
ההכחדה של היצורים החיים פוגעת:
- ביצורים החיים עצמם - יש להם ערך משלהם.
- בשירותים שמעניקים היצורים החיים לטבע (מזון, חמצן, האבקה, מחזור חומרים ועוד).
- בכלכלת אדם - לפחות 40 אחוז מכלכלת העולם ו-80 אחוז מצריכת המזון של תושבים ממדינות מתפתחות מקורם ביצורים חיים.
שאלות
1. פנו לאתר הספריה הוירטואלית של מטח. בקרו מדעים. בחרו באקולוגיה ואיכות הסביבה. בחרו הכחדת מינים והשבתם. בחרו בפריט הכחדת מינים של בעלי חיים בישראל.
הביאו שתי דוגמאות לבעלי חיים שנכחדו בישראל והסבירו מה גרם להכחדתם.
2. פנו לאתר צמחים בסכנת הכחדה בישראל. הביאו שתי דוגמאות לצמחים שנכחדו בישראל והסבירו מה גרם להכחדתם.
3. מי שחוסך/ת בנייר שומר/ת על מגוון היצורים החיים.
נסחו טיעון: הביאו נימוקים שתומכים בטענה או סותרים אותה (טיעון - טענה ונימוקים).
אפשר גם אחרת
- הקימו תחנות להאכלת ציפורים בחצר בית הספר. ערכו מדי פעם תצפיות ועקבו אחר הציפורים שבאות לבקר בתחנות ההאכלה. להקמת תחנת האכלה תוכלו להיעזר, למשל, באתר ציפורי הבית.
- הקימו גינה בבית הספר. דאגו לשתול בה מגוון של צמחים. ערכו מדי פעם תצפיות ועקבו אחר היצורים החיים שבאים לבקר בגינה.
- העלו רעיונות נוספים: מה עוד אפשר לעשות כדי לשמור על מגוון המינים שבטבע?
*274*
בפרק זה למדנו ש...
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:
- אור השמש, מים, אוויר וטמפרטורה הם -- -- החיוניים לקיום החיים על פני כדור הארץ.
- אור, מים; אוויר וטמפרטורה הם מרכיבים שמשפיעים על מגוון מיני היצורים בסביבה.
- יצורים חיים מותאמים -- -- והתנהגותם לסביבה.
- קיומם של מיני היצורים החיים בסביבת החיים תלוי -- -- מסוגים שונים: קשרי טריפה, קשרי תחרות, קשרי הדדיות, קשרי טפילות.
- מגוון מיני היצורים החיים מביא -- -- : יצורים חיים מספקים שירותי חינם, מביאים תועלת כלכלית ותורמים להנאה ולהשראה.
- בפעילותו האדם גרם לפגיעה קשה במגוון מיני היצורים החיים; על האדם מוטלת -- למנוע את הפגיעה במגוון מיני היצורים החיים, הן בשל ערכם והן בשל חשיבותם לדורות הבאים.
מיומנויות שהפעלנו...
- ערכנו תצפיות ואספנו נתונים.
- ניסחנו השערות מנומקות.
- אספנו נתונים בעזרת כלי מדידה.
- הצגנו נתונים בטבלאות, בתרשימים ובגרפים.
- הסקנו מסקנות מנתונים.
- ניסחנו טיעון.
- עבדנו בשיתוף פעולה.
*275*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. לעץ האורן יש עלי מחט. הטרף של עלי המחט צר. למרות זאת יש לעץ האורן משטח גדול של קליטת אור. מהו ההסבר לכך?
2. בט"ו בשבט המורה ערכה חידון צמחים. אחת המשימות הייתה לזהות איזה מבין הצמחים הוא צמח שמתמודד עם תנאי יובש. לפי אילו סימנים אפשר לזהות את הצמח הזה?
3. הביאו נימוקים שתומכים בטענה הבאה: "כל יער; כל שדה מרעה, ובעצם כל צמח הגדל בסביבתנו, הוא כמו מפעל לייצור חמצן".
4. הסבירו: מדוע חושבים המדענים כי הרס יערות העולם עלול להשפיע על הרכב האוויר?
5. אילו סוגים של קשרים מתוארים בכל אחד מסעיפים הבאים:
א. תחת עצי האורן אפשר למצוא לאחר רדת הגשמים פטריות המוכרות בשם אורניות. הפטרייה קולטת מעץ האורן חומרי מזון שהוא מייצר. עץ האורן קולט מים ומינרלים שהפטרייה קולטת מהקרקע.
ב. יחנוק המדבר הוא צמח חסר עלים וגבעוליו ירוקים. הוא נצמד לשורשים של צמחים מדבריים אחרים כמו המלוח, אשל וזוגן השיח, וקולט מהם את חומרי המזון ואת המים.
ג. צוף הפרחים של צמח ההיביסקוס נאכל על ידי צופית (ציפור שיר) שנאכלת על ידי נץ (עוף דורס).
6. כיצד האדם יכול להשפיע בפעילותו היומיומית על מרכיבי הסביבה הבאים: אוויר, מים וטמפרטורה? הביאו דוגמאות. כיצד זה משפיע על מגוון המינים שבטבע?
7. מדוע חשוב לשמור ככל האפשר על מגוון היצורים החיים שבטבע? התייחסו לתועלת שמפיק האדם מהיצורים החיים.
(בספר ארבע תמונות:) אורניות, צופית, היביסקוקס, יחנוק.
*276*
*276*
זהירות, פולשים בסביבה
אף יונק יבשתי טורף לא שרד את המסע מיבשת דרום אמריקה לאיי גלפגוס. עשרות מינים של בעלי החיים בגלפגוס נהנו מסביבה ללא טורפים וחיו בהרמוניה מושלמת עם סביבתם. עד שבא יונק הולך על שתיים - האדם.
שודדי ים וציידי לווייתנים שגילו את האי שהו עליו והורידו מספינותיהם בעלי חיים שונים. חיות מחמד, עזים, חזירים וגם נוסעים "סמויים" כמו עכברים, נמלים ותיקנים. במכוון ושלא במכוון הם פיזרו באי גם זרעים של מיני צמחים שונים.
האדם והיצורים החיים הפולשים - צמחים ובעלי חיים אחרים - גרמו לנזק עצום לסביבת החיים הטבעית באיי גלפגוס. כלבים וחתולים תקפו את הציפורים המקומיות והרסו את קיניהן, לפעמים גם הרגו איגואנות וצבים. זרעים של צמחים זרים נבטו בקרקע והתפשטו על חשבון צמחים מקומיים. אך את עיקר הנזק גרם דווקא יונק תמים ולא טורף - העז.
עזים שהורדו מהאוניות כדי לשמש מזון לתושבים התפשטו במהירות על פני האיים. העזים אכלו את הצמחייה המקומית וחסלו את מזונם של בעלי חיים אחרים. ברגליהן הן רמסו את הצמחים, הרסו את הקרקע וכך נפגעה התחדשות הצמחייה.
קרן צ'ארלס דרווין, העוסקת מאז שנות החמישים בשימור איי גלפגוס, יזמה מבצע לחיסול אוכלוסיית העזים מן האיים. במשך 11 שנים נאבקו מאות עובדים ומתנדבים מכל העולם בפלישת עזים לאיזבלה - אחד משני האיים הגדולים ביותר בגלפגוס - והביאו לבלימת "מגפת העזים" שאיימה על מרקם החיים העדין באי.
מה מאפיין את סביבות החיים?
כיצד משפיע האדם על סביבת החיים?
*277*
בעקבות הלמידה - נדע...
- לאפיין סביבות חיים על פי מרכיבי סביבה חיים ומרכיבי סביבה שאינם חיים.
- לתאר את הדומה ואת השונה בין סביבות חיים שונות.
- לתאר גורמים העלולים לפגוע בסביבות החיים ודרכים למניעת הפגיעה בסביבה.
מושגים שנלמד
- סביבות חיים (יער, חורש, חוף ים, ים, אגם, מדבר).
- שמורת טבע, הכחדה, ערך טבע מוגן.
מיומנויות שנפעיל
- לערוך חקירה בעזרת מקורות מידע ברשת.
- לערוך השוואה ולהסיק מסקנות.
- לתכנן ולפתח מוצר באמצעות תהליך התיכון.
*278*
סביבות חיים מגוונות
כל מקום שמצליחים להתקיים בו יצורים חיים הוא סביבת חיים. יצורים חיים יוכלו להתקיים בסביבה שבה הם משיגים את צורכי הקיום שלהם. על פני כדור הארץ קיים מגוון עצום של סביבות חיים: יער, חורש, נחל, חוף ים, אגם, מדבר ועוד. הצירוף הייחודי של מרכיבי סביבה שאינם חיים (מים, טמפרטורה, אור, אוויר ועוד) ומרכיבי סביבה חיים (צמחים, בעלי חיים ובכללם בני האדם, חיידקים ופטריות) יוצר מגוון גדול מאוד של סביבות חיים.
במה דומות סביבות החיים זו לזו ובמה הן שונות?
משימה: במה דומות ובמה שונות סביבות החיים?
בעקבות המשימה - נדע...
- להשוות בין סביבות חיים שונות ולהסיק מסקנות אודות הדומה והשונה ביניהן.
- לאסוף ולעבד מידע ממקורות מידע ברשת ולייצגו בדרכים שונות.
- לבצע עבודה שיתופית.
- לארגן נתונים בטבלה מקוונת, להשוות ולהסיק מסקנות.
היעזרו במקורות מידע ברשת האינטרנט ובצעו את שני חלקי המשימה. דוגמאות לאתרים ברשת: רשות הטבע והגנים, החברה להגנת הטבע, קמפוס טבע, אוניברסיטת תל אביב, אתר אופק למדע וטכנולוגיה (ראו הפניה בעמוד הבא).
חלק א: מכירים מאפיינים של סביבות חיים
1. אילו סביבות חיים בארצנו אתם מכירים?
כתבו בקצרה (מידע אישי) מה ידוע לכם על סביבות חיים אלה.
2. התחלקו לקבוצות.
כל קבוצה תבחר סביבת חיים ותחקור אותה בעזרת מקורות מידע לפי הנקודות הבאות:
א. שם סביבת החיים.
ב. האזור בארץ שבו נמצאת סביבת החיים.
ג. המאפיינים של המרכיבים שאינם חיים בסביבה (למשל, טמפרטורה, מים, אור).
ד. המרכיבים החיים (יצורים חיים) בסביבה.
ה. קשרי קיום בין יצורים חיים לבין מרכיבים אחרים בסביבה (למשל, טריפה).
3. הציגו בכיתה את הסביבה שחקרתם בכל דרך שתבחרו (מצגת, כרזה, דגם וציור מלווים בהסברים).
דוגמאות לסביבות חיים: חורש, חוף ים, חולות, אגם, ים, גדת נחל, ערוץ נחל, מדבר, שונית אלמוגים, נווה מדבר, שדה בור, ועוד.
שימו לב!
תוכלו להציג את המידע באופן שיתופי. לדוגמה: בספר דיגיטלי שיתופי או במצגת שיתופית.
*279*
אל הרשת
לביצוע המשימה היעזרו במקורות מידע ברשת האינטרנט ובאתר אופק מדע וטכנולוגיה.
א. היכנסו לאתר אופק מדע וטכנולוגיה.
ב. בחרו כיתה ו.
ג. בחרו בנושא: סביבות חיים והשפעת האדם.
ד. בחרו בתת הנושא: סביבות חיים.
ה. בחרו בסביבת חיים שאותה אתם חוקרים בחלק א של המשימה.
ו. היעזרו במידע, בצילומים, בפעילויות הקשורות לסביבת החיים שאותה אתם חוקרים לביצוע המשימה.
חלק ב: משווים בין סביבות חיים
1. מה דומה ומה שונה בין סביבות החיים?
א. ערכו השוואה בין סביבות החיים שנחקרו על ידי הקבוצות השונות.
מה יהיו הקריטריונים להשוואה בין סביבות החיים?
ב. השלימו את המידע על סביבת החיים בטבלת ההשוואה הכיתתית בהתאם לקריטריונים שקבעתם (ראו דוגמה).
שימו לב!
כאשר עורכים השוואה בין ממצאים של קבוצות אחדות מומלץ להשתמש בטבלה שיתופית מקוונת. בטבלה כזו כל הקבוצות יכולות להזין את המידע באותו קובץ.
טבלה כיתתית לארגון מידע: מגוון סביבות החיים
(בספר שלוש תמונות:) צפרדע הנחלים, קרפדה, סלמנדרה.
קריטריונים/סביבות חיים, סביבה 1 חורש, סביבה 2 ערוץ נחל, סביבה 3 מדבר, סביבה 4 אחר
טמפרטורה ממוצעת, --, --, --, --
משקעים (מים), --, --, --, --
--, --, --, --, --
--, --, --, --, --
ג. מה משותף לכל סביבות החיים? ציינו לפחות שלושה דברים.
ד. במה שונות סביבות החיים זו מזו? ציינו לפחות שלושה דברים.
2. מה למדתם מן ההשוואה שערכתם בין סביבות החיים?
*280*
משימה: מגוון סביבות חיים
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- להסביר מדוע על פני כדור הארץ קיים מגוון גדול מאוד של סביבות חיים.
קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.
מגוון סביבות חיים
בכל סביבות החיים (בים, ביבשה - בכל מקום) יש מרכיבי סביבה חיים ומרכיבים שאינם חיים. מרכיבי הסביבה החיים כוללים יצרנים (צמחים), צרכנים (בעלי חיים ובכללם האדם) ומפרקים (חיידקים ופטריות). מרכיבי הסביבה שאינם חיים כוללים מים, אוויר, אור, טמפרטורה ועוד.
בכל סביבת חיים מתקיימים קשרי קיום בין היצורים החיים לבין המרכיבים השונים בסביבתם, כולל יצורים חיים. כתוצאה מקשרי הקיום, כל שינוי במרכיב אחד בסביבה יכול להשפיע על קיומם של היצורים האחרים.
מרכיבי סביבה משפיעים זה על זה ומושפעים זה מזה. כך, למשל, המרכיב הסביבתי אוויר משפיע על קיומם של יצורים חיים, והרכב האוויר מושפע מתהליך הנשימה של יצורים חיים.
הצירופים השונים של מרכיבי סביבה דוממים (טמפרטורה, כמות אור, נוכחות של מים ועוד) ושל מרכיבי סביבה חיים (יצורים חיים) המותאמים לסביבות אלה, יוצרים מגוון עצום של סביבות חיים על פני כדור הארץ.
*281*
שאלות
1. הביאו דוגמאות לסביבות החיים.
2. מה משותף לכל סביבות החיים? ציינו לפחות שלושה מרכיבים.
3. האם נחל הוא סביבת חיים? הסבירו את תשובתכם.
4. מהו ההסבר לקיום מגוון עצום של סביבות חיים?
היודעים אתם ש...
מערכות אקולוגיות (הרחבה)
סביבת חיים היא מערכת. כמו בכל מערכת, בסביבת החיים יש מרכיבים - אלה הם המרכיבים החיים והמרכיבים שאינם חיים. כמו בכל מערכת, מרכיבי סביבת החיים משפיעים זה על זה ומושפעים זה מזה, לכן סביבות החיים נקראות גם מערכות אקולוגיות. כדור הארץ הוא מערכת אקולוגית אחת גדולה הנקראת ביוספרה (ביו - חיים, ספרה - כדור). הביוספרה כוללת בעיקר את היבשות ואת האוקיינוסים שהם מערכות אקולוגיות קטנות יותר. האוקיינוסים כוללים מגוון עצום של מערכות אקולוגיות, למשל, קרקעית הים, הים הפתוח, חוף ים, אזורי גאות ושפל ועוד. היבשות כוללות אף הן מגוון עצום של מערכות אקולוגיות, למשל, שדה הבור, חורש, מדבר, נחל, אגם ועוד.
*282*
האדם משפיע על סביבות החיים
כמו כל יצור חי; גם האדם הוא חלק מסביבת החיים. קיומו של האדם תלוי במרכיבי הסביבה שאינם חיים (מים, אור, טמפרטורה מתאימה, אוויר) וגם במרכיבי הסביבה החיים. היכולת הטכנולוגית מאפשרת לאדם להשפיע על הסביבה בעוצמה רבה יותר מההשפעה של כל יצור חי אחר.
פעילות האדם (כגון: בנייה, סלילת כבישים, כריתת יערות, ייבוש נחלים, השלכת פסולת וחומרי הדברה) פוגעת בסביבות החיים רבות וכתוצאה מכך להכחדה (היעלמות) של היצורים החיים שזוהי סביבת החיים שלהם.
משימה: היעלמותן של בריכות החורף ושל הדו-חיים
קוראים, כותבים ומבינים
בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...
- לתאר את ההשפעה של האדם על סביבות החיים.
- להפיק מידע ממקורות שונים ברשת.
קראו את שני חלקי קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסוף כל חלק ועל שאלות הסיכום שבעמוד הבא.
העלמותן של בריכות החורף ושל הדו-חיים
חלק א: דו-חיים בבריכות חורף
בריכת החורף היא סביבת חיים ייחודית שמתמלאת בכל עונת חורף במי גשמים ומתייבשת לקראת סוף האביב או בראשית הקיץ. עם תחילת הגשמים מגיעים דו-חיים (קרפדות, צפרדעים) בוגרים לבריכות החורף לצורך התרבותם. הביצים מוטלות למים ומהן בוקעים ראשנים. בתקופת החורף והאביב בריכת החורף מהווה לראשנים סביבת חיים המספקת להם מרחב מחייה, מזון, הגנה ועוד. עם התייבשות הבריכה, הראשנים מתפתחים לדו-חיים בוגרים ועוזבים את הבריכה.
שאלות
1. מהי בריכת חורף ומה מאפיין אותה?
2. היעזרו ברשת האינטרנט והביאו דוגמאות לבריכות חורף בישראל.
3. היזכרו בלימודיכם הקודמים. מי הם הדו-חיים? אילו בעלי חיים שייכים למחלקה זו?
4. מדוע קיומם של הדו-חיים תלוי בקיומה של בריכת החורף? הסבירו.
(בספר שלוש תמונות:) צפרדע הנחלים, קרפדה, סלמנדרה.
*283*
חלק ב: האדם פוגע בבריכות החורף
בשנים האחרונות פעילויות של האדם כמו סלילת כבישים, בנייה והזרמת שפכים מזהמים לבריכות החורף גרמו להרס שלהן. יחד עם היעלמותן נעלמו בישראל כמה מינים של דו-חיים כדוגמת טריטון הפסים וחפרית עין החתול. כיום מצויים בסכנת הכחדה חמורה הקרפדה והסלמנדרה. המינים צפרדע הנחלים ואילנית מצויה אינם מצויים בסכנת הכחדה.
שאלות
1. אילו פעולות של האדם עלולות לגרום להרס של בריכות החורף?
2. שערו: מי עוד עלול להיפגע מהרס בריכות החורף? נסו לכתוב שרשרת של השפעות.
שאלות סיכום
1. הסיקו: מה אפשר ללמוד מקטע מידע זה על ההשפעה שיש לאדם על סביבות החיים? הציגו את שרשרת ההשפעות בתרשים.
2. היכנסו לאתר של המשרד להגנת הסביבה והביאו דוגמאות נוספות להרס סביבות החיים על ידי האדם.
(בספר שלוש תמונות:) חפרית עין החתול, אילנית מצויה, טריטון הפסים.
*284*
שומרים צל כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא
שמורות טבע
לו יכולנו להשיב לאחור את מחוגי הזמן ולטייל ברחבי ארץ ישראל מן העת הקדומה ועד ימינו, היינו מוצאים הבדלים רבים בין הנוף של אז לבין הנוף של היום. במשך השנים נהרסו סביבות חיים רבות ומינים רבים של יצורים י חיים נעלמו מנוף הארץ.
בשנת 1963 אישרה הכנסת את חוק הגנים הלאומיים ושמורות טבע שהגיש ראש הממשלה באותם ימים, דוד בן-גוריון. בתוקף החוק הוכרזו מקומות רבים בישראל כשמורות טבע.
תפקידן של שמורות הטבע הוא לשמור על ערכי טבע מוגנים מפני פגיעה של הסביבה התרבותית המשתנה של האדם.
שאלות
היעזרו באתר של רשות הטבע והגנים לביצוע המשימה.
1. כמה שמורות טבע מוכרזות יש בישראל כיום?
2. הביאו דוגמאות של שמורות טבע מאזורי הארץ השונים.
3. מה מסמל הסמל של שמורות הטבע?
4. בחרו שמורת טבע אחת ובדקו: אילו ערכי טבע מוגנים יש בה?
מילון:
ערך טבע מוגן: מושג המתייחס לכל דבר בטבע (צמחים, בעלי חיים ומרכיבים שאינם חיים) שלדעת מומחים והשר לאיכות הסביבה יש ערך בשמירה ובהגנה עליו מפני פגיעה (הריסה, שבירה, חבלה, קטיפה... או כל פעולה המפריעה להתפתחות הטבעית), גם אם אין הוא נמצא בתוך גבולותיה של שמורת טבע.
(בספר שתי תמונות:) שמורת החולה, שמורת עין צוקים.
*285*
בעלי חיים שנכחדו מארץ ישראל
(בספר שש תמונות:)
היפופוטם, ברדלס אסייתי, דב חום סורי, תנין היאור, פרס, נברן מים.
*286*
בפרק זה למדנו ש...
השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:
- על פני כדור הארץ יש מגוון של -- -- : חורש, חוף ים, אגם, מדבר, ים ועוד.
- סביבת חיים כוללת את -- -- שאינם חיים, את מרכיבי הסביבה החיים ואת הקשרים ביניהם.
- סביבות חיים נבדלות זו מזו במרכיבי הסביבה החיים ובמרכיבי הסביבה -- --.
- פעולות שעושה האדם, כגון כרייה, חציבה, סלילת כבישים, שאיבת מים ועוד עלולות לפגוע בסביבות חיים ובמגוון -- -- המתקיימים בהן.
- על האדם מוטלת -- לשמור על סביבות החיים מפני פגיעה.
מיומנויות שהפעלנו...
- ערכנו חקירה בעזרת מקורות מידע ברשת.
- ערכנו השוואה בין סביבות החיים והסקנו מסקנות.
*287*
במבט חוזר
לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.
1. אילו מבין הדוגמאות הן סביבות חיים?
אגם, חילזון, יער, חוף ים, טמפרטורה, אור השמש, שדה, אוויר. הסבירו את תשובתכם.
2. התנים עלולים להעביר את מחלת הכלבת לבעלי חיים במשק האדם. אוכלוסיית התנים בישראל הייתה גדולה בעבר, לכן אנשים נהגו לפזר פיתיונות של בשר מורעל בסביבות יישובים חקלאיים ובשטחים חקלאיים בהם מגדלים ירקות, כדי להשמיד תנים החיים בסביבתם.
א. מה לדעתכם קרה לאוכלוסיית הארנבות כאשר הושמדו התנים? הסבירו.
ב. מה קרה לדעתכם לגידולי הכרוב? הסבירו.
ג. הסיקו: כיצד מושפעת סביבת החיים כאשר אחד ממרכיביה נפגע?
3. לאחר כמה שנות בצורת התייבש הנחל בערוץ הנחל המדברי. אילו השפעות יכולות להיות לכך?
4. בשנים האחרונות החופים העירוניים בישראל מצויים בתנופת פיתוח גדולה ומתקיימת בהם בנייה רבה. בעקבות כך, חופי הרחצה הצטמצמו והגישה החופשית של הציבור אל החוף נחסמה.
א. לו הייתם מייצגים את היזמים שמעוניינים לבנות בניינים על החוף, אילו נימוקים הייתם מביאים לתמיכה במיזם הבנייה?
ב. לו הייתם מייצגים את הגופים הירוקים, אילו נימוקים הייתם מביאים נגד מיזם הבנייה?
ג. מה לדעתכם כדאי לעשות? כיצד אתם הייתם מתמודדים עם הסוגיה?
*288*
יש לנו אתגר!
כיצד אפשר להשתחל למקומות צרים?
ודאי שמתם לב...
איך התיקן מצליח להשתחל אל מתחת לסדק הצר שקיים בין הדלת לרצפה ולחמוק מהר מעינינו?
איך תולעת מצליחה לזחול בין רגבי האדמה ולחפש מזון?
איך הנחש מצליח להתפתל בזריזות ולחדור לתוך סדקים ונקיקים צרים?
חקירה
שאלות
1. שערו: מה מאפשר לתיקן לתולעת ולנחש להשתחל ולנוע בתוך סדקים צרים?
2. היעזרו במקורות מידע ברשת (רצוי גם בסרטים) וחפשו דוגמאות לבעלי חיים המסוגלים להשתחל לתוך סדקים צרים.
3. לכל בעל חיים:
א. רשמו תיאור של מבנה הגוף (צורה, גודל, מבנה הגפיים ועוד).
ב. הסבירו כיצד מבנה הגוף מאפשר להשתחל למקומות צרים.
4. עיינו במידע שארגנתם בטבלה וערכו רשימה של התאמות גוף שיש לבעלי חיים שמאפשרות להם להשתחל לסדקים צרים.
האם גם לכם...
היה צורך להשתחל למקומות צרים?
1. תארו מצבים שבהם היה לכם צורך להשתחל בעזרת גופכם למקומות צרים כדי להשיג מטרה מסוימת.
2. תארו אילו גורמים הקשו עליכם להשתחל בעזרת גופכם למקומות אלה.
3. ציינו מגבלות אנושיות שלנו להשגת צורך זה.
מילון:
להשתחל: להיכנס מבעד למעבר צר.
*289*
מצטרפים לאתגר!
מגדירים צורך ובעיה
1. תארו מצב שמעלה צורך להשתחל למקום צר.
דוגמאות:
- לשלוף גרב שנתקע ברווח הצר שבין המיטה לקיר.
- לאסוף לכלוך שהצטבר מתחת למקרר.
- אחר
2. נסחו את הבעיה.
שימו לב:
- לניסוח הבעיה היעזרו בתיאור המצב המצוי והמצב הרצוי לכם.
- בניסוח הבעיה השתמשו במילות שאלה כגון: כיצד? איך? באיזו דרך?
3. ציינו מה יהיו הדרישות מהמוצר שלכם. דוגמה: מוצר שיהיה עשוי מחומר בלתי שביר.
4. ציינו את האילוצים שבהם תתחשבו בפיתוח המוצר. דוגמה: המוצר יהיה עשוי מחומרים זמינים.
לומדים מן הטבע ומעלים רעיונות לפתרונות
דרך אחת למציאת רעיונות לפתרונות טכנולוגיים המגבירים את יכולת האדם להתמודד עם בעיות היא ללמוד מן הטבע.
קראו את המידעון ביומימיקרי והשיבו על השאלות.
מידעון: ביומימיקרי
מבנה הגוף, ההתנהגות וההתאמות לסביבה של יצורים חיים משמשים מקור השראה לפתרונות טכנולוגיים יצירתיים. לתחום ההנדסי ששואב רעיונות מן הטבע לפתרונות טכנולוגיים קוראים ביומימיקרי. ביומימיקרי משמעותו חיקוי ולמידה מהטבע.
ביו - חיים; מימיקרי - העתקה וחיקוי.
לדוגמאות נוספות פנו לאתר ביומימיקרי הישראלי.
שאלות
שרטטו טבלה בהתאם לדוגמה שבעמוד הבא. פעלו לפי ההנחיות הבאות:
1. כתבו בטור הימני של הטבלה דוגמאות להתאמות בעלי חיים שמסייעות להם להשתחל למקומות צרים (העתיקו את ההתאמות שרשמתם בשאלה 4 של שלב החקירה).
2. כתבו בטור השמאלי של הטבלה רעיונות לפתרונות טכנולוגיים המבוססים על התאמות אלה.
*290*
טבלה לארגון מידע: רעיונות לפתרונות טכנולוגיים בהשראת הטבע
(בספר תרשים:) נוט תהליך התיכון
התאמות של בעלי חיים להשתחל למקומות צרים, רעיונות לפתרונות טכנולוגיים (תוכלו גם לצייר את הרעיון)
--, --
--, --
3. היעזרו במקורות מידע ברשת האינטרנט למציאת רעיונות נוספים. חפשו מידע לפי מילות המפתח הבאות: נחש רובוט, רובוט תולעת.
היודעים אתם ש...
רובוט נחש לסיוע כוחות הצלה
פרופ' אלון וולף, הפקולטה להנדסת מכונות, הטכניון ישראל
אירועים מצערים שהתרחשו בעבר, כגון רעידות האדמה הגדולות במקסיקו וביפן והפיגוע במגדלי התאומים בניו יורק, האיצו פיתוח של רובוטים למטרות חילוץ והצלה. פיתוח רובוטים למטרות אלה הוא אתגר גדול. הרובוטים צריכים להשתחל בתוך חללים וסדקים צרים מבלי לגרום לתזוזת המבנים. הם צריכים לנהל את ההתקדמות שלהם בתוך סביבה מורכבת שיש בה מכשולים רבים. כמו כן, הרובוטים צריכים לשאת חיישנים לאיתור סימני חיים, מקור אנרגיה ומנגנונים לתנועה.
בטכניון שבחיפה, במעבדה של פרופ' אלון וולף, חוקרים את מנגנון התנועה של נחשים אמיתיים ומפתחים נחשים רובוטיים למטרות חילוץ והצלה. בדומה לתנועת הנחשים, הרובוט נחש יכול להתלפף, להשתחל למקומות צרים ואפילו לטפס במדרגות.
הרובוט נחש בנוי מיחידות שמחוברות זו לזו בדומה לחוליות עמוד השדרה של הנחש. בקרת התנועה של הרובוט מחולקת בין כל היחידות. אפשר לפצל את הרובוט לחלקים כך שכל חלק יעשה פעולה אחרת. אפשר לחבר לרובוט חיישנים מסוגים שונים. לדוגמה, מצלמה הממוקמת בראש "הנחש" כך שיוכל לשדר תמונות למפעילי הרובוט מזירת האירוע בזמן אמת.
*291*
ומה הלאה?
תכננו מוצר שיענה על הצורך שלכם להשתחל למקומות צרים. בתכנון המוצר חשוב להתייחס לדרישות מהמוצר ולאילוצים שהגדרתם. להמשך תהליך תכנון המוצר ובנייתו - היעזרו בנוט תהליך התיכון שנמצא בארגז הכלים שבספר הלימוד.
(בספר תרשים:) נוט תהליך התיכון
רגע אחרי...
1. כיצד עזר לכם נוט תהליך התיכון להתמודד עם האתגר?
2. האם היו לכם קשיים בתהליך? אם כן, תארו אותם.
3. כיצד סייע לכם תחום הביומימיקרי במציאת פתרון מתאים לבעיה?
4. כיצד תרמה לכם עבודת הצוות להצלחת התהליך?
שימו לב: בתכנון המוצר חשוב לשים לב לנקודות הבאות:
- מהי המטרה של המוצר?
- מאילו רכיבים יהיה בנוי המוצר?
- מהו התפקיד של כל רכיב?
- מה יהיה סדר ארגון הרכיבים?
- כיצד הרכיבים יהיו מחוברים זה לזה?
- מאילו חומרים יהיה עשוי המוצר?
*292*
*292*
*292*
נווט תהליך התיכון כולל תרשים וכרטיסי ניווט שמטרתם לסייע לכם לנווט בהצלחה את פעולות החשיבה והעשייה של תהליך התיכון.
מבנה הנווט ואופן השימוש בו
בנווט שלוש אליפסות חיצוניות ועיגול מרכזי המחוברים זה לזה באמצעות חיצים דו כיווניים. המסע של תהליך התיכון מתחיל בהגדרת בעיה/צורך ומסתיים בפתרון טכנולוגי.
בעיה/צורך
שלוש האליפסות החיצוניות
כל אחת מהאליפסות החיצוניות מציגה משימה שיש לבצע בתהליך. המשימות הן:
- הגדרת הבעיה, דרישות ואילוצים
- העלאת רעיונות לפתרון ובחירת פתרון מתאים
- תכנון ובניית דגם או אב טיפוס
העיגול המרכזי
העיגול המרכזי מציג שלוש משימות נוספות שיש לבצע (על פי הצורך) במשך כל התהליך במשולב עם המשימות שמוצגות באליפסות החיצוניות. המשימות הן:
- חקירה
- ביצוע
- הערכה
שימו לב:
- התהליך מתחיל בהגדרת הבעיה ומסתיים בפתרון טכנולוגי.
- בכל משימה כלולות פעולות שיש לבצע.
פירוט הפעולות שיש לעשות בכל משימה מופיע בכרטיסי הניווט שבעמוד הבא.
- סדר המשימות והפעולות אינו קבוע.
אפשר לעבור ממשימה למשימה או מפעולה לפעולה.
- אפשר לחזור על אותה משימה או על אותה פעולה מספר פעמים.
מילון:
נווט: אמצעי שמסייע להתמצא בדרך ולהגיע אל היעד.
*293*
כרטיסי ניווט
בכרטיסי הניווט הבאים מוצגות דוגמאות של פעולות שצריך לעשות בכל סוג של משימה.
כרטיס משימה
הגדרת הבעיה, דרישות ואילוצים
פעולות
- לזהות צורך. שואלים: מהו המצב המצוי? מהו המצב הרצוי לנו?
- לנסח בעיה טכנולוגית. שואלים: באילו דרכים אפשר להגיע למצב הרצוי לנו?
- להגדיר דרישות מהפתרון. שואלים: אילו תכונות צריכות להיות לפתרון כך שיספק את הצורך?
- להגדיר אילוצים. שואלים: אילו מגבלות יש במימוש הפתרון (כסף, מידע, זמן?)
- ועוד.
כרטיס משימה
העלאת רעיונות לפתרון ובחירת פתרון מתאים
פעולות
- להעלות מספר רעיונות לפתרון הבעיה.
- להעריך כל רעיון לפתרון בהתאם לדרישות ולאילוצים שהוגדרו.
- לבחור את הפתרון המתאים ביותר לבעיה.
- להעריך את הפתרון ולבחון האם ועד כמה הוא עונה על הדרישות ועל האילוצים שהוגדרו.
- ועוד.
כרטיס משימה
תכנון ובניית דגם או אב טיפוס
פעולות
- לתכנן את הפתרון (מבנה, רכיבים, קשרים בין רכיבים, מנגנונים).
- לתכנן את החומרים והשיטות המתאימים לבניית הפתרון.
- לתכנן את סדר הפעולות לבניית הפתרון.
- לבצע את מה שתוכנן עד שבניית הפתרון תושלם.
- ועוד.
כרטיס משימה
חקירה
פעולות
מה כוללת פעולת החקירה?
- לאסוף ולארגן מידע.
- להעריך את המידע.
- לעבד המידע (מיזוג מידע וסיכומו).
באילו כלי חקירה אפשר להשתמש?
- לנתח מקורות מידע עיוניים.
- לערוך סקרים, שאלונים, ראיונות.
- לערוך חקר מדעי (תצפיות וניסויים).
מה אפשר לחקור?
- בעיות דומות ופתרונות קיימים.
- תכונות חומרים והתאמתם לדרישות.
- שיטות לבניית הפתרון.
- ועוד.
כרטיס משימה
הערכה
פעולות
- להעריך את הרעיונות לפתרון.
- לבדוק את התאמת החומרים לפתרון.
- לבדוק את התאמת שיטות הבנייה/הייצור.
- לבדוק את התאמת המוצר לדרישות ולאילוצים.
- ועוד.
כרטיס משימה
ביצוע
פעולות
- לבדוק תכונות של חומרים.
- להכין רשימת ציוד וחומרים.
- לשרטט את הפתרון.
- לבצע מדידות וחישובים.
- לבנות דגם או אב טיפוס.
- לבדוק את תפקודי הפתרון.
- ועוד.
*294*
*294*
המטרה של נווט תהליך החקר המדעי כולל תרשים וכרטיסי ניווט שמטרתם לסייע לכם לנווט בהצלחה את פעולות החשיבה והעשייה של תהליך החקר המדעי.
מבנה הנווט ואופן השימוש בו
בנווט שלוש אליפסות חיצוניות ועיגול מרכזי המחוברים זה לזה באמצעות חיצים דו כיווניים. המסע של תהליך החקר מתחיל בניסוח שאלת חקר ומסתיים במסקנה.
שלוש האליפסות החיצוניות
כל אחת משלוש האליפסות החיצוניות מציגה משימה שיש לבצע בתהליך. המשימות הן:
- ניסוח שאלת החקר
- העלאת השערות ובחינתן
- תכנון מהלך החקר וביצועו
העיגול המרכזי
העיגול המרכזי מציג שלוש משימות נוספות שיש לבצע במשולב עם המשימות שמוצגות באליפסות החיצוניות. המשימות הן:
- חקירה
- ביצוע
- הערכה
שימו לב:
- התהליך מתקדם מניסוח שאלת חקר, העלאת השערות ובחינתן ועד לתכנון מהלך החקר וביצועו.
- בכל משימה כלולות פעולות שיש לבצע.
פירוט הפעולות שיש לעשות בכל משימה מופיע בכרטיסי הניווט שבעמוד הבא.
- אפשר לחזור על אותה משימה או על אותה פעולה מספר פעמים.
*295*
כרטיסי ניווט
בכרטיסי הניווט הבאים מוצגות דוגמאות של פעולות שצריך לעשות בכל סוג של משימה.
משימה
ניסוח שאלת חקר
פעולות
- לתאר את התופעה/הנתונים.
- לנסח שאלה/ שאלות חקר להבנת הבעיה/ התופעה.
מילות שאלה:
- מה הקשר?
- מהו ההבדל?
- מהי ההשפעה של...?
- ועוד.
מאפיינים של שאלת חקר טובה:
- שאלה ממוקדת שניתנת לבדיקה באמצעות ניסוי או תצפית.
- ועוד.
משימה
העלאת השערות ובחינתן
פעולות
- לזהות גורמים שקשורים לתופעה.
- להעלות השערות על ההשפעה של כל גורם.
- לבדוק את הידע/העובדות שעליהם נשענת ההשערה.
- לבחון האם ההשערות ניתנות לבדיקה על ידי ניסוי או תצפית.
- ועוד.
בתהליך החקר המדעי בודקים את כל ההשערות.
משימה
תכנון החקר ועריכת הניסוי/תצפית
פעולות
- לתכנן דרכים לבדיקת ההשערות (ניסויים ותצפיות).
- לתכנן את מערכת הניסוי/התצפית.
- לתכנן את החזרות, דרכי המדידה וארגון הנתונים.
- לערוך ניסוי/תצפית לפי התכנון.
- לאסוף נתונים/תוצאות.
- לארגן ולעבד נתונים.
- להסיק מסקנות.
- ועוד.
משימה
חקירה
פעולות
מה כוללת פעולת החקירה?
- לאסוף ולארגן מידע.
- להעריך את המידע.
- לעבד את המידע (מיזוג מידע וסיכומו).
באילו כלי חקירה אפשר להשתמש?
- לנתח מקורות מידע עיוניים (מאמרים, מחקרים).
- סקרים וראיונות.
מה אפשר לחקור?
- תופעות דומות והסברים קיימים.
- שיטות לבדיקת הגורמים המושפעים.
- שיטות מדידה.
- ועוד.
משימה
הערכה
פעולות
- לבדוק האם שאלת החקר נוסחה נכון.
- לבדוק האם נוסחו השערות מדעיות.
- לבדוק האם נערך בידוד משתנים כהלכה.
- לבדוק האם תוכננו שיטות בדיקה מתאימות.
- לבדוק האם נערכה מדידה מדויקת.
- לבדוק האם בוצעו חזרות.
- להעריך/לבחון את המסקנה: האם ההשערה אוששה או הופרכה.
- ועוד.
משימה
ביצוע
פעולות
- להכין רשימת ציוד וחומרים.
- לשרטט את מערכת הניסוי.
- לבנות את מערכת הניסוי.
- לבצע מדידות וחישובים.
- לארגן ולעבד נתונים.
- לבנות דגם שמסביר את ממצאי המחקר.
- לנסח טיעון משכנע אודות מסקנת החקר.
- להציג את ממצאי החקר בדרך בהירה ומשכנעת.
- ועוד.
*296*
*296*
אוזן: איבר השמיעה. האוזן מורכבת משלושה חלקים: האוזן החיצונית, האוזן התיכונה (האמצעית) והאוזן הפנימית (עמוד: 197).
אור לבן: אור המכיל את כל צבעי הקשת (הספקטרום) (עמוד: 155).
אור (אנרגיה): סוג של אנרגיה. קרינת השמש היא המקור הטבעי הגדול ביותר של אנרגיית אור. אנרגיית אור מופקת גם ממקורות אור מלאכותיים (פנס, נר) (עמודים: 132,13).
אורח חיים בריא: הרגלים התורמים לקידום הבריאות הכללית ולמניעת מחלות. לדוגמה: פעילות גופנית, תזונה נכונה, הימנעות מעישון ומלחץ, שמירה על משקל תקין ועוד (עמודים: 103-105).
אישון: חור במרכז הקשתית המאפשר מעבר אור אל הרשתית. קוטרו (גודל) תלוי בעוצמת האור בסביבה. (עמודים: 159-161).
אנרגיה חשמלית: סוג של אנרגיה שבעזרתה מפעילים מוצרי חשמל (עמוד: 13).
אנרגיה כימית: סוג של אנרגיה המצויה בחומרים. לדוגמה: פחמימות, שומנים, חומרי דלק (עמוד: 13).
אנרגיית קול: סוג של אנרגיה שמקורה בתנועה (מסודרת) של חלקיקי האוויר/התווך (החומר) שבו עובר הקול (עמודים: 176,13).
אנרגיית תנועה: סוג של אנרגיה המצויה בגופים הנמצאים בתנועה. לדוגמה: כלי רכב נעים, מים זורמים ורוח נושבת (עמוד: 13).
אקוסטיקה: למילה אקוסטיקה שתי משמעויות. בפי המדענים פירושה: תורת הקול. הענף בפיזיקה העוסק בחקר הקול ותכונותיו. בלשון היומיום פירושה: התנהגות הקול בחללים סגורים (עמוד: 186).
בדיקת דם/ספירת דם: בדיקת דגימה של דם. הבדיקה מאפשרת לקבל מידע אודות מצב הבריאות של הנבדק (עמודים: 98-100).
בליעת אור: תופעה שבה אור נבלע בתוך גוף/חומר. בעקבות בליעת האור, הגוף מתחמם (עמוד: 145).
בליעת קול: תופעה שבה הקול נבלע בתוך החומר. גופים רכים ובעלי מרקם מחוספס ודחוס נחשבים לבולעי קול ולכן משמשים כחסמי קול לבידוד אקוסטי (עמוד: 186).
גובה קול: מאפיין של קול הנע מקול נמוך (באס) ועד קול גבוה (סופרן) (עמוד: 179).
גוף אטום: גוף שהאור אינו עובר דרכו. הוא נבלע בו/חוזר ממנו, לדוגמה: קיר בטון (עמוד: 139).
גוף שקוף: גוף שהאור עובר דרכו (עמוד: 139).
גופים מחזירי אור: גופים שאינם מקורות אור בעצמם. אנו רואים אותם כאשר האור שפוגע בהם - מוחזר לעינינו. לדוגמה: הירח (עמוד: 143).
גופים מפיקי אור: גופים שהם מקורות אור, לדוגמה: השמש. (עמוד: 134).
דם: מרכיב שנמצא בכלי הדם. מורכב מנוזל הדם (פלסמת הדם) ומתאי דם (עמודים: 97-98).
הדדיות: סוג של קשר קיום. קשר שבו יש תועלת לכל היצורים החיים השותפים בו (עמודים: 262-263).
החזרת אור: תופעה שבה אור שפוגע בגוף משנה את מסלולו וחוזר (עמוד: 143).
החזרת גלי קול (הד): תופעה שבה גלי קול חוזרים בעקבות פגיעה בגופים מוצקים בסביבה (עמוד: 185).
הכחדה: תהליך שבו נעלמו מינים של יצורים חיים מהטבע. מיני יצורים אלה כבר לא קיימים (עמוד: 273).
המרת אנרגיה: הפיכת אנרגיה מסוג אחד לאנרגיה מסוג אחר - סוג האנרגיה משתנה. לדוגמה: בדוד שמש מומרת אנרגיית אור לחום (עמודים: 14-16).
התאמה לתפקוד: תכונות של הגוף המותאמות לתפקוד. לדוגמה: ריבוי עצמות בכף היד (תכונות) מאפשר לבצע מגוון רחב של תנועות עדינות (תפקוד) (עמודים: 84-90, 235).
התאמות לסביבה: תכונות של מבנה גוף והתנהגויות של יצורים חיים (בעלי חיים וצמחים) המאפשרות להם להתקיים בסביבה שבה הם חיים (עמודים: 241-244).
התקדמות האור: התקדמות האור ממקום למקום. האור מתקדם בקווים ישרים (עמודים: 136-137).
התפשטות הקול: התקדמות הקול במרחב (עמודים: 181-183).
חשבון חשמל: התשלום לחברת החשמל עבור צריכת החשמל. התשלום נקבע על פי קריאת מונה החשמל (עמודים: 75-76).
טריפה: סוג של קשר קיום. קשר הזנה שבו בעל חיים אחד ניזון מיצור אחר (עמודים: 258-259).
טסיות דם: שברי תאים שבשעת פגיעה בכלי דם, משתתפים ביצירת קרישי דם שחוסמים את הפתח בכלי הדם שנפגע, וכך הדימום נעצר (עמוד: 98).
*297*
טפילות: סוג של קשר קיום. קשר שבו קיומו של יצור חי אחד (הטפיל) תלוי ביצור חי אחר (פונדקאי) וגורם לו נזק. הטפיל חי על גופו או בתוך גופו של הפונדקאי (עמודים: 264-265).
יצרן: כינוי למרכיב בשרשרת מזון (או במארג מזון) המייצר חומרי מזון בעזרת אנרגיית האור. הצמחים הם יצרנים (עמודים: 258-259).
כלי דם: כלל צינורות הדם בגוף (עורקים, ורידים, נימים) (עמודים: 94-96).
לב: איבר במערכת הדם. פועל כמשאבה ומזרים דם בחלקי המערכת לכל חלקי הגוף. כשהלב מתרפה הוא מתמלא בדם וכאשר הוא מתכווץ, נדחף הדם לכל חלקי הגוף (עמודים: 90-92).
מארג מזון: ייצוג של קשרי הזנה מסועפים בין יצורים חיים. הקשרים המסועפים נובעים מכך שבעלי חיים ניזונים לרוב מיותר ממקור מזון אחד. מארג מזון בנוי לרוב מכמה שרשרות מזון מצטלבות (עמודים: 260-261).
מגוון מינים: כל מיני היצורים החיים המתקיימים בסביבה מסוימת (עמודים: 227-230).
מונה חשמל: מתקן למדידת כמות האנרגיה החשמלית שאותה צרכו הצרכנים. על סמך קריאת המונה, שולחת חברת החשמל חשבון חשמל לצרכנים (עמוד: 75).
מחולל חשמל: אמצעי טכנולוגי שבאמצעותו מפיקים אנרגיה חשמלית מאנרגיית תנועה (תנועה יחסית של מגנט בתוך סליל של חוטים מוליכים). מחולל הוא מקור חשמל. דוגמאות למחוללי חשמל (גנרטור, דינמו) (עמודים: 55-58).
מעבר אנרגיה: מעבר אנרגיה מגוף לגוף - סוג האנרגיה אינו משתנה. לדוגמה: כוס הזכוכית מתחממת כאשר מוזגים לתוכה מים חמים: חלק מהחום עבר מהמים לזכוכית. (עמודים: 14-16).
מערכת הדם בגוף: מערכת בגוף שכוללת את כלי הדם, הדם ואת הלב. המערכת מובילה חומרים ותאים ממקום למקום בגוף (עמוד: 84).
מערכת העצבים: מערכת בגוף שכוללת מוח, חוט שדרה ורשת של סיבי עצבים. מערכת העצבים היא מערכת התקשורת שמבקרת ומתאמת בין מערכות הגוף (עמוד: 115).
מערכת טכנולוגית: מוצר טכנולוגי שבנוי מרכיבים שפועלים בתיאום לביצוע פעולת המערכת (עמודים: 28-30).
מקור אור (מפיקי אור): גוף מפיק אור שממנו מופץ האור לסביבה (עמוד: 134).
מקורות אור טבעיים: אור שקיים בטבע ואשר לא נוצר על ידי האדם. לדוגמה: השמש (עמודים: 134-135).
מקורות אור מלאכותיים: אמצעים טכנולוגיים להפקת אור (אמצעי תאורה) לדוגמה: נורת שולחן (עמודים: 134-135).
מקורות אנרגיה: גופים או אמצעים שמהם האדם מפיק אנרגיה, לדוגמה: פחם, נפט, מים זורמים, רוח, שמש (עמודים: 20-21,17).
מקורות אנרגיה מתחדשים: מקורות אנרגיה שאפשר להשתמש בהם ללא הגבלה. הם אינם מתכלים (אוזלים) בעקבות השימוש בהם. לדוגמה: שמש, רוח ומים זורמים (עמודים: 18-21).
מקורות אנרגיה מתכלים: מקורות אנרגיה שכמותם בטבע סופית. הם מתכלים (אוזלים) בעקבות השימוש בהם. לדוגמה: חומרי דלק: נפט גולמי, פחם אבן, גז טבעי (עמודים: 18-21).
מראה: גוף חלק המחזיר אור בצורה מסודרת (לא מפוזרת). במראה משתקפות דמויות (עמוד: 144).
מרכיבי סביבה חיים: יצורים חיים (צמחים, בעלי חיים, בני אדם, חיידקים ופטריות) (עמודים: 217, 255).
מרכיבי סביבה שאינם חיים: מרכיבים שאינם יצורים חיים, לדוגמה: אור, טמפרטורה, קרקע, אוויר, מים וכדומה (עמודים: 217, 255).
סביבות חיים: מכלול הרכיבים החיים והלא חיים בסביבה שבה מתקיימים יצורים. לדוגמה: יער, חורש, חוף ים, ים, אגם, מדבר ועוד (עמוד: 278).
עדשה (בעין): רכיב שקוף וגמיש בחלק הפנימי של העין, הנמצא מאחורי הקשתית ותפקידו לרכז את קרני האור (עמוד: 161).
עדשה (מוצר טכנולוגי): גוף שקוף שנראה בדרך כלל ככדור פחוס צר בקצותיו וקמור או קעור במרכז. עדשה קמורה למשל נקראת גם מגדלת (עמודים: 152-153).
עוצמת הקול: מאפיין של קול הנע מקול חלש ועד קול חזק. את עוצמת הקול מודדים ביחידות המכונות דציבל (עמוד: 179).
עיבוד מידע במוח: תהליך שבו המוח מפענח את המידע המגיע אליו לתחושות. המוח מגיב בהתאם למשמעות שהתקבלה בתהליכי עיבוד המידע (עמודים: 117-118).
עצב הראייה: העצב שמוליך את הדחפים העצביים שנוצרו מקליטת גירוי האור ברשתית אל אזור הראייה שבמוח (עמודים: 161, 163-164).
עצב השמע: העצב שמוליך את הדחפים העצביים מהאוזן הפנימית אל אזור השמיעה במוח (עמודים: 197-198).
ערך טבע מוגן: יצור חי או מרכיב סביבה שאינו חי, שהחוק אוסר לפגוע בו (עמוד: 284).
*298*
פלט בלתי רצוי: פלט שנוצר כתוצאה מפעולת המערכת הטכנולוגית ולא מעוניינים בו, כמו למשל אוויר ומים מזוהמים (עמוד: 39).
פלט רצוי: המטרה של המערכת הטכנולוגית. אנרגיה, חומר או מוצר (עמודים: 30-31).
נוזל הדם (פלסמת דם): הנוזל המרכיב את הדם. רובו מורכב ממים שבהם מומסים חומרים שונים. בתוכו נמצאים גם תאי הדם (עמוד: 97).
צבעי הקשת (ספקטרום): קשת הצבעים שמהם מורכב האור הלבן. הקשת מתגלה כאשר האור הלבן נשבר (עמודים: 154-155).
צריכת חשמל: כמות האנרגיה החשמלית שבה משתמשים (עמודים: 74-76).
צרכן (במערכת אקולוגית): כינוי למרכיב בשרשרת מזון (או במארג מזון) שאינו מסוגל לייצר בעצמו את חומרי המזון הדרושים לקיומו. קיומם של הצרכנים תלוי ביצרנים (צמחים) (עמודים: 259-260).
קול: סוג של גל אשר מתפשט באוויר (גז), בנוזל או במוצק. קול הוא סוג של אנרגיה (עמוד: 176).
קלט: כל אשר מוזן למערכת (אנרגיה, מידע, חומרים) ודרוש כדי שהמערכת תפעל ותשיג את מטרתה (עמוד: 31).
קרנית: רכיב בחלק הפנימי של העין. זו שכבה שקופה המכסה את הקשתית והאישון ומסייעת בריכוז קרני האור (עמודים: 159-161).
קשר קיום: קשרים שיש ליצורים חיים עם מרכיבי הסביבה (החיים ושאינם חיים). קיומם של היצורים מושפע ממרכיבים אלה והם משפעים עליהם (עמוד: 255).
קשתית: הרכיב הצבעוני של פנים העין המקיף את האישון. הקשתית מווסתת את כמות האור החודרת לעין. נוהגים לציין את צבע העיניים לפי צבע הקשתית (עמודים: 159-161).
רשתית: רכיב בחלק הפנימי האחורי של העין שבו נמצאים תאי חישה שקולטים את האור (עמודים: 159-161).
שבירת אור: שינוי הכיוון של קרני האור, המתרחש בגבול שבין חומר שקוף אחד לבין חומר שקוף אחר (עמוד: 151).
שמורת טבע: סביבה טבעית שהוכרזה כמקום מוגן. בשמורת טבע מגנים על הצמחים ועל בעלי החיים מפני פגיעה של בני אדם כמו ציד, קטיף, בנייה ועוד (עמוד: 284).
שרשרת מזון: ייצוג של קשרי הזנה בין יצורים חיים (מי ניזון ממי) (עמודים: 258-259).
תא סולרי: אמצעי טכנולוגי שבאמצעותו מפיקים אנרגיה חשמלית מאנרגיית אור. תא סולרי הוא מקור חשמל (עמודים: 53-54).
תאי דם אדומים: סוג של תאים שנמצאים בדם. אליהם נקשר החמצן שמגיע לנימים בריאות והם מעבירים אותו לתאי הגוף (עמוד: 97).
תאי דם לבנים: סוג של תאי דם שנמצאים בדם. הם נלחמים בגורמי מחלה כגון חיידקים או נגיפים שחדרו לגוף (עמוד: 97).
תאי החישה: סוג של תאים שקולטים גירויים מהסביבה החיצונית ומהסביבה הפנימית של הגוף. הגירוי הנקלט על ידי תאי החישה מתורגם לדחף עצבי שמגיע אל המוח. (עמוד: 117).
תגובה: פעולת השרירים והבלוטות בגוף בעקבות קבלת מידע ("פקודות") מתאי עצב של המוח (עמודים: 119-120).
תחנת חשמל הידרואלקטרית: סוג של תחנת חשמל שבה מנצלים את אנרגיית התנועה של המים להפקת אנרגיה חשמלית (עמודים: 62-63).
תחנת חשמל טורבינת רוח: תחנת חשמל שבה מנצלים את אנרגיית התנועה של הרוח להפקת אנרגיה חשמלית (עמודים: 60-61).
תחנת חשמל פחמית-קיטורית: סוג של תחנת חשמל שבה מנצלים קיטור לסיבוב הטורבינה כדי להפיק אנרגיה חשמלית (עמודים: 65-69).
תחרות: סוג של קשר קיום. קשר שבו קיימת תחרות בין יצורים חיים על השגת מרכיבי סביבה מוגבלים (עמודים: 266-267).
תרומת דם: דם המתקבל מאנשים כדי להציל אנשים אחרים הזקוקים לדם. הדם נשמר בבנק הדם (עמוד: 101).
סוף הספר