ספר זה נערך על ידי חברת Philosoft

מדע וטכנולוגיה

ספר התלמיד(ה)

כיתה ה

משאבי טבע מן הארץ

טכנולוגיה במחשבה תחילה

היקום ומערכת השמש

מבט אל תוך הגוף

הוצאת רמות - אוניברסיטת תל-אביב

ישראל 2016

עמודי דפוס 1-303

העתיקה: ענבל חורי

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.

במבט חדש היא סדרת לימוד במדע וטכנולוגיה לבית הספר היסודי שפותחה במרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי, אוניברסיטת תל-אביב. מטרת הסדרה המחודשת היא להקנות אוריינות מדעית וטכנולוגית הדרושה לאזרחי המאה ה-21. הסדרה המחודשת מותאמת לתוכנית הלימודים המעודכנת לימודי מדע וטכנולוגיה לבית הספר היסודי.

בסדרה שש יחידות לימוד - אחת לכל כיתה (מכיתה א ועד כיתה ו) שתורמות יחד להבניית תשתית מושגית מעמיקה במדע ובטכנולוגיה, מיומנויות חשיבה מסדר גבוה, תהליכי חקר ופתרון בעיות, ערכים והתנהגויות. בסדרה נעשה שימוש במגוון רחב של אסטרטגיות הוראה-למידה-הערכה, כגון: למידה התנסותית, למידה חוץ כיתתית, למידה שיתופית, למידה באמצעות פרויקטים, ולמידה בסביבה מתוקשבת. הסדרה מציעה קשת רחבה של כלי הערכה (מבחנים, משימות ביצוע. פרויקטים ועוד).

יחידת הלימוד מדע וטכנולוגיה לכיתה ה מתמקדת בעולמות התוכן הבאים בהקשר מדעי, טכנולוגי וחברתי: משאבי טבע - סלעים וקרקעות, עפרות מתכת ומלחים (השער "משאבי טבע מן הארץ"); חומרים מעשה ידי אדם ותהליך הייצור התעשייתי (השער "טכנולוגיה במחשבה תחילה"); חקר מבנה היקום ומערכת השמש (השער "היקום ומערכת השמש"); מערכת הנשימה ומערכת העיכול - מבנה ותפקוד (השער "מבט אל תוך הגוף").

תוכן העניינים

שער ראשון: משאבי טבע מן הארץ

*4*

פרק ראשון: משאבי טבע

*6*

פרק שני: סלעים וקרקעות

*18*

פרק שלישי: מתכות - רעיון מבריק

*42*

פרק רביעי: מלחים - לא רק לבישול

*82*

שער שני: טכנולוגיה במחשבה תחילה

*108*

פרק ראשון: חומרים מעשה ידי אדם

*110*

פרק שני: תהליך הייצור התעשייתי (הרחבה)

*136*

שער שלישי: היקום ומערכת השמש

*156*

פרק ראשון: מבנה היקום

*158*

פרק שני: האדם בחלל

*188*

בשער רביעי" מבט אל תוך הגוף

*216*

פרק ראשון: נושמים ללא הפסקה

*218*

פרק שני: מים - חומר לחיים

*244*

פרק שלישי: אוכלים בריא

*258*

ארגז כלים

*296*

מילון מושגים

*300*

1*

במבט חדש

מדע וטכנולוגיה לכיתה ה

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.

4*

שער ראשון: משאבי טבע מן הארץ

4*

פרק ראשון: משאבי טבע

פרק שני: סלעים וקרקעות

פרק שלישי: מתכות - רעיון מבריק

פרק רביעי: מלח - לא רק לבישול

5*

אוצרות מן הטבע

בשנת 1983 ירדו שלושה חוקרים בצוללת קטנה למעמקי האוקינוס. ככל שהעמיקו התמעט האור ועד מהרה השתררה סביבם חשיכה מוחלטת.

הצוללת שטה בתוך קניון עמוק ולפתע, בסופו של מצוק הקניון, קידם את פני החוקרים מראה מרהיב: מתוך קרקעית האוקינוס פרץ סילון חם של בוץ סמיך.

יותר מאוחר, אחרי שעלו מהמעמקים, בדקו החוקרים את דוגמאות הסלעים והבוץ שאספו מהקרקעית. מה שהתגלה, גרם להם התרגשות עצומה. דוגמאות הבוץ והסלעים הכילו שפע של מתכות מסוגים שונים, וביניהם: נחושת, אבץ, כסף ואפילו מעט זהב.

"איזה אוצר יקר גילינו", אמרו החוקרים בחיוך.

אילו אוצרות מן הטבע יש לנו וכיצד אנו מנצלים אותם? הייתכן שייגמרו יום אחד?

6*

פרק ראשון: משאבי טבע

6*

מה בסל?

השבוע ערכה משפחת ישראלי את הקניות הבאות:

ברזל: 700 ק"ג

נחושת: 25 ק"ג

עופרת: 5 ק"ג

גומי: 20 ק"ג

פלסטיק: 15 ק"ג

זכוכית: 30 ק"ג

בנזין: 30 ליטר

בן: איזו משפחה מוזרה היא זו, הזקוקה לחומרים אלה לחיי היומיום שלה?

בת: לשם מה היא זקוקה לכמות של 700 ק"ג ברזל או ל-20 ק''ג גומי? מה הם עושים עם החומרים האלה?

אילו שימושים אנחנו עושים בחומרים ומהו מקורם?

7*

בעקבות הלמידה - נדע...

- להסביר מהם משאבי טבע ומדוע הם חשובים לאדם.

- לתאר היכן נמצאים משאבי הטבע בכדור הארץ.

- להסביר את הקשר בין משאבי טבע לבין חומרים ומוצרים.

מושגים שנלמד

- משאבי טבע, משאבי טבע מן החי, משאבי טבע שאינם מן החי.

- מוצרים, חומרי גלם, עיבוד חומרים.

מיומנויות שנפעיל

- להפיק מידע מקטעי מידע ותרשימים.

- לקרוא, לנתח ולהציג מידע בתרשימים.

- למיין לקבוצות ולהסיק מסקנות.

- לבצע משימה בשיתוף פעולה.

8*

חומרים מן הטבע - לאן?

אנו משתמשים בחומרים מן הטבע למגוון רחב של שימושים הדרושים לתפקוד שלנו בחיי היומיום. אנו משתמשים בסלעים לבנייה, בקרקעות לגידול צמחים, בחול קוורץ ליצירת זכוכית, בנפט גולמי להפקת חומרי דלק ולהפקת חומרים פלסטיים, במלח בישול לתיבול המזון, בעפרות מתכת להפקת מתכות, במלח האשלג ובפוספטים לדישון ועוד.

מה משותף לחול קוורץ, לנפט גולמי, לעפרת המתכת ולמלחים?

משימה: מן החומר אל המוצר

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר מאילו חומרים עשויים מוצרים.

- לתאר מהו המקור של החומרים.

- להסביר מהם חומרים מעובדים.

- לתאר תהליכים של עיבוד חומרים בתרשימי זרימה ולהסיק מסקנות מהם.

- לבצע משימה בשיתוף פעולה ולהעריך אותה.

ציוד: מגוון מוצרים, כמו: ספל, מחברת, תכשיט, סכו"ם (סכין, כף ומזלג), שקית פלסטיק, טלפון נייד, צנצנת זכוכית ועוד

עבודת צוות:

הנחיות

1. התבוננו במוצרים שלפניכם ונסו לזהות מאילו חומרים הם עשויים. לפי מה ידעתם לזהות את החומרים שמהם עשויים המוצרים?

חוקרים מוצרים

9*

לפניכם ארבעה תרשימי זרימה.

עיינו בתרשימים ובמידעון מחומרים מן הטבע למוצרים וכתבו לכל תרשים:

א. שמות של מוצרים.

ב. שמות של חומרים מעובדים.

ג. שמות של חומרים מן הטבע.

ד. משפט שמתאר (בשני השלבים) את הקשר בין החומרים מן הטבע למוצר.

ה. הוסיפו כותרת מתאימה לכל טור בתרשימים.

מחומרים מן הטבע למוצרים

א.

חול וקוורץ - לאחר עיבוד מקבלים זכוכית - לאחר עיבוד מקבלים כלים מזכוכית כמו בקבוק נורה משקפיים ועוד.

ב.

נפט - לאחר עיבוד - מקבלים חומרים פלסטיים - לאחר עיבוד מקבלים כלים מפלסטיק כמו כסאות קופסאות ועוד.

ג.

עץ - לאחר עיבוד מקבלים לוחות עץ - לאחר עיבוד מקבלים רהיטים צעצועים ועוד.

ד.

עפרת נחושת - לאחר עיבוד מקבלים מטילי נחושת - לאחר עיבוד מקבלים צנורות ברזים קומקום ועוד.

מידעון: מחומרים מן הטבע למוצרים

בני האדם מנצלים חומרים מן הטבע (כגון: סלעים וקרקעות, נפט גולמי, אבני גיר, חול, חרסית, עפרת נחושת) להפקת חומרים. החומרים מן הטבע עוברים תחליפי עיבוד (כגון: ריסוק, טחינה, התכה, המסה, יציקה) שגורמים להם להשתנות. לחומרים אלה קוראים חומרים מעובדים. לחומרים שמקורם מן הטבע ושלא נעשה להם כל עיבוד קוראים חומרים טבעיים.

דוגמאות: זכוכית היא חומר מעובד שהופק מהחומר הטבעי קוורץ, פלסטיק הוא חומר מעובד שהופק מהחומר הטבעי נפט גולמי, נחושת הופקה מהחומר הטבעי עפרת נחושת. את החומרים המעובדים אפשר להמשיך ולעבד לקבלת מוצרים סופיים (לדוגמה: מנחושת אפשר להכין סירים, מזכוכית כוסות ומלוחות עץ כוננית ספרים).

10*

חשיבה ועבודת צוות:

3. כתבו דוגמאות לשיטות עיבוד שבאמצעותן משנים חומרים טבעיים לחומרים מעובדים.

4. בחרו מוצר אחד וחקרו אותו בעזרת השאלות הבאות:

א. לאיזו מטרה (או צורך) ייצרו את המוצר?

ב. מאילו חומרים עשוי המוצר? האם הבחירה בחומרים אלה להכנת המוצר נכונה?

ג. האם החומרים האלה הם חומרים מעובדים או חומרים טבעיים?

ד. באילו שיטות עיבוד השתמשו לעיבוד החומרים הטבעיים?

ה. תארו באמצעות תרשים (בשני השלבים) את הקשר בין המוצר שחקרתם למקור החומר שממנו ייצרו אותו.

ו. העריכו את עבודת הצוות שלכם:

- כיצד חילקתם תפקידים לביצוע המשימה?

- מה היה התפקיד של כל אחד / אחת בעבודת הצוות?

- מה הייתה התרומה של עבודת הצוות לביצוע המשימה?

משאבי טבע - מהם?

לכל מה שבני האדם לוקחים מן הטבע לצורך קיומם ולשיפור איכות חייהם קוראים משאבי טבע: יצורים חיים, חומרים מן הטבע ואנרגיה.

משאבי הטבע נמצאים במקומות שונים בכדור הארץ.

משאבי טבע נמצאים ביבשות. למשל, עפרות המתכת, יערות טבעיים, חיות בר, חומרי דלק (נפט גולמי, גז בישול ופחם), מלחים (מלח בישול, אשלג, פוספט) מים ועוד.

משאבי טבע נמצאים במקווי מים (אגמים, ימים, אוקינוסים). למשל, מים, מלחים, שדות נפט הנמצאים מתחת לקרקעית הים, עפרות מתכת (למשל, עפרת מנגן) הנמצאות בקרקעית הים ויצורים חיים (למשל, אצות, דגים) שחיים בים.

משאבי הטבע נמצאים באוויר. מרכיבים שונים של האוויר משמשים אותנו לצרכים שונים. למשל, החנקן משמש לייצור דשנים, ארגון וניאון לתאורה, פחמן דו-חמצני במצב צבירה מוצק לקירור (קרח יבש) ועוד.

אילו משאבי טבע האדם מנצל? מהי חשיבותם?

אילו השפעות יש לשימוש בהם על האדם, על החברה ועל הסביבה?

מילון:

חומר מעובד: חומר שעבר תהליכי שינוי על ידי האדם (צורה, גודל וכן בתכונות כמו צבע, מסיסות ועוד).

חומר טבעי: חומר שמקורו מן הטבע. החומר לא עבר תהליכי עיבוד.

11*

משימה: האדם ומשאבי הטבע

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להסביר מהם משאבי טבע ואיזו תועלת מפיק מהם האדם.

- להביא דוגמאות לשימושים במשאבי טבע (חיים ושאינם מן החי).

- להסביר את ההבדל בין משאב טבע מתחדש למשאב טבע מתכלה.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסוף כל חלק ועל שאלות הסיכום שבעמוד 14.

האדם ומשאבי הטבע

בני האדם מנצלים מים, אוויר, סלעים וקרקעות, צמחי בר, חיות בר, מקורות אנרגיה ועוד להשגת צורכי קיום חיוניים (כגון: מזון, אוויר, הגנה) ולהשגת צרכים לרווחת האדם (כגון: תחבורה, לימודים, תרבות ופנאי). כל אלה הם דוגמאות למשאבי הטבע. את משאבי הטבע מקובל לחלק לשתי קבוצות:

קבוצה א: משאבי מבע מן החי

בני האדם מנצלים לתועלתם יצורים חיים שאינם מבויתים (כגון: צמחי בר, חיות בר, פטריות ועוד) למטרות שונות: להפקת מזון (למשל, בשר ואיברי צמחים), להפקת אנרגיה (למשל, עצים או שומן של בעלי חיים), להפקת חומרים (למשל, עורות ללבוש, חטי פילים לכלים, עץ לנייר), להנאה (למשל, צמחים לנוי) ועוד. יצורים חיים שאינם מבויתים, שאותם מנצל האדם לסיפוק צרכיו, נקראים משאבי טבע מן החי. יצורים חיים מבוייתים (צמחים ובעלי חיים) שהאדם מגדל ומטפח לצרכיו אינם נחשבים לפי הגדרה זו למשאבי טבע.

-דגים בים הם משאב טבע

-עצים ביער טבעי הם משאב טבע

12*

יצורים חיים מתרבים (מעמידים צאצאים חדשים) - זהו מאפיין חיים.

הודות ליכולת של היצורים החיים להתרבות, משאבי הטבע מן החי נחשבים למשאבי טבע מתחדשים. אך אם בני האדם ינצלו את היצורים החיים שבטבע בקצב שגדול מהיכולת שלהם להתרבות, הם עלולים להיכחד ולהתכלות (להיגמר).

את משאבי הטבע מן החי נוהגים לחלק לשתי קבוצות:

משאבי טבע מצמחים: ביערות הטבעיים כורתים עצי בר ומשתמשים בהם לבניית בתים, להפקת אנרגיה ולייצור נייר; צמחי בר משמשים למרעה של בעלי חיים, מצמחי בר מפיקים תרופות (שכרון שחור, ערבה לבנה), תבלינים וחומרי צבע; משתמשים באצות הים למאכל וליצירת תרופות ודשנים, נופים ירוקים משמשים לנופש ולתיירות. משאבי טבע מצמחים הם משאבי טבע מתחדשים.

משאבי טבע מבעלי חיים: במרחבי הימים ספינות דיג דגות כמויות גדולות של דגים למאכל; במקומות שונים בעולם צדים חיות בר ומפיקים מזון מבשרן וכסות מעורן ומפרוותן. משאבי טבע מבעלי חיים הם משאבי טבע מתחדשים.

שאלות

- הסבירו בעזרת דוגמאות מהם משאבי טבע מן החי.

- מדוע משאבי הטבע מן החי (צמחים ובעלי חיים) נחשבים למשאבי טבע מתחדשים? מה עלול לגרום להתכלותם?

קבוצה ב: משאבי טבע שאינם מן החי

בני האדם לוקחים מן הטבע גם חומרים ומקורות אנרגיה שאינם מן החי (למשל, מים, אוויר, פחם, נפט גולמי, סלעים, קרקעות, מלחים) למגוון רחב של שימושים ומקורות אנרגיה אלה נקראים משאבי טבע שאינם מן החי.

ישנם משאבי טבע שאינם מן החי שכמותם בטבע סופית. לכן כמותם בטבע הולכת ופוחתת בעקבות שימוש מוגבר בהם. משאבי טבע אלה נקראים משאבי טבע מתכלים (למשל, פחם, נפט גולמי, עפרות מתכת). לעומתם ישנם משאבי טבע שאינם מן החי שאפשר להשתמש בהם ללא הגבלה. משאבי טבע אלה נקראים משאבי טבע מתחדשים (למשל, שמש, מים ורוח).

13*

את משאבי הטבע שאינם מן החי מנצלים כמקור לאנרגיה וכמקור לחומרים.

אנרגיה

בני האדם מנצלים מקורות אנרגיה. הם מנצלים את חום השמש לחימום מים בדודי שמש ולייבוש כביסה; הם מנצלים את אנרגיית הרוח להנעה של גלגלים; הם מנצלים את האנרגיה שבחומרי דלק להפקת חום, אור וחשמל.

חומרים

בני האדם מנצלים חומרים. הם חוצבים סלעי גיר ומייצרים מהם חומרים לבניין (למשל, מלט); כורים עפרות מתכת ומפיקים מהן מתכות; שואבים נפט ומפיקים ממנו אנרגיה וגם חומרים רבים (למשל, חומרים פלסטיים); מנצלים מי ים להפקת מי שתייה וגם מלח בישול; חוצבים סלעי פוספט ומפיקים מהם חומרי דישון לצמחים.

שאלות

ו. הסבירו בעזרת דוגמאות מהם משאבי טבע שאינם מן החי.

2. מהו ההבדל בין משאב טבע מתכלה לבין משאב טבע מתחדש?

3. כתבו דוגמה לתלות של בני האדם במשאב טבע שאינו מן החי. תארו את התלות במשאב הטבע הזה.

מקורות אנרגיה, חומרים מן הטבע, חיות בר וצמחי בר שהאדם תנצל לצרכיו - הם משאבי טבע.

בני האדם מנצלים משאבי טבע מן החי ומשאבי טבע שאינם מן החי לצרכים המגוונים שלהם.

מילון:

עפרת מתכת: סלע שניתן להפיק ממנו מתכת. עפרות המתכת הן משאבי טבע.

משאבי טבע:

-עפרת ברזל מכרה סגור

-רוח

-נפט גולמי

14*

שאלות סיכום

העזרו בקטעי המידע שבעמודים 10-13 וענו על השאלות הבאות:

1. את משאבי הטבע נוהגים למיין לקבוצות.

א. לאילו שתי קבוצות נוהגים למיין את משאבי הטבע?

שימו לב: קיימת יותר מאפשרות אחת למיון.

ב. הביאו מתוך קטעי המידע דוגמאות של משאבי טבע לכל אחת מקבוצות המיון.

ג. הוסיפו לכל קבוצה דוגמאות נוספות משלכם של משאבי טבע.

2. תארו את החשיבות שיש למשאבי הטבע משתי קבוצות המיון לאדם.

הסבירו בעזרת דוגמאות.

3. עיינו בתמונות הבאות, השיבו על השאלות ונמקו את תשובתכם.

א. האם פירות בר שאנחנו קוטפים ביער הם משאבי טבע?

ב. האם תפוחי עץ שקוטפים במטע הם משאבי טבע?

ג. האם דגים בים הם משאבי טבע?

ד. האם יערות טבעיים הם משאבי טבע?

ה. האם מתכת היא משאב טבע?

ו. האם אוויר הוא משאב טבע?

15*

היודעים אתם ש... (העשרה)

מאתרים משאבי טבע

מקצת ממשאבי הטבע בכדור הארץ אינם בהישג יד - הם חבויים עמוק בתוך סלעים ובקרקעות או במצולות הים. כיצד אפשר לאתר (לגלות) משאבי טבע על פני כדור הארץ?

הספרדים, כובשי אמריקה הדרומית, למדו "שיטה" זו לאיתור עפרות מתכת, מים, נפט ושאר משאבי טבע, ככל הנראה מן הילידים האינדיאנים. האמונה הייתה שמוט מתפצל, שצורתו כצורת האות y, רועד בחוזקה סמוך לסלעים עשירים במחצבים, במים או אפילו בנפט. זו הייתה אמונת שווא.

כיום יודעים שאמצעי איתור זה אינו מבוסס על ידע מדעי ואין כל קשר בין רעידת המוט למשאבים. מחפשי המשאבים באותם ימים הכירו סוגים רבים של סלעים והיו חדי עין ולעיתים בני מזל, וכך הצליחו למצוא משאבי טבע.

כיום: מאתרים מחצבים בעזרת לוין

כיום אפשר לאתר מחצבים בעזרת לוין. המכשירים המותקנים בלוין מסוגלים להבחין בין סלעים שיש בהם עפרות מתכת לבין סלעים שאין בהם עפרות מתכת. כאשר הלוין חולף מעל אזור עשיר בעפרות מתכת, מתקבל רישום מיוחד במכשירי מדידה שפעולתם מסתמכת על תכונות שונות של סלעים. מדענים יודעים לפענח את נתוני הרישום והתצלומים של פני השטח.

בן (אוחז במוט מתפצל): אני הולך לחפש מתכות...

בת: חבל על המאמץ שלך!

16*

בפרק זה למדנו ש...

- כל מה שבני אדם לוקחים מן הטבע (חומרים, אנרגיה ויצורים חיים) ומנצלים לתועלתם נקרא משאב טבע.

- משאבי טבע נמצאים במקווי מים, ביבשה ובאוויר.

- בני האדם משתמשים במשאבי טבע מן החי ובמשאבי טבע שאינם מן החי.

- בני האדם מנצלים את משאבי הטבע לסיפוק צורכי הקיום החיוניים שלהם ולרווחתם.

- חלק ממשאבי הטבע הם משאבים מתכלים וחלקם משאבים מתחדשים.

מיומנויות שהפעלנו...

- הפקנו מידע מקטעי מידע.

- ניתחנו מידע והצגנו בתרשימי זרימה.

- ערכנו מיון והסקנו מסקנות.

- עבדנו בשיתוף פעולה.

17*

במבט חוזר

לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

1. אילו מהמרכיבים הבאים הם משאב טבע: חום השמש, הרים, רוח, זבובים, דגי ים, פלסטיק, אוויר, חומרי בנייה, מפרצים טבעיים, אבטיח, מים. נמקו את תשובתכם.

2. מה הקשר בין מרכיבי הסביבה הרשומים בכל אחד מהסעיפים א-ד למושג משאב טבע? היעזרו במושגים: מוצר, חומר מן הטבע, חומר מעובד, משאבי טבע חיים, משאבי טבע שאינם מן החי.

א. מדרכות, גדרות, קירות ומרצפות.

ב. אצות ודגים בים.

ג. סלעי פוספט ועפרות מתכת.

ד. רוח, שמש, חומרי דלק.

3. היעזרו במקורות מידע ובדקו: אילו משאבי טבע יש בישראל והיכן הם נמצאים? באילו משאבים ישראל עשירה ואילו משאבי טבע מצויים בכמות מועטה?

4. מה היה קורה אילו לא היו קיימים משאבי הטבע הבאים:

א. אוויר

ב. נפט גולמי

ג. מים

ד. סלעים

5. בחרו מוצר שבו אתם משתמשים בחיי היומיום וחקרו אותו בחשיבה לאחור עד שתגיעו למשאב הטבע שאליו קשור המוצר. פעלו על פי ההנחיות הבאות:

א. זהו מאיזה חומר מעובד עשוי המוצר? (למשל: פלסטיק).

ב. מאיזה חומר הפיקו את החומר המעובד? (למשל: את הפלסטיק מפיקים מנפט גולמי).

ג. האם החומר הזה הוא משאב טבע? (למשל: כן, נפט גולמי הוא משאב טבע).

ד. במידה והחומר שגיליתם בסעיף ג איננו משאב טבע, המשיכו בחשיבה לאחור עד שתגיעו למשאב הטבע.

ה. האם משאב הטבע הזה הוא משאב טבע מתכלה או משאב טבע מתחדש?

ו. האם משאב הטבע הזה הוא משאב טבע חי (או אינו חי)?

ז. תארו בכתב או בתרשים את הקשר בין המוצר שבחרתם למשאב הטבע שגיליתם.

דוגמאות למוצרים: ספל, מחברת, תכשיט, סכו"ם, שקית פלסטיק, צנצנת זכוכית

18*

פרק שני: סלעים וקרקעות

18*

תארו לעצמכם שאתם יוצאים לטייל

ברכסי הכורכר שבמישור החוף.

אתם הולכים בערוץ הנחל

בוץ נדבק לנעליים שלכם.

עוד מעט אתם מגיעים לרכס.

אתם מטפסים על סלעי הכורכר

ומשקיפים משם על הנוף הנהדר.

אתם יורדים מהרכס אל דיונות החול

וממהרים לבנות ארמונות.

בתום המסע הזה אתם עומדים ומתפעלים:

"בטיול אחד קטן דרכנו על שלושה משאבי טבע שונים".

על אילו משאבי טבע מדובר?

היכן הם נמצאים בסביבה שלנו?

19*

בעקבות הלמידה - נדע...

- לאפיין סוגים שונים של סלעים וקרקעות על פי תכונותיהם.

- להשוות בין סוגים שונים של סלעים וקרקעות ולהסיק על הדומה ועל השונה ביניהם.

- לתאר שימושים במשאבי הטבע - סלעים וקרקעות.

- לתאר כיצד השימוש בסלעים ובקרקעות יכול להשפיע על הסביבה.

- להסביר כיצד אפשר להקטין את הפגיעה בסביבה שנגרמת בגלל שימוש בסלעים ובקרקעות.

מושגים שנלמד

- סוגי סלעים: גיר, בזלת, חרסית, גרניט, צור, כורכר.

- סוגי קרקעות: קרקע חולית, קרקע חרסיתית.

- תכונות סלעים : צבע, מבנה, קשיות, עיסתיות, תגובה לחומצה, חלחול.

- פגיעה בסביבה, שימוש חוזר, מיחזור.

מיומנויות שנפעיל

- לערוך תצפיות וניסויים.

- לעבד מידע מתוך טבלת השוואה ולהסיק מסקנות.

- להציג מידע בדרכים מגוונות (כרטיס אפיון, טבלת השוואה, כרזה, תרשים)

- לתאר קשרים בין רכיבים: סיבה - תוצאה.

20*

סלעים בסביבה

סלעים מרכיבים את השכבה המוצקה העליונה של כדור הארץ.

זו השכבה שעליה אנחנו דורכים, זו השכבה שעליה נמצאת הקרקע וזו השכבה הבונה את קרקעית הים.

סלעים הם משאב טבע חשוב לאדם. סלעים נמצאים בסביבה הטבעית ובסביבה המלאכותית. בסביבה הטבעית סלעים נמצאים בהר, בעמק, בחוף הים, באפיק הנחל ובמקומות נוספים. בסביבה המלאכותית סלעים נמצאים בגינת הנוי, במדרכה, בקירות הבתים, במדרגות, בגדרות, במטבח, בפסלים ובכלים, ויש אפילו תכשיטים שעשויים מסלעים.

האדם מנצל סוגי סלעים שונים למגוון רחב של שימושים. מדוע האדם מנצל

את משאב הטבע סלעים ואילו השלכות סביבתיות יש לכך?

משימה: מגלים סלעים בסביבה

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר היכן יש סלעים בסביבה ולאפיין את תכונותיהם.

- לנסח שאלות על סלעים.

עבודת צוות

הנחיות

ציוד: שקיות, מגדלת, כפפות

1. אספו דוגמאות שונות של סלעים (אבנים) בסביבה.

2. בחרו שלושה סלעים (אבנים) ובדקו את תכונותיהם: צבע, מרקם, צורה, ועוד.

3. בחרו דוגמה אחת מכל סוג של סלעים וצלמו.

4. כתבו: היכן מצאתם כל סוג של סלע?

5. אל תשכחו להחזיר את הסלעים לסביבה.

6. נסחו שאלות על מה שמעניין אתכם לדעת על סלעים.

"ונשמרתם מאוד לנפשותיכם" (דברים, פרק ד, פסוק ט"ו).

בטיחות!

אין להפוך אבנים או לדחוף ידיים מתח לאבן מחשש להכשות או לעקיצות של בעלי חיים. אין לגעת בצמחים רעילים.

21*

תכונות של סלעים

משאב הטבע סלעים כולל סוגים שונים של סלעים. לדוגמה: גרניט, כורכר, גיר,

חרסית, צור, בזלת. סלעים אלה שונים אלה מאלה בתכונותיהם, בדרך שבה הם נוצרו בטבע וכן בשימושים שעושים בהם.

כיצד אפשר לזהות את סוגי הסלעים?

משימה: כיצד נזהה סלעים?

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לזהות תכונות סלעים: צבע, מבנה, קשיות, עיסתיות ותגובה לחומצה.

- לזהות ולהגדיר סוגי סלעים כגון: גרניט, כורכר, גיר, חרסית, צור, בזלת.

- לערוך השוואה בין סלעים ולהסיק על הדומה ועל השונה ביניהם.

- להציג מידע בכרטיס אפיון.

ציוד וחומרים: סוגי סלעים (ממוספרים), מגש, מים, מגדלת או בינוקולר,

מסמר, משקפי מגן, כפפות, לימון

למשימה שלושה חלקים:

חלק א: מזהים סלעים בעזרת תכונותיהם (עמודים 21-25)

חלק ב: מזהים את שמות סוגי הסלעים (עמוד 26)

חלק ג: מסיקים על הדומה והשונה בין סוגי הסלעים (עמוד 27)

עבודת צוות

חלק א: מזהים סלעים בעזרת תכונותיהם

ו. על המגש שלפניכם מונחים סוגים שונים של סלעים. את הסלעים תזהו באמצעות בדיקה של חמש תכונות: צבע, מבנה, קשיות, תגובה לחומצה (לימון) ועיסתיות. ההנחיות לבדיקות מופיעות בעמודים 22-25.

2. הכינו במחברת או בקובץ מחשב כרטיסי אפיון לכל סלע (ראו דוגמה).

3. רשמו בכרטיסים את התכונות שזיהיתם בכל סלע.

עבודת צוות

כרטיס אפיון

22*

בדיקה 1: צבע

קראו את המידעון ובצעו את הבדיקה.

מידעון: צבע

לסלעים יש צבעים שונים: יש סלעים כהים (חומים-שחורים); כגון סלעי בזלת וסלעי צור; יש סלעים אדמדמים, כגון אבן חול; ויש סלעים לבנים, כגון סלעי גיר. שימו לב - לא תמיד הצבע עוזר לנו לזהות סלעים.

ישנם סוגי סלעים בעלי צבע דומה. למשל, לסלע בזלת ולסלע צור יש צבע שחור. לכן קשה להבחין ביניהם רק בעזרת הצבע.

לפעמים אותו סוג של סלע יכול להופיע בצבעים שונים. למשל, סלע גיר יכול להופיע בצבע לבן, בצבע צהבהב, ולפעמים גם בצבע ורוד.

בדיקה

1. התבוננו בסלעים. איזה צבע יש לכל סלע?

2. רשמו במקום המתאים בכרטיסי האפיון את הצבע של כל סלע.

3. קראו את המידעון והשיבו: האם צבע היא תכונה שאפשר להיעזר בה תמיד לזיהוי סלעים? נמקו את תשובתכם.

בדיקה 2: מבנה

ציוד: מגדלת או בינוקולר (סוג של מיקרוסקופ) קראו את המידעון ובצעו את הבדיקה.

מידעון: מבנה הסלע

סלעים נבדלים זה מזה בתכונה שנקראת מבנה.

את התכונה הזו אפשר לגלות בעזרת מישוש והתבוננות בסלע בעזרת מגדלת.

- מבנה גרגירי: סלעים אלה מורכבים מגרגירים שהתלכדו זה לזה. לדוגמה, כורכר.

- מבנה גבישי: סלעים אלה מורכבים מחלקיקים של מוצקים שמאורגנים במבנה הנדסי מסודר שחוזר על עצמו. לדוגמה, גרניט, גיר ובזלת.

בדיקה

1. מששו את הסלעים. התבוננו בהם בעזרת מגדלת או בינוקולר ובדקו בכל סלע:

א. האם הסלע מורכב מגרגירים (אפשר לפורר אותו)?

ב. האם הסלע בנוי מגבישים?

2. רשמו במקום המתאים בכרטיסי האפיון את המבנה של כל סוג סלע.

23*

בדיקה 3: קשיות

קראו את המידעון ובצעו את הבדיקה.

ציוד: מסמר ברזל

מידעון: קשיות

לתכונה המתארת באיזו מידה אפשר לחרוץ את החומר קוראים קשיות. חומר קשה חורץ חומר רך. חומר רך נמרח על חומר קשה (ואינו חורץ אותו).

כיצד בודקים קשיות של סלעים?

א. חריצה נעזרת ציפורן: מנסים לחרוץ את הסלע בעזרת הציפורן. אם הסלע נחרץ, מסיקים: הסלע אינו קשה (רך).

לדוגמה, סלע חרסית.

חריצה בעזרת מסמר ברזל: אם הסלע לא נחרץ בעזרת ציפורן, מנסים לחרוץ אותו בעזרת מסמר.

- אם הסלע נחרץ בעזרת מסמר, מסיקים: הסלע קשה. לדוגמה, סלע גיר.

- אם הסלע לא נחרץ בעזרת מסמר, מסיקים: הסלע קשה מאוד. לדוגמה, סלע צור.

בדיקה

1. נסו לחרוץ כל אחד מהסלעים בעזרת הציפורן.

אילו סלעים הצלחתם לחרוץ?

2. נסו לחרוץ בעזרת מסמר את הסלעים שלא הצלחתם לחרוץ בעזרת הציפורן.

א. אילו סלעים הצלחתם לחרוץ?

ב. אילו סלעים לא הצלחתם לחרוץ?

3. הסיקו לגבי כל סלע אם הוא רך, קשה או קשה מאוד.

4. רשמו את מידת הקשיות של כל סלע בכרטיסי האפיון.

בודקים קשיות

24*

בדיקה 4: תגובה לחומצה

קראו את המידעון ובצעו את הבדיקה.

ציוד: מיץ לימון טבעי בבקבוקון, כפפות

מידעון: תגובה לחומצה

סלעים נבדלים זה מזה גם בתגובה שלהם לחומצה (מיץ לימון). יש סוגי סלעים שתוססים (פולטים פחמן דו-חמצני) בתגובה לחומצה מהולה. לדוגמה, סלע גיר. את התגובה של סלעים לחומצה נבדוק בעזרת מיץ לימון.

בטיחות!

זהירות!!! את הבדיקה יש לערוך רק בנוכחות מבוגרים.

בדיקה

1. נקו את פני השטח של כל הסלעים בנשיפה קלה.

2. טפטפו טיפות אחדות של לימון על גבי כל סלע.

3. אילו סלעים תוססים (בלימון)?

4. הסיקו לגבי כל סלע אם הוא מגיב לחומצה.

5. רשמו בכרטיסי האפיון של הסלעים אילו סוגי סלעים מגיבים לחומצה (מיץ לימון).

בודקים תגובה לחומצה בעזרת מיץ לימון

אל הרשת

בודקים תכונות של סלעים

1. היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.

2. בחרו בכיתה ה.

3. בחרו בנושא כדור הארץ והיקום או בנושא חומרים - תכונות ושימושים.

4. בצעו את הפעילות בודקים תכונות של סלעים.

25*

בדיקה 5: עיסתיות

קראו את המידעון ובצעו את הבדיקה.

ציוד: כוס עם מים

מידעון: עיסתיות

לתכונה שבה מקבלים עיסה בעקבות הרטבה של חומר במים קוראים עיסתיות. העיסה היא תערובת צמיגה (כמו בצק). סלעים נבדלים זה מזה בתכונת העיסתיות. אם מרטיבים סלע במים והסלע נהפך לעיסה כמו בצק, אנו מסיקים שיש לסלע תכונה הנקראת עיסתיות.

קל לזהות סלע עיסתי: אפשר ללוש אותו כמו בצק, ואפשר ליצור ולעצב ממנו צורות שונות. חרסית היא דוגמה לסלע שאם מרטיבים אותו במים, הוא נעשה עיסתי.

בדיקה

1. הכניסו דוגמה מכל סלע לתוך כוס עם מים.

2. כעבור חמש דקות הוציאו את הסלעים מהמים.

3. נסו למעוך וללוש כל סלע בין אצבעותיכם.

4. אילו סלעים הצלחתם ללוש כמו בצק?

5. הסיקו לגבי כל סלע אם הוא עיסתי.

6. רשמו את התכונה שגיליתם בכרטיסי האפיון של הסלעים.

מילון:

עיסה: כמו בצק.

בודקים עיסתיות

26*

חלק ב: מזהים את שמות סוגי הסלעים

1. קראו את המידעון סוגי סלעים וזהו את שמות הסלעים בעזרת התכונות שרשמתם בכרטיס האפיון של כל סלע.

שימו לב: לכל סוג של סלע יש מכלול של תכונות שמאפיינות אותו.

2. התאימו ורשמו את השם של כל סלע בכרטיס האפיון המתאים.

מידעון: סוגי סלעים

גרניט

גרניט הוא סלע צבעוני. הוא מצוי בסביבה בצבעים שונים: ורוד, אפור ולבנבן. לגרניט יש מבנה גבישי. זהו סלע קשה מאוד. בארץ מוצאים גרניט באזור אילת.

בזלת

בזלת הוא סלע כהה (חום-שחור), יש לו מבנה גבישי.

זהו סלע קשה מאוד. בארץ מוצאים בזלת בעיקר במקומות שבהם היו בעבר הרי געש, כגון רמת הגולן, הגליל המזרחי ומכתש רמון.

גיר

גיר הוא סלע בהיר (לבן-אפור) לרוב. הוא תוסס בחומצה. זהו סלע בעל מבנה גבישי. בארץ מוצאים גיר במקומות שונים - למשל, בגליל, בכרמל, בהרי יהודה ושומרון ובנגב.

חרסית

לחרסית יש צבעים שונים: ירקרק, לבן ואדמדם. החרסית מורכבת מגרגירים זעירים מאוד. החרסית היא סלע רך מאוד. כאשר מרטיבים חרסית במים, מקבלים עיסה. בארץ מוצאים חרסית מקומות שונים - למשל, בגליל, בכרמל, בהרי יהודה ושומרון ובנגב.

כורכר

הכורכר הוא סלע צהבהב בעל מבנה גרגירי. הכורכר מורכב מגרגירים של חול קוורץ שהתלכדו באמצעות החומר גיר. אפשר לפורר את הכורכר לגרגירים של חול קוורץ. כאשר מטפטפים חומצה על כורכר, הגיר שבכורכר תוסס ורואים בועות.

בארץ מוצאים כורכר במישור החוף, לאורך הים התיכון.

צור

צור הוא סלע כהה (חום-שחור). יש גם סוגי צור בהירים. הצור הוא סלע קשה מאוד. בארץ מוצאים צור בגליל, בכרמל, בהרי יהודה ובנגב.

27*

חלק ג: הדומה והשונה בין סוגי הסלעים

באילו תכונות דומים סוגי הסלעים שזיהיתם ובאילו תכונות הם שונים?

1. שרטטו טבלת השוואה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה). היעזרו בכרטיסי האפיון של הסלעים שהכנתם בחלק א של המשימה והשלימו בטבלה את התכונות של סוגי הסלעים שחקרתם.

טבלת השוואה: תכונות סוגי הסלעים

תכונות,  סלע 1,  סלע 2,  סלע 3,  סלע 4 (רשות)

חשיבה:

2. השוו בין הסלעים:

א. מה דומה בין הסלעים? לדוגמה:

- לאילו סלעים יש צבע דומה?

- אילו סלעים דומים במבנה?

ב. במה שונים הסלעים אלה מאלה? רשמו לפחות שתי תכונות.

ג. הסיקו מסקנה: מה למדתם מההשוואה שערכתם?

3. לאחר שאפיינתם סלעים ולמדתם לזהות אותם בשמותיהם, כתבו מהו סוג הסלע הנפוץ באזור מגוריכם.

חושבים ועושים טכנולוגיה

משתמשים בסלעים

1. אם הייתם רוצים לרצף את הבית, באיזה סוג סלע הייתם בוחרים? נמקו.

2. אם הייתם רוצים לצפות את קירות הבית, באיזה סוג סלע הייתם בוחרים? נמקו.

3. אם הייתם רוצים להכין משטח עבודה במטבח, באיזה סוג סלע הייתם בוחרים? נמקו.

28*

קרקעות בסביבה

הקרקע שמתחת לרגלנו היא משאב טבע. הקרקע היא משאב טבע חיוני ביותר לבני האדם (וגם ליצורים חיים אחרים).

כמעט בכל מקום - בסביבה הטבעית ובסביבה המלאכותית - מוצאים קרקע. בסביבה הטבעית יש קרקעות בהר, בעמק, במישור, בחוף הים, באפיק הנחל וכדומה. בסביבה המלאכותית מוצאים קרקעות: בגינת הנוי, במטעים, בפרדסים, בשדות חיטה ועוד.

מדוע האדם מנצל את משאב הטבע קרקע ואילו השלכות סביבתיות יש לכך?

משימה: ממה מורכבת הקרקע?

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לערוך תצפית ולאפיין את מרכיבי הקרקע.

- להשוות בין קרקעות ולהסיק על הדומה והשונה ביניהן.

- לנסח שאלות.

- להעלות השערות ולהציע דרכים לבדיקתן.

חלק א: אוספים קרקעות

ציוד: שקיות, כפות לחפירה ולאיסוף, מגדלת, כפפות

הנחיות

1. אספו שלוש דוגמאות קרקע ממקומות שונים בסביבה הקרובה (גינה, צידי דרכים, שדה בר, מטע). ציינו מאין אספתם את הקרקעות.

2. נסחו שאלות חקר שמעניינות אתכם אודות קרקעות.

השתמשו במילות שאלה, כגון: מתי? היכן? מה הקשר? במה דומות? במה שונות? מהי ההשפעה...?

בטיחות!

יש להקפיד על שיער אסוף במהלך ההתנסות.

חלק ב: מאפיינים קרקעות

ציוד: מגש, סוגים של קרקעות, צלוחיות, מגדלת, מים, כפפות, מחברת, כלי כתיבה

הנחיות

1. הניחו לפניכם שלוש צלוחיות. שימו בכל צלוחית כף אחת מסוג אחד של קרקע. רישמו על הצלוחית את שם הקרקע.

קרקע חרסיתית רטובה

קרקע חרסיתית יבשה

קרקע חולית

29*

2. ערכו תצפית בדוגמאות הקרקע שאספתם ותארו את התכונות של כל סוג קרקע (ראו הנחיות בהמשך).

3. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב ורשמו בה (ראו דוגמה) את התכונות שגיליתם של כל אחד מסוגי הקרקע.

הנחיות

א. תארו את הצבע של הקרקע.

ב. שערו: האם לדעתכם יש אוויר בקרקע?

העלו רעיונות לבדיקת ההשערות ובידקו אותן.

ג. שערו: האם לדעתכם יש מים בקרקע?

העלו רעיונות לבדיקת ההשערות ובידקו אותן.

ד. מששו את הקרקע ופוררו אותה באצבעות שלכם. מה קבלתם?

האם אתם חשים בגרגירים? רשמו מה גיליתם?

ה. חפשו שרידים של צמחים בקרקע. חפשו זרעים, שרידים של שורשים, שרידי עלים וגבעולים. רשמו מה מצאתם.

ו. חפשו שרידים של בעלי חיים בקרקע. חפשו שרידי נוצות, שברי קונכיות, חלקי עצמות ועוד. רשמו מה מצאתם.

ז. מה עוד גיליתם בקרקע?

טבלת השוואה: תכונות של קרקעות

תכונות,  קרקע א מקום האיסוף,  קרקע ב מקום האיסוף,  קרקע ג מקום האיסוף

3. עיינו במידע שארגנתם בטבלה, השוו בין הקרקעות והשיבו:

א. במה דומות הקרקעות זו לזו? במה שונות הקרקעות זו מזו?

ב. תארו ממה הקרקע מורכבת (היעזרו במידעון "מהי קרקע?" שבעמוד הבא).

חושבים מדע וטכנולוגיה

1. באילו דרכים השתמשתם כדי לאפיין את הקרקעות?

2. באילו חושים נעזרתם כדי לאפיין קרקעות?

3. באילו אמצעים טכנולוגיים נעזרתם?

30*

מידעון: מהי קרקע?

קרקע מורכבת בעיקר מגרגירים. המקור של הגרגירים הוא מסלעים שעברו תהליכי בליה. בתהליך הבליה סלעים נשברים, משתנים ומתפוררים, עד שהם נהפכים לגרגירים קטנים. גרגירים אלה הם המרכיב העיקרי של הקרקע. נוסף על הגרגירים יש בקרקע מים ואוויר, שרידים של צמחים, כגון שורשים ועלים ושרידים של בעלי חיים, כגון חיפושיות, נמלים וקונכיות.

היודעים אתם ש...

קרקעות וסלעים - אוצר החיים

קרקעות וסלעים נחוצים לקיומם של צמחים. הצמחים נאחזים בהם בעזרת השורשים שלהם, וקולטים מהם מים, אוויר וחומרים אחרים הדרושים לקיומם.

קרקעות וסלעים נחוצים גם לקיומם של בעלי חיים. קרקעות וסלעים הם סביבת החיים של בעלי חיים רבים - שלשולים, נמלים, חולדים, נחשים, עקרבים ועוד מינים רבים של בעלי חיים.

קרקעות וסלעים נחוצים גם לקיומנו. אנו, בני האדם, מנצלים קרקעות וסלעים לגידול צמחים ובעלי חיים המשמשים לנו למזון. מקרקעות וסלעים אנו מפיקים חומרים חשובים לתעשייה ולבנייה. למשל, חומרי בניה, חומרי דישון, מתכות ועוד.

דיון:

מדוע הקרקע מכונה אוצר החיים?

קרקע - אוצר החיים

31*

סוגים של קרקעות

מקובל למיין את הקרקעות לפי גודל הגרגירים לשני סוגים: קרקע חרסיתית וקרקע חולית.

אילו תכונות נוספות מאפיינות את הקרקעות האלה?

בטיחות! יש להקפיד על שיער אסוף במהלך ההתנסות.

משימה: מגלים תכונות של קרקע חולית וקרקע חרסיתית

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לערוך תצפית ולתאר תכונות של קרקע חולית ושל קרקע חרסיתית.

- להשוות בין קרקע חולית לבין קרקע חרסיתית ולתאר את ההבדלים ביניהן.

- לערוך תצפיות וניסוי, לאסוף נתונים ולהסיק מסקנות.

ציוד: קרקע חרסיתית יבשה, קרקע חולית יבשה, נייר לבן, כפית, מים, שתי צלוחיות שקופות, שני משפכים, שתי משורות (100 סמ"ק), נייר סינון, מגדלת, כפפות

במשימה הבאה שלושה חלקים:

חלק א: מראה וגודל גרגיר (עמוד 31)

חלק ב: עיסתיות (עמוד 31)

חלק ג: חלחול (עמוד 32)

עבודת צוות

חלק א: מראה וגודל גרגיר

תצפית

1. התבוננו בקרקע החולית ובקרקע החרסיתית. תארו את הצבע של כל סוג קרקע.

2. הניחו כמות קטנה מכל סוג קרקע על צלוחית שקופה נפרדת. התבוננו בקרקע בעזרת מגדלת.

א. באיזו קרקע רואים גרגירים נפרדים (שאינם דבוקים זה לזה)?

ב. באיזו קרקע רואים תלכידים של גרגירים (גרגירים דבוקים זה לזה)?

ג. איזו קרקע מורכבת מגרגירים זעירים (קטנים ביותר)?

חלק ב: עיסתיות

תצפית

1. שערו: איזו קרקע נהפכת לעיסה כאשר מרטיבים אותה במים?

2. הרטיבו כל סוג קרקע במעט מים.

3. איזה סוג קרקע הפך לעיסתי (כמו בצק)?

4. הסיקו: לאיזה סוג קרקע יש תכונה של עיסתיות?

32*

חלק ג: חלחול

ניסוי

1. שערו: באיזה סוג קרקע המים יחלחלו מהר יותר, בקרקע חולית או בקרקע חרסיתית? על מה אתם מבססים את ההשערה?

2. קחו שתי משורות. הניחו בפתח של כל משורה משפך.

שני המשפכים צריכים להיות שווים בצורה ובנפח הקיבול שלהם.

3. רפדו את הדופן של כל משפך בנייר סינון.

4. הכניסו שתי כפות של קרקע חרסיתית כתושה למשפך אחד, ולמשפך

האחר הכניסו שתי כפות של קרקע חולית. הקפידו על כמות שווה של קרקעות.

5. שפכו 50 סמ"ק מים על פני הקרקע שבכל משפך.

6. צפו במתרחש במשך שלוש דקות. שימו לב מה קורה למים.

7. תוצאה: כמה מים נאספו בכל אחת מהמשורות?

8. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) והשלימו בה את תוצאות הניסוי.

תוצאות הניסוי: חלחול מים בקרקע חולית ובקרקע חרסיתית

שאלות,  קרקע חולית,  קרקע חרסיתית

כמה מים שפכנו למשפך?,  50 סמ"ק,  50 סמ"ק

9. חשבו כמה מים נשארו בכל קרקע ורשמו את התוצאה בטבלה.

10. השוו בין התוצאות והסיקו מסקנה: באיזה סוג קרקע המים חלחלו מהר יותר?

11. השוו את התוצאות והמסקנות שקיבלתם לתוצאות ולמסקנות שקיבלו

קבוצות אחרות. מה גיליתם בעקבות ההשוואה?

12. מה ניתן ללמוד מן התוצאות של הניסוי?

33*

חושבים מדע

1. מה הייתה מטרת ניסוי החלחול?

2. מה היו הגורמים הקבועים בניסוי?

3. מדוע חשוב להקפיד שגורמים אלה יהיו קבועים?

4. מה היה הגורם השונה בניסוי?

5. מה היו התוצאות של הניסוי?

6. מדוע חשוב להשוות את התוצאות שלכם עם התוצאות של קבוצות אחרות?

7. מהי מסקנת הניסוי (מה אפשר ללמוד מהתוצאות)?

משימה: סוגים של קרקעות

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר תכונות של קרקע חולית ושל קרקע חרסיתית.

- להשוות בין שני סוגי הקרקעות ולהסיק מסקנות על הדומה ועל השונה ביניהן.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.

סוגים של קרקעות

קרקע חרסיתית

בוץ שנדבק לסוליות נעליים הוא דוגמה לקרקע חרסיתית.

קרקע כזו נמצאת, למשל, באפיקי נחלים. קרקע חרסיתית מורכבת מגרגירים של החומר חרסית.

גרגירי החרסית זעירים ביותר, ואפשר לראותם רק באמצעות מיקרוסקופ. כאשר יורד גשם על קרקע חרסיתית, החרסית סופחת מים ונהפכת לעיסה כמו בצק. בקרקע חרסיתית רטובה המים מחלחלים לאט מאוד.

דוגמאות לקרקעות חרסיתיות:

קרקע בזלת (נוצרת על סלע בזלת), טרה-רוסה (נוצרת על גבי סלעי גיר ודולומיט), רנדזינה (נוצרת על גבי סלע קרטון), לס (נמצאת בנגב).

34*

קרקע חולית

חול הוא דוגמה לקרקע חולית.

קרקע חולית בארץ מורכבת בעיקר מגרגירים של החומר קוורץ. כאשר יורד גשם על קרקע חולית, המים מחלחלים מהר בין גרגירי החול. בניגוד לקרקע חרסיתית, חול אינו סופח מים ואינו יוצר עיסה. לכן אפשר לדרוך על חול רטוב מבלי לשקוע בו.

דוגמאות לקרקעות חוליות: חמרה, חולות בנגב

שאלות

1. מאיזה חומר מורכבת קרקע חרסיתית?

אילו תכונות יש לקרקע חרסיתית?

2. מאיזה חומר מורכבת קרקע חולית בארץ?

אילו תכונות יש לקרקע חולית?

3. השוו בין קרקע חולית לקרקע חרסיתית.

מטרת ההשוואה להשיב על השאלה:

במה דומות הקרקעות ובמה הן שונות?

הנחיות

א. מה יהיו הקריטריונים להשוואה?

ב. שרטטו טבלת השוואה במחברת או בקובץ מחשב

ג. השלימו את הנתונים על כל סוג קרקע בטבלה.

ד. ערכו השוואה: במה דומות הקרקעות ובמה הן שונות?

ה. הסיקו מסקנה: מה למדתם מההשוואה?

ו. חברו כותרת מתאימה לטבלה.

אל הרשת

ניסוי קרקעות

1. היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.

2. היכנסו לכיתה ה.

4. בצעו את הפעילויות.

35*

משתמשים בסלעים ובקרקעות

משימה: משתמשים בסלעים ובקרקעות ומשפיעים על הסביבה

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר שימושים בסלעים ובקרקעות.

- לתאר את הפגיעה בסלעים ובקרקעות ואת הדרכים להקטנת הפגיעה.

- לתאר קשרי סיבה - תוצאה בהקשר לפגיעה בסלעים ובקרקעות.

קראו את קטע המידע הבא, השיבו על השאלות שבסוף כל פסקה ובצעו את משימת הסיכום שבעמודים 37-38.

משתמשים בסלעים ובקרקעות ומשפיעים על הסביבה

משתמשים בסלעים ובקרקעות

לסלעים יש מגוון רחב של שימושים. מסוגים שונים של סלעים חוצבים אבנים לבנייה (למשל: אבני בזלת, אבני גיר, אבני גרניט), מייצרים לבנים, מרצפות ומשטחים המשמשים אותנו לבנייה של בתים, גשרים וכבישים. מסלעים גם מפיקים חומרים דוגמת מתכות, דשנים (למשל: פוספט), גבס ומלט.

השימוש העיקרי בקרקעות הוא לגידול צמחים (למשל: למאכל, לרהיטים, לתרופות ועוד). בקרקע חרסיתית משתמשים לייצור כלי קרמיקה ומלט. מסלעי חול קווארץ מכינים זכוכית.

שאלות

1. אילו שימושים עושים בסלעים? הוסיפו דוגמאות משלכם.

2. אילו שימושים עושים בקרקעות? הוסיפו דוגמאות משלכם.

36*

פוגעים בסביבה ופועלים להקטנת הפגיעה

השימוש בסלעים ובקרקעות פוגע בסביבה.

סלעים

את הסלעים חוצבים במחצבות. כתוצאה מכך "פוצעים" את הנוף ומכערים אותו, נוצר אבק רב המזהם את הסביבה ופוגע בבריאות, ונוצר רעש חזק המפריע לתושבים. החציבה פוגעת גם בבעלי החיים ובצמחים בכך שהיא הורסת את סביבות החיים שלהם. אפשר להקטין את הפגיעה של המחצבות בסביבה בפעולות כגון:

- לשתול צמחים במקומות שבהם חצבו את הסלעים.

- לגרוס את הסלעים במתקנים סגורים כדי למנוע אבק ורעש.

- לחוקק חוקים למניעת הפגיעה בסביבה.

קרקעות

עיבוד הקרקע על ידי החקלאים גורם לשינוי תכונותיה. קרקע שמיועדת לגידולי צמחים עוברת הכשרה: חריש, השקיה והוספה של חומרי דישון הדרושים להתפתחות הצמחים. את הצמחים מרססים בחומרי הדברה נגד מזיקים. חומרי ההדברה וחומרי הדישון נועדו לעזור לחקלאים, אך השימוש בהם עלול לזהם את הקרקע ובכך לפגוע ביצורים האחרים המתקיימים בה. אפשר להקטין את הפגיעה בקרקע בפעולות כגון:

- להשתמש בחומרי דישון בכמות שמותאמת לסוג הצמח ולכמות הדשנים הדרושה לו לגדילה ולהתפתחות.

- להשתמש בהדברה ביולוגית במקום בחומרי הדברה.

בהדברה ביולוגית נעזרים בבעלי חיים הטורפים את בעלי החיים שמזיקים לגידולים. למשל, להכניס תנשמות לשדה חיטה כדי לטרוף את העכברים שניזונים מהחיטה.

- לחוקק חוקים למניעת הפגיעה בסביבה.

מילון:

חומרי הדברה: חומרים הקוטלים יצורים חיים שמזיקים לאדם.

חומר דישון: חומרים שמוסיפים לקרקע על מנת לשפר את האיכות והכמות של היבול.

מחצבה: מקום שחוצבים בו סלעים תחת כיפת השמיים. לרוב, החומרים משמשים לבנייה.

37*

שאלות

1. מהם שני הרעיונות המרכזיים בקטע המידע - סלעים?

2. לכל אחת מההצעות להקטנת הפגיעה בסביבה כתוצאה מחציבה, כתבו: כיצד תושפע הסביבה אם ההצעה תתקיים?

3. מהם שני הרעיונות המרכזיים בקטע המידע - קרקעות?

4. לכל אחת מההצעות להקטנת הפגיעה בסביבה כתוצאה משימוש בחומרי דישון ובחומרי הדברה, כתבו: כיצד תושפע הסביבה אם ההצעה תתקיים?

משימת סיכום

1. בקטע המידע מתוארים הגורמים לפגיעה בסביבה בגלל השימוש בסלעים ובקרקעות והפתרונות להקטנת הפגיעה.

א. הכינו תרשים במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה).

ב. כתבו במלבן האמצעי תוצאות של הפגיעה בקרקעות או בסלעים.

ג. כתבו במלבן הימני את הגורמים / הסיבות המתאימות לכל פגיעה.

ד. כתבו שלושה משפטים המתארים את קשרי סיבה-תוצאה המוצגים בתרשים.

דוגמה: הוספת חומרי דישון לקרקע (סיבה) גורמת לזיהום קרקע ופגיעה ביצורים חיים (תוצאה).

ה. לכל סוג פגיעה שמתואר בתרשים כתבו בטור השמאלי רעיונות לפתרונות אפשריים.

סיבות לפגיעה - תוצאות: פגיעה בסביבה - פתרונות אפשריים

דוגמה: הוספת חומרי דישון לקרקע - זיהום קרקע ופגיעה ביצורים חיים - הדברה ביולוגית

ו. כתבו כותרת מתאימה לתרשים.

38*

- אז מה נעשה? נפסיק לגדל צמחים?

- האם נפסיק לחצוב סלעים?

עבודת צוות

2. קראו את קטע המידע וענו על המשימה.

מספר האנשים בעולם הולך וגדל מיום ליום. גם כמות הצמחים שאנו אוכלים ומספר הבתים שאנו בונים הולכים וגדלים מיום ליום. חציבת סלעים לבניית בתים עלולה לפגוע בסביבה. גידול צמחים לשימושים שלנו עלול לגרום לזיהום הקרקע. האם בגלל זה נפסיק לחצוב סלעים לבנייה ונפסיק לגדל צמחים?

מה אתם חושבים? מה דעתכם על מה שקראתם?

כדי להשיב על השאלה פעלו לפי ההנחיות הבאות:

א. הסתדרו בקבוצות. בחרו את אחד הנושאים הבאים לדיון:

- בעד או נגד חציבת סלעים לבנייה.

- בעד או נגד גידול צמחים לשימושי האדם.

ב. היעזרו במה שלמדתם ובמקורות מידע נוספים וכתבו נימוקים שתומכים בדיעה שלכם.

ג. הציגו בכיתה את הדיעה המנומקת שלכם.

היודעים אתם ש...

אנחנו פוגעים בקרקע בדרכים נוספות: אם שופכים על הקרקע מזהמים, דוגמת מי ביוב ונפט, הם מחלחלים לתוכה ומזהמים אותה וגם את מי התהום שמתחתיה. אם כורתים עצים ומשאירים קרקע חשופה, היא עלולה להישטף בקלות על ידי הגשם, ואז ללא קרקע עצים חדשים לא יוכלו להתפתח.

39*

בפרק זה למדנו ש...

השלימו את המושגים החסרים במשפטים הבאים:

- סלעים וקרקעות נמצאים בסביבה טבעית ובסביבה מלאכותית.

- לסלעים ולקרקעות שונים יש תכונות שונות.

- מבדילים בין סוגי סלעים באמצעות תכונות כגון צבע, קשיות, מבנה הסלע, עיסתיות ותגובה לחומצה.

- שימוש בסלעים ובקרקעות עלול לגרום לפגיעה בסביבה.

מיומנויות שהפעלנו...

- ערכנו תצפית.

- ערכנו ניסויים.

- השווינו תוצאות והסקנו מסקנות.

- אירגנו מידע בכרטיס אפיון, בטבלת השוואה, בתרשים.

- תיארנו קשרי סיבה-תוצאה.

40*

במבט חוזר

לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

השיבו על השאלות.

1. גלו את התכונה:

א. התכונה מתארת שאפשר ללוש את החומר כמו בצק כאשר מרטיבים אותו. מהי התכונה?

ב. התכונה מתארת עד כמה אפשר לחרוץ את החומר בעזרת ציפורן או מסמר. מהי התכונה?

ג. התכונה מתארת אם הסלע גרגירי או גבישי. מהי התכונה?

2. בסיור ברמת הגולן מצאו הילדים סלע שחור. בבדיקות שערכו הילדים לסלע הם מצאו כי הסלע קשה מאוד ואינו מגיב לחומצה.

איזה סלע מצאו הילדים?

3. ביום שלאחר הגשם יצאו הילדים לטייל. בבוקר הם טיילו לאורך חוף הים ואספו קרקע. אחר הצהריים הם טיילו בהרי ירושלים והלכו לאורך אפיק הנחל. גם שם הם אספו קרקע.

שאלות

א. איזו קרקע אספו הילדים בחוף הים?

איזו קרקע הם אספו באפיק הנחל?

ב. היכן נדבקה קרקע לנעליים של הילדים - על חוף הים או באפיק הנחל? הסבירו את תשובתכם.

ג. הילדים יצרו כדורים משני סוגי הקרקע: מהקרקע שאספו בחוף הים ומהקרקע שאספו באפיק הנחל.

מה יקרה לכל כדור אם הם ינסו לשחק בו בעזרת מחבט?

הסבירו את תשובתכם

41*

4. אם תפתרו את התשבץ, תגלו בטור המסומן מה משותף לחול, לחרסית ולסלעים.

הגדרות

א. כאשר מרטיבים אותה במים, היא נהפכת לעיסה. (חמש אותיות)

ב. המים מחלחלים דרכו בקלות. (שלוש אותיות)

ד. סלע שנפוץ בסביבת אילת. (חמש אותיות)

ה. מרכיב בקרקע. (חמש אותיות)

ו. מכשיר המגביר את יכולתנו להתבונן בפרטים קטנים. (חמש אותיות)

5. סלעים חשובים מאוד לבני האדם. את הסלעים חוצבים במחצבות. אבל כאשר חוצבים סלעים, פוגעים בסביבה.

א. האם כדאי להפסיק לחצוב סלעים כדי למנוע את הפגיעה בסביבה? כתבו מה דעתכם.

ב. כתבו הצעות כיצד אפשר להמשיך לחצוב סלעים מבלי לפגוע בסביבה.

6. לפניכם רשימה של פעולות שפוגעות בקרקע. האם לדעתכם צריך להפסיק לעשות את הפעולות האלה? הסבירו את תשובתכם.

א. לכרות עצים?

ב. לרסס שדות?

ג. לדשן שדות?

42*

פרק שלישי: מתכות - רעיון מבריק

42*

הבהלה לזהב

בשנת 1848 גילה אדם בשם מרשל עקבות של זהב באפיק של נהר במדינה הנידחת קליפורניה שבארצות הברית.

השמועה על גילוי הזהב התפשטה במהירות בכל רחבי ארצות הברית. אנשים רבים נהרו לקליפורניה לחפש אחר המתכת היקרה, תופעה שנקראה הבהלה לזהב.

כתוצאה מגילוי הזהב, גדלה אוכלוסיית קליפורניה פי ארבעה בתוך עשר שנים. ערים חדשות צצו במקומות שבהם הוקמו אוהליהם של מחפשי הזהב ויישובים חקלאיים התפתחו כדי לספק את הדרישות של האוכלוסייה שגדלה. הוקמה מסילת ברזל שחיברה את קליפורניה לשאר מדינות ארצות הברית. כך הפכה קליפורניה ממדינה נידחת למדינה מפותחת ומודרנית.

אילו מתכות נוספות "מסתתרות" בסלעים שמתחת לרגלינו?

43*

מתכות

- לתאר אילו חומרים שייכים לקבוצת המתכות ומה משותף להם.

- לתאר את תכונות המתכות וניצולן לייצור מוצרים.

- להסביר כיצד מפיקים מתכת מעפרת מתכת.

- לתאר שיטות לעיבוד מתכות (הרחבה).

- להסביר כיצד צריכת מתכות עלולה לפגוע באיכות הסביבה.

- להציע פתרונות להקטנת הפגיעה בסביבה.

מושגים שנלמד

- מתכות, עפרת מתכת, תכונות של מתכות.

- תנור היתוך, טמפרטורת התכה, התכה / התמצקות.

- הפקת מתכות: כרייה, חציבה, צריפה.

- עיבוד מתכות: יציקה, עיבוד שבבי; עירגול, ריקוע.

- מיחזור, זיהום סביבה; הידלדלות, התכלות.

מיומנויות שנפעיל

- לערוך ניסויים ותצפיות.

- לבודד משתנים בתכנון ניסוי.

- לעבד מידע: השוואה ומיון על פי תכונות.

- לארגן ולהציג מידע בטבלאות, בכרטיסי אפיון ובתרשימים.

- לבצע תהליכי עיבוד של מתכות בדרכים שונות.

- לעבוד בשיתוף פעולה.

44*

מתכות: תכונות ושימושים

בשנת 2007 נחצבו בעולם יותר מ-2030 מיליון טונות עפרת ברזל. לו היינו מעמיסים כמות עצומה זו על משאיות ענקיות, שכל אחת מהן יכולה לשאת 218 טונות, בטור ארוך אחת אחרי השנייה ניתן היה להקיף את קו המשווה של כדור הארץ כעשר פעמים. לאן מגיעה הכמות העצומה של המתכות שנחצבת מדי שנה ושנה?

אם נביט סביבנו נגלה שחומרים אלה, המתכות, הם מרכיב חשוב בסביבה שלנו.

בת: בשבילי, כל הדברים האלה הם ברזלים

בן: באמת?... גם השעון שלך ושלי?

אילו תכונות יש למתכות שמאפשרות לעשות בהן מגוון של שימושים?

- השלד של הבניינים עשוי ברזל

- התכשיטים עשויים כסף וזהב

- כנפי המטוסים עשויות אלומיניום

- כבלי החשמל עשויים נחושת

45*

תכונות המתכות

המתכות הן מרכיב חשוב בסביבה הטכנולוגית שבה אנו חיים.

אילו תכונות יש למתכות?

כיצד אנחנו מנצלים את התכונות של המתכות לצרכים שלנו?

משימה: אילו תכונות מאפיינות את המתכות?

חוקרים ומגלים

בעקבות הלמידה - נדע...

- לאפיין בעזרת ניסויים ותצפיות תכונות של מתכות.

- להסיק מסקנות מתוך טבלת השוואה על התכונות המשותפות של המתכות.

חלק א: היכן יש בסביבה מתכות?

הנחיות

1. התבוננו בסביבה שבה אתם נמצאים ואתרו מוצרים שעשויים ממתכות.

2. לפי מה ידעתם לזהות מוצרים שעשויים ממתכת?

3. נסו לזהות מאיזה סוג מתכת עשוי כל מוצר? לדוגמה: פמוטי הנרות עשויים מהמתכת כסף.

4. דמיינו וכתבו: כיצד היו נראים החיים שלכם ללא מוצרי המתכת?

חלק ב: מה משותף למתכות?

ציוד: מוטות וחוטים של מתכות: ברזל, נחושת, בדיל (נטול עופרת), אלומיניום, נייר לטש, מגבת נייר, כפפות, מרכיבים של מעגל חשמלי (נורה, סוללה, חוטים מוליכי חשמל), כוס מים חמים בטמפרטורה של לא יותר מ-30 מעלות צלזיוס, פטיש, סדן

הנחיות

1. עליכם לזהות תכונות של ארבע מתכות שונות לפחות.

2. בעמודים 46-49 מופיעות הנחיות לביצוע עשר בדיקות לארבעה סוגי מתכות: ברזל, נחושת, בדיל ואלומיניום.

3. חלקו ביניכם תפקידים לביצוע הבדיקות השונות: מי מבצע/ת את הבדיקה? מי מתעד/ת את הנתונים בטבלה? מי מארגן/ת את הציוד? ועוד.

4. הכינו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה בעמוד הבא) וכתבו בה את תוצאות הבדיקות.

5. שימו לב למבנה הטבלה ולאופן השימוש בה: מה כותבים בכל טור? מה כותבים בכל שורה? כיצד שולפים את הנתונים מהטבלה?

מהי מטרת הטבלה?

46*

טבלה לארגון מידע: תכונות סוגי מתכות

תכונות,  ברזל,  נחושת,  בדיל,  אלומיניום

מהלך הבדיקות

1. בידקו את התכונות של הברזל, הנחושת, הבדיל, והאלומיניום על פי ההנחיות הבאות:

א. מצב צבירה. מהו מצב הצבירה של כל סוג מתכת: מוצק, נוזל או גז?

ב. צבע. איזה צבע יש לכל סוג מתכת?

כדי לגלות את צבע המתכת שייפו בעזרת נייר לטש את קצה המוט, ואחר כך נגבו אותו במגבת נייר.

בת: מדוע צריך לערוך בדיקות בכמה סוגי מתכות ולא להסתפק בבדיקה של סוג אחד של מתכת?

47*

ג. ברק. האם המתכת מבריקה?

בעקבות השיוף של קצה המוט תוכלו לדעת.

ד. צליל. איזה צליל שומעים כאשר מפילים מוט מתכתי על הרצפה?

- הניחו למוט המתכת ליפול על הרצפה. (לא לזרוק!).

- תארו את הצליל: עמום / חד.

ה. ניתנת לכיפוף. נסו לכופף חוט מתכת. האם המתכת ניתנת לכיפוף?

האם, אחרי הכיפוף, החוט חוזר לצורתו?

ו. כובד (כבד / קל). איזו מתכת קלה יותר?

- הניחו על כף יד אחת מוט בדיל ועל כף יד שנייה מוט ברזל. על פי התחושה, איזה מוט "קל" יותר?

שימו לב: על המוטות להיות באותו הגודל (קוטר הבסיס והאורך).

- באופן דומה המשיכו להשוות בין המוטות השונים לפי תחושת ה"כובד". סדרו את מוטות הבדיל, הנחושת, הברזל והאלומיניום מן ה"קל" ביותר ועד ל"כבד" ביותר.

ז. ניתנת לריקוע. האם אפשר לשנות צורה של מתכת כאשר מפעילים עליה לחץ? (ריקוע).

- הניחו את חוט המתכת על משטח קשה (סדן) והקישו עליו בפטיש. לפעולה זו קוראים ריקוע.

- מה קרה לחוט המתכת? הסיקו: האם מתכות ניתנות לריקוע?

48*

ח. מוליכות חשמל. האם המתכת מוליכה חשמל?

- הרכיבו מעגל חשמלי כמתואר בתמונה.

- שלבו את מוט המתכת במקום המתאים במעגל.

האם הנורה מאירה?

- הסיקו: האם מוט המתכת שבדקתם מוליך חשמל?

- חזרו על הבדיקה עם כל סוגי המתכת שלפניכם. מה גיליתם?

בטיחות!

אין להתחבר לרשת החשמל של הבית כדי לבצע את הבדיקה.

בטיחות!

זהירות מים חמים (30 מעלות צלזיוס)!!!

ט. מוליכות חום. האם המתכת מוליכה חום?

- הניחו מוטות שונים של מתכת בכוס מים חמים.

- כעבור דקה, געו בקצה הבולט של כל אחד מהמוטות.

- מה הרגשתם?

- הסיקו: האם מתכות מוליכות חום?

49*

י. מגנטיות. האם המתכת נמשכת למגנט?

- קרבו את המגנט למתכות שונות.

- אילו מתכות נמשכו למגנט?

חשיבה

מסקנות

2. עיינו בתוצאות הבדיקות שארגנתם בטבלה:

א. סמנו בטבלה את התכונות החוזרות אצל רוב המתכות.

ב. הסיקו מסקנה: מה משותף לכל סוגי המתכות שבדקתם?

חשיבה

חושבים מדע

1. מדוע חשוב היה לערוך את הבדיקה בסוגי מתכת שונים?

2. אילו מבין התיאורים הבאים הם תוצאה של בדיקה מדעית? העתיקו אותם למחברת ונמקו את תשובתכם.

- המתכת זהב יפה יותר מהמתכת כסף.

- המתכת נחושת מוליכה חשמל.

- למתכת אלומיניום יש צבע יפה.

- המתכת ברזל מוליכה חום.

3. מדוע חשוב לעבוד בשיתוף פעולה (עבודה שיתופית) בעת ביצוע מגוון רחב של בדיקות?

50*

משימה: מנצלים תכונות משותפות של מתכות

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר את התכונות המשותפות של המתכות.

- להציע דוגמאות לקשר בין תכונות המתכות לשימושים שהאדם עושה בהן.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.

מנצלים תכונות משותפות של מתכות

למתכות תכונות אחדות משותפות: רובן מוצקות, מבריקות, ניתנות לכיפוף, חלקן הגדול ניתנות לריקוע (אינן שבירות ואינן מתפוררות). כאשר מקישים עליהן שומעים צליל מתכתי. המתכות ניתנות להתכה: הן נהפכות ממוצק לנוזל כאשר מחממים אותן לטמפרטורת ההתכה שלהן. למתכות מוליכות חום טובה וגם מוליכות חשמל טובה.

את המתכות מנצלים למגוון רחב של שימושים בגלל תכונותיהן: צליל להכנת כלי נגינה, ברק להכנת מראות, מוליכות חום להכנת סירים, מוליכות חשמל להפעלת מכשירי חשמל, ריקוע ליצירת לוחות מתכת דקים (פח) ועוד.

חשיבה

שאלות

1. לאוריה שלוש קעריות שנראות אותו דבר.

רק אחת מהן עשויה ממתכת.

כיצד יוכל אוריה להבדיל בין המתכות ולזהות את סוג המתכת?

2. הביאו דוגמאות נוספות לשימושים במתכות. לכל שימוש רשמו איזו תכונה של מתכות מנצלים. לדוגמה: לבניית סיר מנצלים את תכונת מוליכות החום של מתכות.

לביצוע המשימה היעזרו בתוצאות הבדיקה שארגנתם בטבלה תכונות סוגי המתכות (עמוד 46).

מילון:

טמפרטורת התכה: הטמפרטורה שבה מוצק הופך לנוזל.

51*

דומות - אך גם שונות

משימה: אם מתכות מוליכות חשמל באותה מידה?

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לתכנן ניסוי כהלכה כדי להשיב על שאלת חקר.

- להסיק מסקנה אודות הקשר בין סוג המתכת לבין מידת הולכת החשמל.

עבודת צוות:

תמר: זה ממש מוזר, הרי כל המתכות מוליכות חשמל.

מה זה משנה מאיזו מתכת מייצרים חוטי חשמל?

הדר: אולי נחושת מוליכה חשמל טוב יותר ממתכות אחרות?

חשיבה:

שאלת החקר

האם יש הבדל במידת הולכת החשמל של מתכות שונות?

מנסחים השערה

1. נסחו השערה לשאלת החקר.

2. על איזה ידע מבוססת ההשערה שלכם?

מנתחים תכנון ניסוי

קראו את תכנון הניסוי של הדר ותמר והשיבו על השאלה שבסופו:

הדר ותמר רצו לבדוק את ההשערה הבאה:

ייתכן שמתכות שונות מוליכות חשמל במידה שונה.

תמר הציעה להשוות תחילה רק שני סוגים של מתכות: נחושת וברזל.

תמר הביאה מהמעבדה מד זרם ואת שני חוטי החשמל שלפניכם:

חוט נחושת

חוט ברזל

הדר: תמר, את עושה השוואה "לא הוגנת".

תמר: מה פירוש "לא הוגנת"?

1. התבוננו באיור וכתבו מהי לדעתכם הטעות של תמר?

2. מה אתם מציעים לתמר לעשות כדי שתכנון הניסוי יהיה "הוגן" (מתוכנן כהלכה)?

3. מה היה לא "הוגן" (מתוכנן כהלכה) בבדיקה?

-המשימה עובדה על פי נאוה כהן, חוברת חשיבה במדע וטכנולוגיה, במבט חדש, הוצאת רמות, אוניברסיטת תל-אביב.

52*

מתכננים ניסוי כהלכה

תכננו ניסוי שמטרתו לבדוק את ההשערה:

הייתכן שמתכות מוליכות חשמל במידה שונה?

חשיבה

הנחיות

1. הקיפו: אילו מבין זוגות חוטי המתכת הבאים מתאימים לניסוי זה?

נמקו את תשובתכם.

זוג א:

- חוט כרום ניקל עבה וארוך

- חוט נחושת עבה וקצר

זוג ב:

- חוט כרום ניקל דק וארוך

- חוט נחושת דק וקצר

זוג ג:

- חוט כרום ניקל דק וקצר

- חוט נחושת עבה וארוך

זוג ד:

- חוט כרום ניקל דק וקצר

- חוט כרום ניקל דק וארוך

זוג ה:

- חוט כרום ניקל עבה וארוך

- חוט נחושת עבה וארוך

זוג ו:

- חוט כרום ניקל דק וקצר

- חוט נחושת דק וקצר

2. העתיקו את המשפטים הבאים למחברת או לקובץ מחשב והשלימו את המילים החסרות.

חושבים מדע

עורכים בידוד משתנים

כדי לבדוק האם רק סוג המתכת (הגורם המשפיע) משפיע על מידת הולכת החשמל של החוט (הגורם המושפע), חייבים להבטיח שבניסוי רק סוג המתכת יהיה שונה וכל יתר הגורמים יהיו קבועים. כלומר, אין שום גורם אחר שיכול להשפיע על מידת הולכת החשמל של החוט. לפעולת החשיבה הזו קוראים בידוד משתנים.

ילדה: כיצד עושים זאת?

53*

כיצד מתכננים ניסוי כהלכה?

- מנסחים השערה שאותה רוצים לבדוק באמצעות ניסוי.

- עורכים בידוד משתנים: כלומר, בוחרים רק גורם אחד שאת השפעתו רוצים לבדוק (סוג המתכת) ודואגים שבמהלך הבדיקה שאר הגורמים (עובי ואורך החוט) יישארו קבועים (יהיו זהים).

מבצעים ניסוי כהלכה

הנחיות

1. שרטטו במחברת טבלה לארגון תוצאות הניסוי (ראו דוגמה).

2. חברו חוט נחושת באורך 20 ס"מ ובעובי 1 מ"מ למעגל חשמלי ומדדו בעזרת מד הזרם את עוצמת הזרם החשמלי.

3. חברו חוט ברזל באורך 20 ס"מ ובעובי 1 מ"מ למעגל חשמלי ומדדו בעזרת מד הזרם את עוצמת הזרם החשמלי.

בטיחות!

1. יש לבצע את הבדיקה בסוללה בלבד.

2. יש להקפיד על שיער אסוף.

טבלה לארגון תוצאות הניסוי: השפעת סוג המתכת על מידת הולכת חשמל

סוג המתכת,  עובי החוט מ"מ,  אורך החוט ס"מ,  תוצאות: עוצמת הזרם החשמלי (יחידות אמפר)

4. השוו בין התוצאות והסיקו: האם המתכות מוליכות חשמל באותה מידה?

חושבים מדע

1. מה היה הגורם השונה בניסוי?

2. מה היו הגורמים הקבועים (שאינם משתנים) בניסוי?

3. מה הייתה תוצאת הניסוי?

4. האם אפשר להסיק מהניסוי שרק סוג המתכת הוא הגורם להבדל בעוצמת הזרם החשמלי? נמקו.

54*

הזמנה לחקר

1. נסחו שאלות חקר נוספות בנושא מוליכות חשמל של מתכות.

לדוגמה: מה הקשר בין עובי חוט המתכת לבין מידת הולכת החשמל?

2. נסחו השערות לשאלות החקר ובדקו אותן בעזרת ניסוי שתתכננו כהלכה.

משימה: מנצלים תכונות ייחודיות של מתכות

קוראים כותבים ומבינים

- לתאר תכונות ייחודיות של מתכות ואת ניצולן על ידי האדם.

- להציג בדרכים מגוונות (מצגת, תרשים) את הקשר בין המושג מתכת לבין סוגי המתכות.

- להפיק מידע מטבלה ולהסיק מסקנות.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמודים 55-56.

מנצלים תכונות ייחודיות של מתכות

המתכות דומות בתכונות רבות, אך הן גם שונות. הן קשות אך לא באותה מידה. הן ניתנות לריקוע אך לא באותה מידה, הן משמיעות צליל בהקשה אך לא את אותו הצליל.

הטבלה הבאה מציגה את ההבדלים בין המתכות בשתי תכונות:

מוליכות חשמל ומוליכות חום.

מידת מוליכות החום

כסף - טובה מאוד

נחושת

זהב

אלומיניום

ברזל

בדיל

עופרת - פחות טובה

מידת מוליכות החשמל

כסף - טובה מאוד

נחושת

זהב

אלומיניום

ברזל

בדיל

עופרת

כרום - פחות טובה

55*

האדם למד לנצל את התכונות הייחודיות של המתכות השונות לבניית

מוצרים. הנה דוגמאות אחדות:

- כדי לייצר מטוסים חשוב לבחור במתכת "קלה" וחזקה כמו האלומיניום.

כך נחסוך באנרגיה הדרושה כדי להתגבר על כוח המשיכה של כדור הארץ

ולהטיס את המטוס באוויר.

- כדי לייצר חוטי חשמל חשוב לבחור במתכת שהמוליכות החשמלית שלה

טובה מאוד. מבין המתכות, המוליכות החשמלית של המתכת כסף היא

הטובה ביותר. אבל המתכת כסף יקרה מאוד, לכן מעדיפים להשתמש

במתכת נחושת שהיא בעלת מוליכות חשמלית פחות טובה מזו של

המתכת כסף אך היא זולה יותר.

- כדי לייצר כבלי חשמל ארוכים במיוחד חשוב לבחור במתכת "קלה" ובעלת

מוליכות חשמלית טובה. לצורך זה משתמשים באלומיניום שהיא מתכת

קלה הרבה יותר מנחושת וזולה ממנה, אף שהמוליכות החשמלית שלה

פחות טובה מזו של נחושת.

חשיבה

שאלות

1. עיינו בטבלת מוליכות חום ומוליכות חשמלית (עמוד קודם) והשיבו:

א. איזו מתכת היא בעלת המוליכות החשמלית הטובה ביותר?

איזו מתכת היא בעלת המוליכות החשמלית הגרועה ביותר?

ב. איזו מתכת היא בעלת מוליכות החום הטובה ביותר?

איזו מתכת היא בעלת מוליכות החום הגרועה ביותר?

ג. על אילו מתכות תמליצו להכנת חוטי חשמל? הסבירו.

ד. על אילו מתכות תמליצו לייצור סירי בישול? הסבירו.

2. מדוע מעדיפים...

א. לייצר חוטי חשמל מנחושת ולא מכסף?

ב. לייצר כבלים של חשמל מאלומיניום ולא מנחושת?

ג. לייצר את גוף המטוס מהמתכת אלומיניום?

-כנף מטוס מאלומיניום

-חוטי חשמל מנחושת

56*

3. התרשים שלפניכם מציג את הקשר בין המושג מתכות לבין סוגי מתכות.

העתיקו את תבנית התרשים למחברת. תוכלו גם להשתמש בכלים דיגיטליים להכנת התרשים.

השיבו על השאלות הבאות:

א. מה מתאר המלבן העליון של התרשים?

ב. מה מתארים המלבנים שמתחתיו?

ג. השלימו את המידע החסר במלבן העליון ובמלבנים שמתחתיו.

ד. הוסיפו דוגמה נוספת במלבן השמאלי.

ה. היעזרו בתרשים ונמקו: האם כל מתכת היא ברזל?

האם ברזל הוא מתכת?

ו. לאילו מטרות יכול לשרת אותנו המידע שבתרשים?

ז. כיצד הצגת ידע בתרשים תורמת ללמידה?

תכונות ייחודיות של מתכות:

-נחושת קלה לריקוע

-ברזל נמשך למגנט

57*

חושבים ועושים טכנולוגיה

עושים תזמורת

כלי נגינה רבים כמו חליל צד, מצלתיים, חצוצרה, סקסופון עשויים ממתכות שונות בגלל תכונותיהן הייחודיות.

1. הכינו תזמורת של כלי הקשה עשויים ממתכות שונות. על התזמורת להכיל מגוון רחב של צלילים ככל האפשר. השיגו כלים ממתכת (כפות, מכסה של סיר ואפילו כלי נגינה).

2. בחרו את הדרך שבה תציבו את הכלים: מונחים על משטח כלשהו או תלויים.

שימו לב: ההבדלים בין הצלילים נובעים מגורמים כמו: סוג המתכת, עובי המתכת, צורת ההצבה של הכלי או שילוב של כמה גורמים.

3. באילו מתכות השתמשתם בכלים שלכם?

כיצד ידעתם לזהות את המתכות?

4. אילו תכונות של המתכות ניצלתם להכנת התזמורת?

5. חיקרו בעזרת מקורות מידע ברשת מאיזו מתכת מכינים חליל צד, חצוצרה, סקסופון או כל כלי נגינה מתכתי אחר. הסבירו מדוע נבחרה מתכת זו לייצור כלי הנגינה?

אוספים ומעבדים מידע

1. הקליקו במנוע חיפוש (לדוגמה בגוגל) מילות מפתח.

לדוגמה: כלי נגינה ממתכת, בניית כלי נגינה.

2. רישמו את שמות מקורות המידע שמצאתם מתאימים למטרה שלכם.

לכל מקור מידע רשמו: מי המחברים? מהי שנת הפרסום?

כיצד מוצג המידע?

3. אילו מקורות מידע נחשבים בעיניכם לטובים ביותר? נמקו מדוע.

4. היעזרו בשני מקורות מידע לפחות והשיבו על שאלה 5 (למעלה).

5. מה הייתה התרומה של כל אחד ממקורות המידע?

58*

מעפרת מתכת למתכת

בני האדם בכל העולם צורכים בכל שנה מיליוני טונות של מתכת שמהן מייצרים מוצרים רבים. מאין משיגים בני האדם את המתכות?

רוב סוגי המתכות נמצאות בטבע בסלעים.

סלע שמכיל מתכת נקרא עפרת מתכת.

בטיחות!

יש להקפיד על שיער אסוף במהלך ההתנסות.

משימה: מתכת ועפרת מתכת - מה ההבדל?

חוקרים ומגלים

- לאפיין את התכונות של עפרת המתכת.

- להשוות את התכונות של עפרת המתכת לתכונות המתכת ולהסיק מסקנה.

ציוד: עפרת ברזל, עפרת נחושת ועפרת אלומיניום; מוטות של המתכות ברזל, נחושת ואלומיניום; מרכיבי מעגל חשמלי (סוללה, נורה וחוטים מוליכי חשמל)

חלק א: מתבוננים ומשערים

הנחיות

לפניכם שלוש עפרות מתכת:

- עפרת ברזל - ממנה מפיקים ברזל.

- עפרת נחושת - ממנה מפיקים נחושת.

- עפרת אלומיניום - ממנה מפיקים אלומיניום.

התבוננו בעפרות המתכת ושערו:

האם לעפרות המתכת יש את אותן התכונות כמו התכונות של המתכות שהופקו מהן? הסבירו.

חלק ב: בודקים ומאפיינים

הנחיות

1. הכינו שלושה זוגות של עפרת מתכת ומתכת:

- עפרת ברזל ומוט ברזל

- עפרת נחושת ומוט נחושת

- עפרת אלומיניום ומוט אלומיניום

2. בכל זוג בידקו את התכונות הבאות: צבע, ברק, צליל מתכתי ומוליכות חשמלית.

בטיחות!

ו. יש לבצע את בדיקת המוליכות החשמלית בסוללה בלבד.

2. יש להקפיד על שיער אסוף.

- עפרת אלומיניום

- עפרת נחושת

-עפרת ברזל

59*

חלק ג: מארגנים תוצאות

שרטטו טבלה דומה (ראו דוגמה) וארגנו בה את תוצאות הבדיקות.

טבלת השוואה: תכונות של עפרות מתכת ומתכות

תכונות,  עפרת ברזל,  ברזל,  עפרת נחושת,  נחושת,  עפרת אלומיניום,  אלומיניום

חשיבה

חלק ד: מסיקים מסקנות

1. השוו בין התכונות של כל עפרת מתכת למתכת שהופקה ממנה.

האם התכונות של עפרות המתכות ושל המתכות שהופקו מהן דומות?

2. הסיקו מסקנה: מה למדתם מתוצאות הבדיקה?

חלק ה: מסכמים ומיישמים

ו. למי דומה יותר עפרת המתכת לסלע או למתכת? הסבירו.

2. מהו מקור השם עפרה ומדוע מכנים את עפרת המתכת בשם זה (היעזרו במילון)?

3. הסבירו מדוע אי אפשר לייצר:

א. חלקי מטוס מעפרת אלומיניום?

ב. מצלתיים מעפרת ברזל?

ג. חוט חשמל מעפרת נחושת?

ד. פעמון מעפרת מתכת?

ה. קומקום מעפרת נחושת?

60*

משימה: מן העפרה אל המתכת (הרחבה)

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר את תהליך הפקת מתכת מעפרת המתכת.

- להציג בתרשים את שלבי הפקת המתכת מעפרת המתכת.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.

מן העפרה אל המתכת

עפרות המתכת הן משאב טבע שממנו מפיקים מתכות. אחת השיטות הנפוצות ביותר להפקת מתכות נקראת צריפה. שיטה זו מבוססת על חימום העפרה בתנורי היתוך לטמפרטורה גבוהה מאוד. מהם השלבים העיקריים בשיטה?

- חוצבים את עפרות המתכת (סלעים) במכרה פתוח או במכרה סגור.

- טוחנים את גושי העפרה. מערבבים את העפרה הטחונה בחומרים מסוימים.

מקבלים תערובת.

- מכניסים את התערובת לתנור היתוך ומחממים לטמפרטורה גבוהה מאוד. המתכת נפרדת מיתר החומרים שבעפרה. מקבלים מתכת נוזלית (מותכת).

- יוצקים את המתכת הנוזלית החמה לתבניות. המתכת הנוזלית מתקררת ומתמצקת. מקבלים מתכת מוצקה.

- מפנים את החומרים הנותרים מתנור ההיתוך לאחר הפקת המתכת (חומרי פסולת). חומרים אלה נקראים סיגים.

תהליך צריפה בתנור היתוך קדום :

1. הכנסת התערובת לתנור וחימום

2. המתכת נפרדת מהעפרה

3. מתכת נוזלית

4. הוצאת הסיגים

איורים מביתן נחושתן, מוזיאון ארץ ישראל, רמת-אביב, תל-אביב.

שימו לב: מתכות רבות, כמו אלומיניום וטיטניום, לא שימשו את האדם בתקופות קדומות מפני שדרך ההפקה של מתכות אלו מעפרותיהן לא הייתה ידועה או שלא היו קיימים האמצעים הטכנולוגיים להפקתן (כגון: אנרגיה חשמלית ותנורים שהטמפרטורה בהם מגיעה לאלפי מעלות צלזיוס).

61*

שאלות

1. מהו משאב הטבע - עפרת המתכת או המתכת? הסבירו.

2. תארו בתרשים (ראו דוגמה) את שלבי ההפקה של מתכת בשיטת הצריפה.

שימו לב: במלבן רושמים תוצרים ומתחת לחיצים רושמים פעולה.

השתמשו במושגים: חימום, יציקה וקירור, מתכת נוזלית, מתכת מוצקה, עפרה טחונה, טחינה.

3. עיינו שוב בקטע המידע והשיבו: איזה תוצר נוסף מתקבל בסוף התהליך?

4. האם הוא תוצר רצוי? הסבירו.

5. הוסיפו את התוצר לתרשים.

6. הפקה של אלומיניום מעפרת אלומיניום דורשת אנרגיה חשמלית רבה. מדוע התרחב השימוש במתכת חשובה זו רק במהלך עשרות השנים האחרונות?

מילון:

מכרה פתוח או מחצבה: כאשר המחצב נמצא על פני השטח והכרייה נעשית מתחת לפני השמיים.

מכרה סגור או מכרה תת קרקעי: כאשר המחצב נמצא בעומק רב באדמה והכרייה נעשית עמוק מתוך האדמה.

מפוח: מכשיר שמזרים אוויר.

-מכרה סגור: מכרה כספית בסלובניה

-מכרה פתוח: מכרה ברזל באיטליה

62*

שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא

להפקת מתכות עלולה להיות פגיעה קשה בסביבה כתוצאה מתהליכי הכרייה והחציבה ומתהליכי ההפקה של המתכות מעפרות המתכת במפעלים.

קראו את שני קטעי המידע והשיבו על השאלות שבסוף כל קטע ועל שאלות הסיכום שבעמוד 64.

קטע א: כורים עפרות מתכות - האם אפשר בלי לפגוע?

את עפרות המתכת כורים במכרות ובמחצבות. תהליכי הכרייה והחציבה עלולים לגרום למטרדים סביבתיים חמורים. כיצד זה עלול לקרות?

- כתוצאה מהחציבה נוצרות צלקות בולטות בנוף.

- הפיצוצים והמכונות הרבות גורמים רעש רב.

- בעת פעולת החציבה נפלט אבק רב שעלול לעיתים קרובות לגרום לבעיות נשימה ובריאות.

- גם מקורות מים קרובים עלולים להינזק מאבק ומפסולת סלעים הנזרקת לתוכם.

- כדי להפיק 1 ק"ג של מתכת יש לעיתים לחצוב מאות קילוגרמים של סלעים. לדוגמה, כדי להפיק 1 ק"ג של נחושת דרושים 222 ק"ג של סלעים.

את הכמות העצומה של הסלעים שחוצבים עורמים לעיתים קרובות בערימות עצומות שמכערות את הנוף.

אפשר גם אחרת

- לנטוע עצים ולייער את אזורי המכרות והמחצבות.

- לנצל את הפסולת שנשארת מפעולות החציבה והכרייה ולהשתמש בה לבניית כבישים ושדות תעופה.

- למלא בפסולת מחצבה מכרות ומחצבות נטושים כדי למנוע את שקיעת הקרקע.

- למחזר מוצרי מתכת כמו פחיות משקה וחלקי מכונות.

שאלות

1. מהי הפגיעה הנגרמת לסביבה כתוצאה מתהליכי הכרייה והחציבה של עפרות המתכת?

2. אילו פתרונות מוצעים לצמצום הפגיעה?

-לנטוע עצים

-למחזר מוצרים

63*

קטע ב: מפיקים מתכות - האם אפשר בלי לפגוע?

תהליכי ההפקה של מתכות מהעפרות שלהן עלולים לגרום זיהום סביבתי רב. כיצד זה עלול לקרות?

- אבק רב נפלט בשלב הטחינה של העפרה ורעש גדול נשמע בסביבה.

- לעיתים שוטפים במים את העפרה הטחונה, והשטיפה יוצרת כמויות גדולות של מים מזוהמים שעלולים לזהם את הסביבה.

- בתנורי ההיתוך שורפים חומרי דלק לחימום עפרת המתכת. כתוצאה מתהליך הבעירה של חומרי הדלק נפלטים לסביבה עשן וגזים רעילים שעלולים לזהם את הסביבה.

- בתום תהליך הצריפה, נותרת כמות גדולה של חומרי פסולת (סיגים) לאחר שהמתכת נפרדת מן העפרה. גם הסיגים הם פסולת העלולה לכער ולזהם את הסביבה.

אפשר גם אחרת

- לקבור חומרים רעילים בצורה מבוקרת כדי שלא יחלחלו לקרקע ולמי התהום.

- להשתמש בחומרי דלק ידידותיים לסביבה (למשל, דלק דל גפרית) להפעלת תנורי ההיתוך.

- להשתמש במקורות אנרגיה כגון: אנרגיה של מים בתנועה, אנרגיה של שמש להפעלת תנורי ההיתוך.

שאלות

1. מהי הפגיעה הנגרמת לסביבה כתוצאה מתהליכי ההפקה של מתכות?

2. אילו פתרונות מוצעים להקטנת הפגיעה?

3. היכן תציעו להקים מפעל להפקת מתכת מעפרות מתכת? נמקו.

משתמשים באנרגיית השמש להפקת אנרגיה חשמלית

בתמונה רואים משטחים של תאים סולריים.

תאים אלה קולטים את אנרגיית האור של השמש והופכים אותה לאנרגיה חשמלית. השימוש בתאים סולריים ידידותי לסביבה. הפקת החשמל באמצעות תאים סולריים כרוכה בעלות כספית נמוכה בהשוואה להפקת חשמל בתחנות חשמל שמנצלות חומרי דלק.

64*

שאלות סיכום

1. הכינו במחברת או בקובץ מחשב טבלה (ראו דוגמה) וציינו בה את הפגיעה בסביבה כתוצאה מכרייה או מחציבה של עפרות מתכות וכתוצאה מהפקת המתכות.

כרייה, חציבה והפקת מתכות - השפעה על הסביבה

גורמים,  פגיעה בנוף,  פסולת מוצקה,  זיהום אוויר,  זיהום מים,  זיהום רעש

2. עיינו במידע שארגנתם וכתבו: מהם המפגעים הסביבתיים המשותפים לתהליכי הכרייה והחציבה ולתהליכי ההפקה?

3. התייחסו לסוגי המפגעים שמופיעים בטבלה (פגיעה בנוף, פסולת מוצקה,

זיהום אוויר, זיהום מים, זיהום רעש) והציעו פתרונות להקטנת מפגעים אלה.

היעזרו בקטעי המידע.

4. היעזרו במקורות מידע נוספים ברשת והציעו דרכים נוספות להקטנת הפגיעה בסביבה כתוצאה מתהליכי כרייה וחציבה של עפרות מתכת ומתהליכי ההפקה של מתכות.

מן המתכת אל המוצר (הרחבה)

בתום תהליכי ההפקה של מתכת מעפרת המתכת, מתקבלים מטילי מתכת.

מטילי המתכת הם חומרי גלם שמהם מכינים מוצרי מתכת באמצעות תהליכי עיבוד שונים.

בתת פרק זה תכירו שלוש שיטות לעיבוד מתכות:

- יציקה (עמודים 65-68)

- עיבוד שבבי (עמודים 69-70)

- ריקוע וערגול (עמודים 70-71)

65*

יציקה

משימה: כיצד מעבדים מתכות בשיטת היציקה?

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- להסביר מהי שיטת היציקה ואילו תכונות של מתכות מנוצלות בתהליך זה.

- לתאר מה קורה למתכת בשיטת היציקה.

- להסביר כיצד יוצרים מוצרי מתכת בשיטת היציקה.

- להציג בתרשים תהליך עיבוד מתכת באמצעות התכה והתמצקות (יציקה).

חלק א: מתנסים בשיטת יציקה

בטיחות!

משימה זו עורכים בהדגמה של המורה בלבד!

על המורה ללבוש כפפות, להרכיב משקפי מגן ולאסוף שיער.

ציוד: מגש חסין אש, גרגירי בדיל נטולי עופרת, מבחנה, כהלייה, אטב להחזקת המבחנה, כפפות, משקפי מגן, פקק של בקבוק

הנחיות

1. מכניסים למבחנה גרגירי בדיל.

2. באיזה מצב צבירה נמצא הבדיל?

3. מחממים את המבחנה בעזרת כהלייה.

4. תארו מה קרה לבדיל בעקבות החימום?

5. יוצקים את מה שהתקבל אל תוך הפקק.

6. מחכים כ-5 דקות.

7. הופכים בזהירות את הפקק על המגש.

זהירות! החומר יכול להיות חם!

8. תארו מה קרה לבדיל בעקבות הקירור?

האם מצב הצבירה של הבדיל השתנה?

ילד: חשוב להקפיד על שיער אסוף בזמן ההתנסות

1. מחממים

2. יוצקים

3. מקררים

66*

חלק ב: מתכות ניתכות ומתמצקות

קראו את המידעון הבא והשיבו על השאלות שבסופו.

מידעון: התכה והתמצקות של מתכות

כאשר מחממים מתכות מוצקות עד לטמפרטורת ההתכה שלהן הן משנות את מצב הצבירה שלהן לנוזל, כלומר הן ניתכות. לכל מתכת יש טמפרטורת התכה ייחודית משלה.

טמפרטורת התכה של מתכות (מעלות צלזיוס)

כספית - 38-

בדיל - 232

עופרת - 327

אלומיניום - 660

כסף - 960

זהב - 1,063

נחושת - 1,083

ברזל - 1,535

טונגסטן - 3,422

טמפרטורת ההתכה של ברזל, נחושת וזהב גבוהות מאוד, יותר מאלף מעלות צלזיוס. טמפרטורה גבוהה כזו משיגים בתנורים מיוחדים. תנורים כאלה נקראים בשם תנורי היתוך. כאשר מקררים חומר כלשהו במצב צבירה נוזל והטמפרטורה שלו יורדת אל מתחת לטמפרטורת ההתכה שלו, החומר מתמצק. כלומר, משנה את מצב הצבירה שלו ממצב צבירה נוזל למצב צבירה מוצק. לתהליך הזה קוראים התמצקות.

שאלות

1. הציגו בתרשים את תהליך ההתכה ואת תהליך ההתמצקות של מתכות. כתבו על החיצים איזו פעולה (לחמם / לקרר) צריך לעשות בכל תהליך.

מתכת מוצקה הופכת למתכת מותכת איזו פעולה?

מתכת מותכת הופכת למתכת מוצקה איזו פעולה?

חשיבה

2. עיינו בטבלה טמפרטורת התכה של מתכות והשיבו:

א. לאיזו מתכת טמפרטורת ההתכה הגבוהה ביותר?

במתכת זו משתמשים להכנת חוט להט לנורה חשמלית.

הסבירו: מדוע בחר האדם דווקא במתכת זו להכנת חוט להט.

ב. לאיזו מתכת טמפרטורת ההתכה הנמוכה ביותר?

במתכת הזו משתמשים במד טמפרטורה.

הסבירו מדוע בחר האדם דווקא במתכת זו לשימוש במד טמפרטורה.

67*

3. בתנור ההפקה הקדום (ראו תמונות בעמוד 60) הצליחו הקדמונים להגיע לטמפרטורה של 1,200 מעלות צלזיוס.

אילו מתכות יכלו הקדמונים להתיך בתנור ההפקה הקדום?

4. תקנו את המשפטים השגויים לשפת המדע והעתיקו אותם למחברת או לקובץ מחשב. היעזרו בחושבים מדע - ניתך אינו נמס.

א. כשעלתה השמש והאוויר התחמם, נמס השלג על ראשי ההרים.

ב. כל המתכות ניתכות כשמחממים אותן.

ג. המתכות הן החומרים היחידים שניתכים כשמחממים אותם.

ד. חומר מוצק שאינו מתכת נמס כאשר מחממים אותו.

חושבים מדע

ניתך אינו נמס

אנחנו נוהגים לומר בשפת היומיום "קרח נמס" לקרח שנהפך למים. לפי השפה המדעית, הקרח ניתך (מפשיר). כלומר, החומר מים משנה את מצב הצבירה שלו ממצב מוצק (קרח) למצב נוזל (מים), בתהליך שנקרא התכה.

בשפת המדע המסה אינה שינוי של מצב צבירה של החומר. המסה היא תכונה אחרת. בתהליך ההמסה החומר שהתמוסס מתפזר באופן אחיד בתוך החומר המימס (הנוזל). כתוצאה מתהליך ההמסה מתקבלת תמיסה. למשל, מלח מתמוסס במים.

יציקת ברזל

68*

חלק ג: מעבדים מתכות בשיטת היציקה

קראו את המידעון הבא והשיבו על השאלות שבסופו.

מידעון: מייצרים מוצרים בשיטת היציקה

את תכונות ההתכה וההתמצקות של מתכות מנצלים לייצור כלי מתכת בשיטת עיבוד חומרים שנקראת יציקה. כיצד עושים זאת?

מתיכים את גוש המתכת ויוצקים את המתכת הנוזלית לתבנית בעלת צורה רצויה (למשל, צורה של מזלג או גליל). המתכת הנוזלית מקבלת את צורת התבנית. המתכת מתקררת ומתמצקת - נהפכת למוצק. מתקבל כלי שצורתו היא העתק מדויק של התבנית.

מוצרי מתכת רבים מיוצרים בשיטת היציקה: שלד של מכוניות, דלתות פלדה של בתים וכספות, ראש פטיש, מבער גז, סכו"ם ועוד.

שאלות

ו. הציגו בתרשים (ראו דוגמה) את שלבי הכנת מוצר מתכת בשיטת היציקה. השתמשו במושגים: מתכת נוזלית, גוש מתכת, יציקה לתבנית וקירור, חימום, מוצר מתכת.

חומר גלם על ידי פעולה מקבלים תוצר אשר על ידי פעולה מקבלים תוצר

2. הביאו דוגמאות לחומרים נוספים שאינם מתכות שאפשר לעצב אותם בשיטת היציקה.

היודעים אתם ש... (הרחבה)

מסגים

כדי לשפר את תכונות המתכת ולהוסיף לה תכונות אחרות, אפשר לערבב אותה עם מתכת אחרת וכך ליצור חומר חדש. מחממים בתנור ההיתוך את שתי המתכות וכאשר החומר המותך מתקרר מתקבל מסג.

דוגמאות למסגים: פלדה, ארד ופליז.

69*

עיבוד שבבי

משימה:כיצד מעבדים מתכות בשיטת העיבוד השבבי?

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- להסביר מהו עיבוד שבבי ואילו תכונות של מתכות מנוצלות בתהליך זה.

- להביא דוגמאות למוצרים שמיוצרים בשיטת העיבוד השבבי.

בטיחות!

יש להקפיד על שיער אסוף ועל לבישת כפפות במהלך ההתנסות.

חלק א: מתנסים בעיבוד שבבי

ציוד: מוט בדיל נטול עופרת, מחדד, כפפות

הנחיות

1. נסו להוריד מקצהו של מוט בדיל שבבים באמצעות מחדד.

2. תארו איזו צורה קיבלתם.

חלק ב: מעבדים מתכות בשיטת העיבוד השבבי

קראו את המידעון עיבוד שבבי והשיבו על השאלות שבסופו.

מידעון: עיבוד שבבי

מוצרי מתכת עדינים ומדויקים כמו: מפתחות, מכשירי מדידה שונים, מכשירים רפואיים, קנים של רובים ומוצרים רבים אחרים לא ניתן לייצר בתהליך היציקה. מפתח למשל חייב להיות מדויק מאוד בגודלו ובצורתו על מנת שיתאים לחור המנעול. מוצרי מתכת מדויקים מייצרים בעזרת מכונות מיוחדות המסירות שבבים מן החומר, לשם עיצוב צורתו באופן מדויק. תהליך עיבוד שבו חומר מוסר מגוש של חומר ליצירת מוצר כלשהו נקרא עיבוד שבבי.

70*

לעיבוד השבבי משתמשים במכונות כגון: מחרטות, כרסומות, מסורים, מקדחות ומשחזות. לא כל המתכות נוחות לעיבוד שבבי. אלומיניום, למשל, הינו רך יחסית ונוח לעיבוד שבבי. פלדה, לעומתו, היא מתכת קשה יותר ופחות נוחה לעיבוד שבבי מאשר אלומיניום.

שאלות

ו. מדוע נקראת שיטה זו עיבוד שבבי?

2. איזו תכונה של המתכות מנוצלת בתהליך זה?

3. הביאו דוגמאות למוצרי מתכת שניתן לייצר בשיטת העיבוד השבבי.

4. הביאו דוגמאות לחומרים נוספים שאינם מתכות שאפשר לעצב אותם בשיטת העיבוד השבבי.

ריקוע ועירגול

משימה: כיצד מלכדים מתכות בשיטת העירגול?

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- להסביר מהו עירגול ואילו תכונות של מתכות מנוצלות בתהליך זה.

- לתאר מה קורה למתכת בתהליך העירגול.

- להביא דוגמאות למוצרי מתכת שמייצרים בשיטת העירגול.

71*

חלק א: מתנסים בעירגול

ציוד: תיילים של בדיל (נטול עופרת); מערוך ממתכת

בטיחות!

יש להקפיד על שיער אסוף במהלך ההתנסות.

הנחיות

1. נסו לשטח בעזרת מערוך את תיל הבדיל שלפניכם.

2. תארו מה קרה לצורה של הבדיל.

3. בעזרת איזו תכונה של מתכות אפשר להסביר את השינוי בצורת הבדיל?

חלק ב: מעבדים מתכות בשיטות ריקוע ועירגול

קראו את קטע המידעון ריקוע ועירגול והשיבו על השאלות שבסופו:

מידעון: ריקוע ועירגול

פחי מתכת המשמשים, למשל, לבניית מכוניות אינם מיוצרים בתהליכי יציקה או עיבוד שבבי. פחי המתכת הם לוחות מתכת דקים, המשמשים להכנת מוצרים רבים ומגוונים: מפחיות שימורים ועד לוחות המתכת שמהם בונים את כנפי המטוס. את פחי המתכת מייצרים בשיטות עיבוד חומרים שנקראות ריקוע ועירגול.

בשיטת הריקוע מקישים בפטיש על גבי המתכת, עד שהיא נעשית שטוחה ודקה. בתעשייה מייצרים את לוחות המתכת בשיטת העירגול, שבה משטחים את המתכת באמצעות שני גלילים או יותר. תהליך העירגול דומה לפעולת רידוד הבצק באמצעות מערוך. ניתן לייצר פחי מתכת בשיטת העירגול כמעט מכל סוגי המתכות.

שאלות

1. מהן שיטות הריקוע והעירגול ומתי משתמשים בהן?

2. הביאו דוגמאות למוצרי מתכת המיוצרים בשיטת העירגול והריקוע.

3. הסבירו מדוע נבחרה שיטה זו לייצור המוצר?

72*

צריכת מתכות

מי משתמש במתכות?

שני מגזרים מרכזיים צורכים כמות גדולה מאוד של מתכות.

- בתעשיית הרכב צורכים כ-70 אחוז מן העופרת המופקת מדי שנה, כ-37 אחוז ברזל, כ-33 אחוז אלומיניום וכ-27 אחוז נחושת.

- בתעשיית הבנייה צורכים כ-34 אחוז ברזל, כ-30 אחוז נחושת, כ-17 אחוז עופרת וכ-19 אחוז אלומיניום.

האם נוכל לספק מתכות למגוון השימושים שלנו עד אין סוף?

משימה: צריכת פלדה בעולם

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר את שיעורי הצריכה של המתכות בעולם.

- לקרוא נתונים מתוך גרף ולהסיק מסקנות.

עיינו בגרף צריכת פלדה בעולם והשיבו על השאלות שבהמשך:

שאלות

1. כמה פלדה צרכו בעולם בשנת 2005?

2. כמה פלדה צרכו בעולם בשנת 2010?

3. איזו מסקנה אפשר להסיק מהנתונים שבגרף?

4. שערו: מהן הסיבות לשינוי בצריכת הפלדה בעולם? התייחסו לשימושים שעושים בפלדה.

5. בהנחה שהשינוי בצריכה ימשיך באותו שיעור כמו בין השנים 2010 ל- 2013, שערו כמה מיליוני טונות פלדה תצרוך האנושות בשנת 2030? (רשות).

חושבים מדע

מהו היתרון של גרף להצגת נתונים?

73*

משימה: הבו לנו עוד ועוד מתכות

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להסביר מהם הגורמים (סיבות) לעלייה בצריכה של מתכות.

- להסביר מהן ההשלכות (תוצאות) הנובעות מהעלייה בצריכת מתכות.

- לקרוא נתונים מגרף ולהסיק מסקנות.

קראו את שני החלקים של קטע המידע הבא והשיבו על השאלות בעמוד 75.

הבו לנו עוד ועוד מתכות

חלק א: מה גורם לעלייה בצריכה של משאבי הטבע?

כמות המתכות שבני האדם צורכים עולה מיום ליום. מה גורם לעלייה בצריכה?

- גידול באוכלוסיית העולם. חוזים שעד שנת 2050 יחיו על פני כדור הארץ כ-9.3 מיליארד תושבים. תארו לכם איזו כמות עצומה של מתכת תידרש כדי לספק את כל הצרכים שלנו.

גידול אוכלוסיית העולם מ-1750 עד 2050

כל הזכויות שמורות:

סופר ארנון, 2003, ישראל - דמוגרפיה 2003-2020: סיכונים ואפשרויות, הקתדרה לגיאואסטרטגיה, המרכז לחקר הביטחון הלאומי, אוניברסיטת חיפה והמועצה הציונית, ירושלים.

74*

- גידול בייצור ובשימוש במוצרי המתכת. בני האדם כל הזמן משכללים מוצרים ומייצרים עוד ועוד מוצרים חדשים. כמות המוצרים שבה כל אחד/ת מאיתנו משתמש/ת היום גדולה מאוד בהשוואה לכמות המוצרים שבה השתמשו בעבר.

חלק ב: האם נוכל להשתמש במתכות עוד ועוד "בלי חשבון"?

אין משאבי טבע בלי סוף!

רוב משאבי הטבע שאינם מן החי (כדוגמת עפרת מתכת) נוצרים בטבע במשך פרקי זמן ארוכים ביותר - מיליוני שנים, ואנו מנצלים אותם בתוך זמן קצר יחסית - עשרות שנים ולעיתים אף פחות.

שימו לב: כאשר הקצב שבו מנצלים את משאב הטבע גדול הרבה מהקצב שבו הוא נוצר מחדש, המאגרים שלו בטבע הולכים ומידלדלים ולכן קוראים למשאב הטבע משאב טבע מתכלה. נפט גולמי, עפרת נחושת ועפרת ברזל נחשבים היום למשאב טבע מתכלה.

מילון:

מתכלה: נגמר.

מידלדלים: מתמעטים.

מוצרי מתכת בשוק בעיר מרקש שבמרוקו

75*

שאלות

1. עיינו בגרף שבעמוד 73 והשיבו:

א. מה היה גודל אוכלוסיית העולם בשנת 1900?

ב. מה קרה לגודל אוכלוסיית העולם משנת 1900 ועד ימינו?

ג. מהי התחזית לגודל אוכלוסיית העולם במאה השנים הבאות?

2. הסיקו מסקנות: מה הקשר בין...

א. הגודל של אוכלוסיית העולם לבין צריכת מתכות.

ב. ייצור ושימוש במוצרים לצריכת מתכות.

ג. צריכת מתכות לבין ההידלדלות של המתכות.

3. מהו משאב טבע מתכלה?

מדוע עפרות מתכת נחשבות למשאב טבע מתכלה?

4. דמיינו לעצמכם: מה יקרה אם המאגרים של עפרת הנחושת ידלדלו מאוד ונחושת תיהפך למתכת יקרה כמו הזהב?

כיתבו סיפור, שיר או הצגה איך ייראו חיינו ללא נחושת.

היודעים אתם ש... (העשרה)

פסולת מסוכנת במכשירים אלקטרוניים

גם בתעשיית האלקטרוניקה משתמשים הרבה במתכות.

בצג מחשב יש כ-1.8-3.6אחוז של המתכת עופרת. עופרת היא מתכת מסוכנת שגורמת נזק למערכת העצבים ולמערכת הדם. מסכים דקים של מחשב מכילים כספית שאף היא מסוכנת לבריאות. פסולת אלקטרונית היא פסולת מסוכנת מאוד. אחד האתגרים החשובים שלנו הוא למנוע את הפגיעה בבריאות ובסביבה מהשפעות הפסולת האלקטרונית.

ילד: פסולת של מכשירים אלקטרוניים יש לפנות לאתר איסוף פסולת אלקטרונית שבאזור מגוריכם

76*

שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא

כיצד אפשר למנוע את ההידלדלות של המתכות?

ילדה: יש לי רעיון!

אולי נשתמש בפלסטיק וכך נמנע את הידלדלות המתכת?

ילד א: מה יצא מזה?

אם נחליף את המתכת בפלסטיק, אז משאב הטבע נפט גולמי יהיה בסכנה

ילד ב: יש לי רעיו אחר! צריך למחזר!

אחת הדרכים למניעת הידלדלות של משאבי הטבע היא מיחזור.

כלומר, לחזור ולהשתמש שוב בחומרים שמהם עשויים המוצרים שהשלכנו לאשפה. חומרים כמו נחושת (בצינורות ובכבלים חשמליים) אלומיניום (בפחיות שתייה) ופלסטיק הם דוגמאות לחומרים שניתנים למיחזור.

משימה

1. אספו בבית פסולת מתכת במשך שבוע אחד.

2. שקלו את הפסולת.

3. כמה ק"ג פסולת מתכת "מייצרת" משפחתכם מדי יום? מדי שבוע?

4. חשבו: כמה ק"ג פסולת מתכת "מייצרות" כל המשפחות של תלמידי הכיתה מדי שבוע?

5. מה למדתם מן המשימה לגבי כמות פסולת המתכת שאותה אנו מייצרים?

מילון:

פיתוח בר-קיימא: דרך לניצול משאבי טבע בתבונה מבלי לסכן את היכולת של הדורות הבאים לספק את הצרכים שלהם.

77*

משימה: מדוע חשוב למחזר?

קוראים, כותבים ומבינים

- להסביר את הקשר בין מיחזור מתכות להקטנת הפגיעה בסביבה.

- לנסח קשרי סיבה-תוצאה.

- להציג מידע באמצעות משחק תפקידים.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.

מדוע חשוב למחזר?

אם נמחזר את הכמות העצומה של המתכות שבה אנו משתמשים, אז...

- נוכל להקטין את הכרייה / החציבה של עפרות המתכות ואת ההפקה של מתכות וכך נקטין את דלדול משאבי המתכות ואת זיהום הסביבה.

- נוכל להקטין את כמויות הפסולת (גרוטאות) שנוצרת ממוצרי המתכת שאנו צורכים ומשליכים. כך נשמור על הסביבה מפני זיהום.

- נוכל לחסוך באנרגיה. תהליכי המחזור צורכים פחות אנרגיה מתהליכי ההפקה של מתכות מהעפרה. למשל הפקה של פלדה (מסג של ברזל) ממוחזרת צורכת אנרגיה בכמות נמוכה פי 3.5 מאשר האנרגיה הדרושה להפקת הברזל מהעפרות.

בעזרת המיחזור נוכל להקטין את הפגיעה בסביבה הנגרמת כתוצאה מהגידול העצום בצריכת מתכות בימינו.

שימו- לב: אי אפשר למחזר את כל המתכות, ולא תמיד אפשר לפרק מוצרים למרכיביהם כדי להשיג את החומרים שאנחנו רוצים למחזר. למשל, עדיין קשה מאוד לפרק טלוויזיה או מקרר, ולהפריד מתוכם את המתכות השונות ששימשו לייצורם. לכן, לפעמים המיחזור אינו הפתרון הטוב ביותר והוא יכול להיות משולב עם פתרונות נוספים כגון, צריכה מושכלת.

פחיות שימורים בדרכן למיחזור

78*

שאלות

1. קראו את השיחה שבין הילדים (עמוד 76) והשיבו:

מהי התוצאה שיכולה להיגרם מהחלפת השימוש במתכת בשימוש בחומר אחר?

2. הסיקו מסקנות: מה הקשר בין?

א. מיחזור להקטנת השימוש באנרגיה.

ב. מיחזור להקטנת זיהום הסביבה.

ג. מיחזור להקטנת הדלדול במשאבי הטבע.

3. לצורך מיחזור מתכות יש לאסוף גרוטאות ומוצרי מתכת שאינם בשימוש. חוו דעתכם: האם פתרון זה הוא באחריות מפעלי המיחזור או באחריות הצרכנים?

מי עוד צריכים להיות שותפים לתהליך זה?

4. על מה אתם יכולים לקחת אחריות כדי למנוע את הידלדלות עפרות המתכת? מה אתם יכולים לשנות בהתנהגות שלכם?

מטילי מתכת

עבודת צוות

5. תכננו הצגה שבה אתם, ילדי כיתה ה, רוצים לשכנע את בני המשפחה שלכם לחסוך בצריכת מוצרי מתכת.

- מי יהיו השחקנים?

- איזה תפקיד יהיה לכל שחקן או שחקנית? למשל, איזו עמדה או התנהגות הם יציגו?

- באילו דרכים תפעלו כדי לשכנע את המשפחה לחסוך בצריכת מוצרי מתכת ולאסוף פסולת למיחזור?

- כתבו את ההצגה והציגו אותה בכיתה.

- בעקבות עבודת הצוות השיבו על השאלות הבאות:

מהי התרומה של עבודת הצוות להצלחת המשימה? עם אילו קשיים התמודדתם בעבודת הצוות? כיצד חולקו התפקידים? וכדומה.

79*

בפרק זה למדנו ש...

השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:

- את המתכת מפיקים מעפרת המתכת בתהליכים שונים.

- כרייה וחציבה של מתכות מן הסלעים ותהליכי ההפקה שלהן מהעפרות, עלולים לפגוע בנוף ולזהם את הסביבה; יש לנקוט פעולות לשמירה על הסביבה.

שלהם בטבע ולהקטנת הפגיעה באיכות הסביבה.

מיומנויות שהפעלנו...

- ערכנו ניסויים ותצפיות.

- ערכנו ניסוי מבוקר.

- עיבדנו מידע: השוואה ומיון על פי תכונות.

- הצגנו מידע בטבלאות, בכרטיסי מידע ובתרשימים

- ניסחנו קשרי סיבה-תוצאה.

- הצגנו מידע בדרכים מגוונות.

- ביצענו תהליכי עיבוד שונים של מתכות.

- עבדנו בשיתוף פעולה

80*

במבט חוזר

לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

1. בחרו מתכת שלא למדנו עליה. היעזרו במקורות מידע והכינו לה כרטיס איפיון. תכננו אילו תכונות של המתכת תציגו בכרטיס.

2. מדוע לדעתכם מכינים מוצרים מסוימים ממתכת אחת ומוצרים אחרים ממתכת אחרת? הביאו לפחות שלוש דוגמאות לביסוס תשובתכם.

3. בטבלה שלפניכם יש רשימה של מוצרים שייצרו אותם ממתכות לא מתאימות. שרטטו טבלה דומה במחברת או בקובץ מחשב ורשמו בעמודה המתאימה:

- מהי הטעות?

- הסבירו מדוע זו טעות?

- הציעו במקומן מתכות מתאימות.

טבלה לארגון מידע: התאמת סוג מתכת למוצר

המוצר,  המתכת שייצרו ממנה את המוצר,  הסבר לטעות,  הצעות למתכות מתאימות

81*

חשיבה

4. אמריקאי/ת ממוצע/ת משתמש/ת ב-22 ק"ג אלומיניום בשנה, בעוד שהשימוש הממוצע לנפש בהודו הוא 2 ק"ג לשנה, ובאפריקה הוא פחות מק"ג אחד לשנה.

מה תוכלו ללמוד מנתונים אלה?

עבודת צוות

5. המושל הרשע אלמתך הוציא צו לכל תושבי עירו ובו נאמר: "לכל תושבי העיר! ממחר אסור עליכם השימוש בכל חפץ העשוי כולו או חלקו מתכת.

כל מי שייתפס כשהוא משתמש בחפצי מתכת יושלך לכלא".

כיתבו סיפור, מחזה או שיר ותארו בו יום בעירו של המושל אלמתך.

6. כתבו: מהי מסקנתכם לגבי החשיבות של מתכות בחיי היומיום שלנו.

עבודת צוות:

7. משימת רשות:

תכננו יחד מכרה מתכת שפגיעתו בסביבה מועטה. לצורך התכנון:

א. חלקו ביניכם תפקידים ותכננו יחד את דרך הפעולה.

ב. איזה מידע נוסף דרוש לכם לתכנון המכרה?

עירכו רשימה וחפשו את המידע ברשת האינטרנט.

ג. חישבו על מיקום המכרה (קרוב ליישוב, רחוק מיישוב) ועל ההשלכות הסביבתיות שיש למיקום שלו (קירבה לזיהום רעש ואבק, זיהום מוגבר כתוצאה משימוש בתחבורה לצורך הסעת העפרה והסעת עובדים, וכדומה).

ד. הציגו את המכרה שתכננתם בכל דרך שתבחרו: בכתיבה, בציור, בדגם וכדומה.

ה. הוסיפו לתכנון שהצגתם נימוקים מדוע המכרה שתכננתם אינו פוגע בסביבה.

ילד א: איזו עפרת מתכת נבחר?

ילד ב: אילו פתרונות כבר קיימים?

ילד ג: האם זה יהיה מכרה סגור?

ילד ד: מהיכן נשיג מידע?

82*

פרק רביעי: מלחים - לא רק לבישול

82*

אגדה עממית על מלח

מספרים על מלך שהיו לו שלוש בנות. יום אחד שאל המלך את בנותיו: "עד כמה אתן אוהבות אותי?".

הבת הבכורה השיבה: "אני אוהבת אותך יותר מכסף ומזהב".

הבת האמצעית השיבה: "אני אוהבת אותך יותר מהשמש ומכל הכוכבים".

הבת הצעירה השיבה: "אני אוהבת אותך יותר ממלח".

המלך נפגע מאוד מהתשובה הבלתי צפויה של הבת הצעירה וציווה לגרש אותה מהארמון. כל המשרתים בארמון ובראשם הטבח התעצבו מאוד.

הטבח, שמאוד אהב את הבת הצעירה, החליט לבשל למלך תבשילים ללא מלח. רק לאחר שלושה ימים של אכילת מזון ללא מלח, הבין המלך שטעה והחזיר לארמון את בתו האהובה לארמון.

איזו חשיבות יש למלחים בחיינו ומדוע קיומנו תלוי בהם כל כך?

גבישים של מלח בישול

83*

בעקבות הלמידה - נדע...

- לזהות סוגי מלחים (מלח בישול, גיר, אשלג ופוספט) ולתאר את תכונותיהם.

- לתאר תהליכים של הפקת מלחים מתמיסות.

- לתאר שימושים במלח בישול, אשלג ופוספט.

- להסביר את ההשפעות של הפקה ושימוש בסוגי מלחים על האדם ועל הסביבה.

- לתאר פתרונות חברתיים וטכנולוגיים להקטנת המחיר הסביבתי.

מושגים שנלמד

- מלחים: מלח בישול, פוספט, אשלג.

- דשנים: חומרי הזנה, דשנים מן החי, דשנים שאינם מן החי.

- הפקת מלחים, בריכות אידוי, תכונה מבדילה.

- מיחזור, זיהום סביבה, נזק סביבתי.

מיומנויות שנפעיל

- לתאר קשר בין רכיבים.

- להציג תהליך בתרשים.

- לנתח מחקר מדעי.

- לאסוף מידע ממקורות מידע שונים.

- לנסח בעיות ולהציע פתרונות.

- להסיק מסקנות מגרף.

- לנסח טיעון.

- לעבוד בשיתוף פעולה.

84*

מלחים - תכונות ושימושים

כשאומרים מלח, אתם ודאי נזכרים באבקה הלבנה שנמצאת במלחייה שעל השולחן. לאבקה המלוחה הזו קוראים בשפת היומיום מלח בישול. מלח הבישול הוא חומר ששייך לקבוצה גדולה מאוד של חומרים שנקראים מלחים. בפרק זה נחקור שלושה חומרים ששייכים לקבוצת המלחים: מלח בישול, אשלג ופוספט.

מלח הבישול

משימה: נכיר תכונות של מלח הבישול

חוקרים ומגלים

- לתאר את תכונות מלח הבישול.

- לתאר שימושים בתכונת ההתמוססות של המלח במים.

ציוד: מלח בישול גס, מגדלת, כוסות שקופות (100 סמ"ק), בוחש, כפפות חד פעמיות, מים

בטיחות!

יש לבצע את הבדיקה בכפפות ואסור לטעום את המלח!

עבודת צוות

1. ערכו תצפית במלח ובדקו את תכונות לפי ההנחיות הבאות:

א. תארו את המראה ואת הצבע של המלח.

ב. התבוננו בגבישי המלח מבעד למגדלת. תארו את מה שאתם רואים.

ג. באיזה מצב צבירה המלח? נמקו תשובתכם.

ד. הוסיפו כפית של מלח בישול לחצי כוס מים. בחשו היטב במשך דקה. בדקו האם המלח התמוסס היטב במים.

ה. הוסיפו כפית נוספת של מלח בישול לכוס מים. בחשו היטב במשך דקה.

בדקו האם גם כמות המלח הזו התמוססה היטב במים.

ו. הוסיפו כפית נוספת של מלח בישול לכוס מים. בחשו היטב במשך דקה.

ז. איזו תכונה של המלח גיליתם בבדיקות שערכתם בסעיפים ד-ו?

2. כתבו סיכום קצר על תכונות המלח שגיליתם במשימה זו.

השתמשו במחסן המושגים הבא: תמיסה, מתמוסס, מומס, גבישים, מוצק, נוזל.

85*

משימה: מלח הבישול - משאב טבע

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להסביר מדוע מלח הבישול נחשב למשאב טבע.

קראו את שני החלקים של קטע המידע, השיבו על השאלות שבסוף חלק א ובצעו את המשימה שבסוף חלק ב.

מלח בישול - משאב טבע

חלק א: שימושים במלח בישול

מלח הבישול הוא משאב טבע. בארצנו מפיקים את מלח הבישול מהים התיכון, מים סוף ומים המלח. ישנן מדינות דוגמת אוסטריה וגרמניה שבהן כורים את מלח הבישול ממכרות מלח.

המלח משמש אותנו כתבלין, הוא מוסיף טעם לכל תבשיל ולמאכלים כמו ירקות ובשר, ואנחנו משתמשים בו אפילו... באפיית עוגות.

חוץ מתיבול מזון, למלח יש שימושים רבים נוספים. הוא משמש לשימור מזון כי הוא מונע את ההתפתחות של חיידקים. יש אנשים שמשתמשים בתכונה הזו של המלח גם לחיטוי פצעים.

המלח משמש להתכת שלגים המצטברים על כבישים.

ביהדות משמש המלח להכשרת בשר.

שאלות

1. אילו פעולות לא היינו יכולים לבצע ללא מלח בישול?

2. חפשו במקורות מידע שונים וציינו שימושים נוספים במלח בישול.

3. מדוע נחשב מלח הבישול למשאב טבע?

מפעל המלח בעתלית

עתלית שוכנת על חוף הים התיכון צפונית לעיר חדרה. מפעל המלח בעתלית הוקם בשנת 1992. בתמונה רואים את הררי המלח בפתחו של המפעל.

86*

חלק ב: מלחים ובריאות

מלחים הם מינרלים חשובים ביותר לבריאות הגוף ולתפקודו - פעילות מערכת העצבים, התכווצות של שרירים, ספיגת המזון במערכת העיכול - כל אלה ועוד לא היו יכולים להתקיים ללא מלחים. גופנו זקוק לכמות מסוימת של מלחים

מחקרים מצאו קשר בין צריכה גבוהה של מלחים במזונות לבין מחלות. צריכה גבוהה של מלחים עלולה לגרום ללחץ דם גבוה ולהגביר את הסיכון לחלות במחלות לב וכלי דם, אי ספיקת כליות ועוד.

צריכת המלחים הגבוהה נובעת לאו דווקא מהוספת מלחים למזון שאנו אוכלים, אלא בעיקר מצריכת מזונות מעובדים שיש בהם הרבה מאוד מלחים.

משרד הבריאות בישראל גיבש תכנית לאומית להפחתת צריכת המלח באוכלוסייה בישראל:

- יש להפחית את צריכת המלח בהדרגה וכך להסתגל לטעמים חדשים במזון.

- יש להעדיף תבלינים וירקות כתחליף למלח בישול. למשל: מלח סלרי.

- יש להעדיף רטבים שמכינים בבית מאשר רטבים קנויים המכילים כמות גדולה של מלחים.

משימה

1. בדקו בתווית המוצר של חטיפים מלוחים שונים את כמות המלח שנמצאת ב-100 גרם של חטיפים. מה גיליתם?

שימו לב: בדרך כלל נוהגים לכנות את מלח הבישול בשם נתרן.

2. השוו בין כמויות המלח בין החטיפים השונים שבדקתם. מה גיליתם?

3. הציעו חטיפים בריאים במקום החטיפים המלוחים.

היודעים אתם ש... (העשרה)

מלח הארץ

הביטוי "מלח הארץ" מתאר אנשים טובים במיוחד. הביטוי נולד בעת העתיקה כאשר המלח היה מצרך יקר מאוד.

Salary (משכורת)

החיילים בצבא של רומא העתיקה היו מקבלים שק של מלח כמשכורת. בלטינית, השפה שבה דיברו אנשי רומא העתיקה, מלח נקרא "סאלאריום". מהמילה הזו נוצרה המילה "salary" באנגלית, שמשמעותה היא משכורת.

מילון:

מלחים: גופנו זקוק למגוון מלחים: מלח בישול, מלח סידן, מלח אשלג ועוד.

87*

משימה: מה עושים? מפיקים מלח סלרי!

- להפיק מלח סלרי מצמח סלרי עלים.

- להסביר את העקרון המדעי שעליו מבוססת שיטת ההפקה של מלח הסלרי.

סלרי הוא צמח מאכל. העלים של הסלרי מכילים מגוון של מלחים. לאחר ייבוש העלים וריסוקם יש להם טעם מלוח וטעים. מלח סלרי הוא תוסף מצוין לכל תבשיל וסלט. ניתן לגדל סלרי בעציץ בבית או לקנות ישירות מהחקלאי ולהכין מלח סלרי כתחליף למלח הבישול.

ציוד: סלרי עלים, סכין או מעבד מזון, מגש, בלנדר או מטחנה, צמחי תבלין טריים

הנחיות

הכנת מלח הסלרי נעשית בהדגמה על ידי המורה או בבית עם ההורים.

1. מסירים מצמח הסלרי את העלים ומשאירים את הגבעולים.

2. פורסים את גבעולי הסלרי לפרוסות דקות ומסדרים על מגש בשכבה אחת.

3. ניתן להוסיף לגבעולי הסלרי צמחי תבלין (כגון בזיליקום ופטרוזיליה).

4. מייבשים את הפרוסות בתנור אפייה בטמפרטורה נמוכה כשדלת התנור פתוחה מעט. מייבשים עד שהנוזלים מתאדים לגמרי. מקבלים "גבשושי" סלרי יבשים.

5. טוחנים את הסלרי המיובש לאבקה, הלא היא מלח הסלרי.

6. ממלאים מלחיות באבקה הירוקה ושומרים במקום קריר.

חשיבה

שאלות

1. איזו שיטה להפקת מלח למדתם בהתנסות זו?

2. מהו ההסבר המדעי לשיטה זו?

3. אילו סוגי מלחים יש במלח הסלרי ומהו ערכם התזונתי?

לקבלת תשובה חפשו מידע ברשת האינטרנט. הקליקו במנוע חיפוש (למשל, גוגל) את המילים מלח סלרי.

א. אילו מקורות מידע מצאתם? מי הם הכותבים של המידע? מתי נכתב המידע?

ב. השתמשו במקורות המידע העדכניים והאמינים ביותר לכתיבת התשובה לשאלה 3.

מילון:

מידע עדכני: מידע שפורסם לאחרונה.

מידע אמין: מידע שנכתב על ידי מומחים או גוף אקדמי מוכר. לכותבים אין מטרה פרסומית בכתיבת המידע.

סלרי עלים

88*

אשלג ופוספטים

משימה: נכיר את תכונות האשלג והפוספט

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר את תכונות האשלג והפוספט באמצעות תצפית.

ציוד: אשלג, פוספט, מגדלת, מסמר, כוסות קטנות, בוחש, כפפות חד פעמיות, מים

בטיחות!

יש לבצע את הבדיקה בכפפות ובמשקפי מגן, בשיער אסוף ואסור לטעום את מלח האשלג ואת הפוספט בגלל רעילותם.

חלק א: נכיר את האשלג

עבודת צוות

תצפית

1. ערכו תצפית על מלח האשלג.

2. תארו את מבנהו, את צבעו ואת הברק שלו. היעזרו במגדלת.

3. שפכו מעט מים לצלוחית המכילה מלח אשלג והמתינו מספר דקות.

4. האם המלח התמוסס במים?

5. תארו את התכונות של מלח האשלג שגיליתם במשימה זו.

89*

חלק ב: נכיר את סלע הפוספט

עבודת צוות

תצפית

1. ערכו תצפית על סלע הפוספט.

2. תארו את צבעו ואת מבנהו. היעזרו במגדלת.

3. האם המבנה שלו אחיד או גרגירי?

4. האם צבעו אחיד או שניתן להבחין בצבעים שונים בחלקים שונים?

באילו צבעים?

5. נסו לפורר את הסלע (היעזרו במסמר). האם הסלע מתפורר בקלות?

6. תארו אילו תכונות של סלע הפוספט גיליתם במשימה זו.

שימו- לב: במשימה חקרתם סלע שממנו מפיקים את הפוטפט. לסלע הזה קוראים פוספוריט.

היודעים אתם ש...

סלעי הפוספט

בשפת המדע סלעי הפוספט נקראים פוספוריט בגלל שהם מכילים מינרלים של זרחן (phosphorus). מינרלי הפוספטים נמצאים לרוב בסלעי חול, לעיתים בסלעי חרסית ולעיתים נדירות גם בסלעי גיר. לכן, התכונה של סלעי הפוספט מושפעת מתכונות הסלעים שבהם נמצאים מינרלי הפוספט. סלעי הפוספט מופיעים בעיקר בצבע לבן, צהוב או חום בהיר. לסלע את מבנה גבישי מוגדר. מרבצי הפוספטים בישראל הם חלק מרצועת הפוספט הים-תיכונית המשתרעת ממרוקו שנמצאת בצפון מערב אפריקה ועד לעיראק שנמצאת באסיה (ממזרח לישראל). המרבץ הראשון של סלעי הפוספט בישראל התגלה בשנת 1950 באורון, מדרום למכתש הגדול. אחריו התגלו שדות נוספים בנחל צין, במכתש הקטן וליד ערד. הפוספטים נכרים על ידי חברת רותם אמפרט נגב.

סלעי הפוספט הינם אוצר טבע שאינו מתחדש, המצוי בעולמנו בכמויות סופיות. סלעים אלו הם המקור העיקרי בעולמנו לאספקת זרחן בכמויות גדולות לצרכי האדם.

המכתש הקטן בנגב

90*

משימה: אשלג ופוספטים - משאבי טבע

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להסביר מדוע האשלג והפוספטים נחשבים למשאבי טבע.

- להסביר את הקשר בין אשלג והפוספטים לבין דשנים.

- להסביר מהם דשנים ומהם השימושים שעושה בהם האדם.

- לנסח בעיות ופתרונות.

- לנתח מחקר מדעי.

האשלג והפוספטים הם שני סוגי מלחים שנחשבים למשאבי טבע חיוניים

לאדם - הם משמשים כדשנים.

קראו את קטע המידע הבא השיבו על השאלות שבסוף כל חלק ועל שאלות הסיכום שבעמוד 92.

האשלג והפוספטים - משאבי טבע

חלק א: דשנים לצמחים

דשנים הם חומרים שמשתמשים בהם בחקלאות להעשרת הקרקע בחומרי הזנה המכילים בעיקר חנקן, זרחן ואשלגן וכן גופרית ובחומרים אחרים בכמויות קטנות יותר. חומרים אלה חיוניים ביותר לגדילה ולהתפתחות של הצמחים.

צמחים יגדלו גם אם לא נוסיף לקרקע דשנים, אך היבולים שלהם יהיו קטנים יחסית. אם מדשנים את הקרקע - מקבלים יבולים איכותיים יותר (למשל,

צמחים בעלי פירות גדולים יותר) ובכמות גדולה יותר.

בטבע, בשדות הבר וביערות, חומרי ההזנה שבקרקע כל הזמן מתחדשים במחזוריות. חומרי ההזנה שקלטו הצמחים מהקרקע חוזרים אליה כתוצאה מפירוק של יצורים חיים שמתו (צמחים שנבלו ובעלי חיים שמתו) ומההפרשות שלהם וחוזר חלילה.

91*

בשדות המעובדים, חומרי ההזנה שקלטו הצמחים מן הקרקע אינם חוזרים אליה בגלל איסוף היבולים. כאשר מגדלים צמחים באותו שדה שנה אחר שנה הקרקע מדלדלת מחומרי ההזנה החיוניים לצמחים ונעשית פחות ופחות

פורייה.

חקלאים המעוניינים להמשיך ולגדל צמחים בכל עונת גידול, על אותה קרקע, ולקבל כמות גדולה יותר של יבולים, חייבים להוסיף לקרקע דשנים. הדישון מחזיר לקרקע את חומרי ההזנה הדרושים לצמחים. בעזרת דישון נכון אפשר להכפיל ואפילו לשלש את כמות היבול ולקבל יבול איכותי יותר.

שאלות

1. מהם דשנים ומדוע הם חיוניים לצמחים שהאדם מגדל?

2. כיצד מתחדשים בטבע חומרי ההזנה שהצמחים קולטים מהקרקע?

3. מדוע חייבים החקלאים לחזור ולדשן את הקרקע בכל עונת גידול, בעוד שבטבע צמחים גדלים גם ללא תוספת דשנים?

חלק 3: מהיכן דשנים?

בעבר עיבדו שטחי קרקע מצומצמים בלבד. כך היה אפשר להשיג את כל כמות חומרי ההזנה שנדרשה לגידול צמחים מפרש של בעלי חיים כמו פרות, צאן ותרנגולות ומשרידי צמחים שהרקיבו.

פרש של בעלי החיים ושרידי צמחים שהרקיבו נקראים גם זבל אורגני. זהו זבל שהמקור שלו הוא מיצורים חיים (צמחים ובעלי חיים). הזבל האורגני מכיל את חומרי ההזנה הדרושים לצמח. גם היום משתמשים בזבל אורגני אך כמותו הקטנה אינה מכסה את כמות הדשנים הנדרשת לדישון שטחי הקרקע

העצומים ברחבי העולם כולו.

מילון:

פרש: צואה ושתן של בעלי חיים.

אורגני: שמקורו ביצורים חיים.

-מאשפה שהרקיבה אפשר לייצר דשן הנקרא קומפוסט

-פרש של בעלי חיים הוא הדשן הקדום ביותר הנמצא בשימוש בני האדם

92*

כדי לספק מזון בשפע למיליארדי התושבים בעולם יש צורך בכמויות עצומות

של דשנים, כמויות גדולות בהרבה מן הכמויות שניתן לקבל משרידי הצמחים

שהרקיבו או מפרש של בעלי חיים. הבעיה שנוצרה היא: כיצד אפשר לספק

את כמות הדשנים הנחוצה?

הפתרון לבעיה נמצא במשאבי טבע שאינם מן החי, כדוגמת פוספט ואשלג.

סלעי פוספט מכילים זרחן והאשלג מכיל אשלגן. הזרחן והאשלגן הם מינרלים

חיוניים לתפקוד של יצורים חיים - תנועה, תקשורת, הזנת הגוף, נשימה,

גדילה והתפתחות ועוד.

בישראל מפיקים את הפוספט מסלעי פוספט ואת האשלג מים המלח.

כמויות הדשנים שאפשר להפיק ממשאבי הטבע האלה גדולות מאוד והן

מבטיחות אספקה של דשנים לשטחי קרקע עצומים, וכך תורמות להגדלת

כמויות המזון לתושבי העולם.

שאלות

1. באיזה סוג דשן נהגו לדשן את הקרקע בתקופות קדומות?

מאילו מקורות הפיקו את הדשן?

2. איזה צורך הניע את בני האדם לחפש מקורות חדשים לדשנים?

- איזו בעיה נוצרה כתוצאה מהצורך הזה?

- אילו פתרונות מצא האדם לבעיה זו?

שאלות סיכום

1. מדוע נחשבים האשלג והפוספט למשאבי טבע?

2. אילו חומרים חשובים ליצורים חיים יש באשלג ובפוספט ומדוע הם חשובים?

3. קראו את המחקר הבא והשיבו על השאלות:

בחלקת ניסוי בארצות הברית חוקרים גידלו חיטה במשך 100 שנה ללא תוספת של דשנים לקרקע. בכל שנה החוקרים בדקו את כמות היבול של החיטה. החוקרים גילו שבמשך השנים יבול החיטה ירד מ-15 ק"ג לערך ל-100 מ"ר (מטר מרובע) קרקע ל-7 ק"ג לאותו שטח.

חשיבה

שאלות

א. מה הייתה מטרת המחקר שערכו החוקרים?

ב. מה היו תוצאות המחקר?

ג. איזו מסקנה אפשר להסיק מתוצאות המחקר?

ד. אילו, לשם השוואה, היו מודדים את הכמות של צמחי בר בשדה בר סמוך, שערו אילו תוצאות היו מתקבלות? הסבירו את ההשערה.

93*

מלחים - תהליכי הפקה

משימה: דשן מן הסלע: פוספטים

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר את תהליך ההפקה של דשנים מפוספטים.

- לתאר את תרומת מפעלי הפוספטים לכלכלת המדינה.

- להציג את תהליך הפקת הדשנים בתרשים.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.

פוספטים

הפקת הפוספטים

בישראל כורים סלעי פוספטים במישור רותם, בחתרורים, באורון ובנחל צין שבנגב. מסלעי הפוספטים ניתן לייצר דשנים שונים עשירים בזרחן. סלעי פוספט חוצבים במכרה פתוח. את סלעי הפוספט גורסים ומנקים מחומרי טפל (חומרים שאינם רצויים). את הפוספט הנקי מעבירים תהליכי העשרה (מעלים בו את כמות הזרחן), שוטפים ממלחים וטוחנים אותו. את הסלע הטחון הנקי מעבירים למפעלים אחרים לייצור חומרי ביניים, ובסופו של התהליך מייצרים את דשני הפוספטים.

פוספטים וכלכלת המדינה

מפעלי הפוספטים חשובים מאוד לכלכלה של מדינת ישראל. גילוי הפוספטים בנגב וניצולם הפכו את הנגב לאוצר כלכלי חשוב למדינה. את הפוספטים מנצלים בעיקר לייצור דשנים, אך גם לייצור תרופות, מזון, חומרי נפץ, חומרי ניקוי ומתכות.

היודעים אתם ש... (העשרה)

הפוספטים מתנת הים

סלעי פוספט נמצאים ביבשה. אך כאשר בודקים סלעי פוספט אפשר לגלות בתוכם לעיתים קרובות מאובנים של בעלי חיים ימיים, כגון קונכיות, שלדים, ושיניים, של כרישים. המאובנים שנמצאים בסלע הם עדות לכך שבמקום שבו נמצאים סלעי פוספט היה פעם ים ובו כמות גדולה מאוד של בעלי חיים ימיים.

-דפוס חוליות כריש בסלע פוספט

-דפוס עצמות כריש בסלע פוספט

94*

חשיבה

שאלות

1. תארו בתרשים (ראו דוגמה) את שלבי ההפקה של דשנים מסלע הפוספט.

מכרה פתוח - פעולות: מקבלים תוצרים, - פעולות: מקבלים תוצרים, - פעולות: מקבלים תוצרים

מחסן מילים: גריסה וניקוי, סלע פוספט, חציבה וכרייה, סלע פוספט נקי יותר וחומרי טפל, חומר טחון שמהווה חומר גלם לדשנים, העשרה, שטיפה וטחינה.

א. מה תרשמו במלבנים?

ב. מה תרשמו מתחת לחיצים?

ג. היעזרו בפסקה הפקת הפוספטים ובמחסן המילים והשלימו את המידע בתוך המלבנים ומתחת לחיצים.

2. במשימה תיארתם את שלבי ההפקה של פוספטים בתרשים.

א. איזה יתרון יש להצגת מידע באמצעות תרשים?

ב. מתי כדאי להשתמש בתרשים מסוג כזה?

חשיבה

3. אתרו במפת ארץ ישראל באזור הנגב את מישור רותם, חתרורים, אורון, הר צין ואת נחל צין. אתרו במפה שמות של יישובים באזורים אלה. איזו ברכה מביאים מפעלי הפוספטים ליישובים הנמצאים סמוך להם?

4. מה משותף למילים המודגשות בפסקה פוספטים וכלכלת המדינה? היעזרו במקורות מידע נוספים והסבירו מדוע חשובים מפעלי הפוספטים למדינת ישראל?

5. כמו בכל מכרה או מחצבה, גם כריית פוספטים כרוכה במפגעים סביבתיים. באילו סוגי מפגעים מדובר לדעתכם?

-מפעל פוספטים בנגב

-סלעי פוספט בנחל חווארים בנגב

95*

שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא

מפיקים פוספטים מהסלע - האם אפשר בלי לפגוע?

תהליכי ההפקה של דשנים מסלעים עלולים לגרום לפגיעה בסביבה במידה ולא נוקטים באמצעים מתאימים.

קראו את קטעי המידע וענו על השאלות שבעמוד הבא.

- כריית פוספטים במכרה פתוח עלולה לפגוע בנוף ועלולה לזהם את הסביבה ברעש ובאבק.

- בתהליכי ההפקה של הפוספטים מפרידים אותם מהחומר הטפל שבסלע. החומר הטפל הוא פסולת שעלולה לפגוע בסביבה.

- תהליכי ההעשרה של הפוספטים עלולים לזהם את הסביבה. בתהליכים אלה שוטפים את המלחים מהסלע. כאשר מזרימים את מי השטיפה לסביבה הם עלולים לזהם אותה.

ילד: הנוכל להפיק דשנים בלי לפגוע בסביבה?

שומרים על ערכי טבע

באזור הר צין בנגב התגלו מרבצים עשירים של סלעי פוספט. באזור זה קיימת גם תופעת טבע מיוחדת: על פני הקרקע פזורים המוני גושי סלע מעוגלים הדומים לתפוחי אדמה ענקיים - גושים אלה נקראים בולבוסים. כדי להגיע לשכבת הפוספט צריך היה לסלק את שכבת הבולבוסים ובתוך כך להרוס את תופעת הטבע המיוחדת. מתוך התחשבות בערכי הטבע באזור זה, לא מתבצעת בו פעולת כרייה. כך ניצל שדה הבולבוסים.

ילדה: מדוע חשוב לשמור על ערכי טבע?

בולבוסים

96*

שאלות

1. קראו את הפסקה מפיקים פוספטים מהסלע - האם אפשר בלי לפגוע?

וציינו שלושה מפגעים סביבתיים (תוצאות לא רצויות) שיכולים להיגרם בתהליכי הכרייה וההפקה של פוספטים.

2. הביאו דוגמאות לפתרונות חברתיים וטכנולוגיים להקטנת המפגעים הסביבתיים הקשורים בתהליך הכרייה וההפקה של הדשנים. היעזרו במקורות מידע.

3. הביעו את דעתכם על התופעה המיוחדת של שדה הבולבוסים: האם ההחלטה שלא לכרות פוספט בשדה הזה הייתה נכונה? נמקו.

הפקת מלח בישול ואשלג

מי הים הם תמיסה שמומסים בה מלחים. בישראל מפיקים את מלח האשלג ואת מלח הבישול מהים. את האשלג מפיקים מים המלח ואת מלח הבישול מפיקים מהים התיכון, מים המלח ומים סוף.

כיצד ניתן להפיק מלח בישול מהים?

משימה: מפרידים מלח מתמיסה

חוקרים ומגלים

בטיחות!

חלק ב של המשימה ייעשה בהדגמה על ידי המורה בלבד!

בעקבות המשימה - נדע...

- להסביר כיצד אפשר להפיק מלח מתמיסה.

- להציג את תהליך ההפרדה בתרשים.

ציוד: תמיסת מלח בישול, צלוחיות שטוחות, גזייה (מבער גז), חצובה, משולש או רשת לחצובה, כפפות, משקפי מגן, כוסית בישול 50 סמ"ק

חלק א: מתכננים דרך להפרדת מלח מתמיסה

לפניכם תמיסה של מלח בישול.

היזכרו בלימודיכם הקודמים על תמיסות ובצעו את המשימה.

1. תארו את מראה התמיסה.

2. מי הממס? מי המומס? האם רואים את המומס?

3. תכננו דרך להפרדת המלח מן התמיסה.

4. כתבו: באילו כלים ובאילו חומרים תשתמשו?

5. הציגו את התכנון שלכם במליאת הכיתה.

97*

חלק ב: הפרדת מלח מתמיסה (בהדגמה של המורה בלבד)

1. צפו בפעולות שעושה המורה.

2. תארו מה התקבל בעקבות ביצוע הפעולות.

3. תארו בכתב או בתרשים כיצד מפרידים מלח מתוך תמיסה.

4. כיצד לדעתכם משתמשים בשיטה זו להפקת מלח ממי ים?

משימה: מלח מן הים

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר כיצד מפרידים מלח מתמיסת מלח.

- להסביר את העקרון המדעי שעליו מבוססת שיטת ההפרדה.

- להציג מידע בתרשים זרימה.

קראו את קטע המידע הבא וענו על השאלות שבעמוד 98.

מלח מן הים

מי ים או מי אגם הם תמיסת מלחים. הם מכילים לא רק מים אלא גם מלחים המומסים בתוכם, למשל, מלח בישול ומלח אשלג. כיצד מפיקים מלחים מהתמיסה שלהם?

שיטת ההפקה מבוססת על אידוי המים מתמיסת המלחים. חימום תמיסת המלחים גורם למים להתאדות ואילו המלחים אינם מתאדים ושוקעים.

במפעלים להפקת מלחים משתמשים בחום השמש לאידוי המים מהתמיסה. כדי להגביר את קצב אידוי המים, שואבים מים מן הים ומעבירים אותם לבריכות גדולות ורדודות הנקראות בריכות אידוי.

כאשר תהליך האידוי מתקדם ומים רבים מתאדים מהבריכות, מתחילים לשקוע בהדרגה על קרקעית הבריכות המלחים המומסים בהם.

גבישי מלח שהתקבלו לאחר אידוי מים

מילון:

תמיסה: התוצר המתקבל כאשר חומר מתמוסס בנוזל (ממס).

החומר המומס מתפזר באופן אחיד בתוך הנוזל - הממס. התוצר המתקבל הוא תמיסה צלולה. תמיסה היא למעשה תערובת.

מומס: חומר שהתמוסס בנוזל. למשל, בתמיסת מלח - המלח הוא החומר המומס.

ממס: החומר שגורם לחומרים להתמוסס בתוכו. למשל, בתמיסת מלח - המים הם החומר הממס.

98*

שאלות

1. שרטטו תרשים במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) ותארו את שלבי ההפקה של מלח האשלג.

מחסן מילים: אידוי, שקיעה, הזרמה, מלח אשלג, איסוף וייבוש, מלח אשלג בקרקעית הבריכה.

תרשים: שלבי הפקת מלח אשלג

מי ים המלח - פעולה - בריכות אידוי - פעולה - תוצרים - פעולה - תוצרים

א. מה תרשמו במלבנים?

ב. מה תרשמו מתחת לחיצים?

ג. היעזרו בקטע המידע מלח מן הים והשלימו בעזרת מחסן המילים את המידע בתוך המלבנים ומתחת לחיצים.

2. קרינת השמש באזור ים המלח חזקה ביותר והאקלים שם חם ויבש במהלך רוב ימות השנה.

כיצד מסייעים תנאי אקלים אלה למפעלי ים המלח?

3. אילו ימים יש במדינת ישראל ואילו משאבי טבע שאינם מן החי מפיקים מכל אחד מהם? היעזרו באטלס ובמקורות מידע נוספים והביאו דוגמה ליישוב חשוב ששוכן לחופו של כל ים.

4. הסבירו: איזה ידע מדעי מיושם בתהליך ההפקה של המלח מן הים?

אל הרשת

אוצרות מים המלח

1. היכנסו לאתר קל וחומר.

2. בחרו בנושא מדעי החומר: חומרים והיכנסו לפעילות אוצרות מים המלח.

3. ההדמיה מתארת את תהליך הפקת האשלג מים המלח.

4. עיברו בעזרת העכבר על המספרים שבהדמיה, קראו את המידע ועקבו אחר התהליך.

מפעל להפקת אשלג (ים המלח)

99*

משימה: ברכה לכלכלה

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר את תרומת מפעלי ים המלח לכלכלת המדינה.

- לנסח טענה מנומקת (טיעון).

קראו את קטע המידע והשיבו על השאלה שבסופו.

ברכה לכלכלה

מפעלי ים המלח הם אחת מהתעשיות הגדולות בארץ. נוסף על מלח האשלג, מספקים מפעלי ים המלח חומרי גלם לתעשיות רבות נוספות:

- ברום משמש למשל בתעשיית התרופות, חומרי החיטוי וגם להכנת חומרים המגינים מפני שרפה.

- מלח בישול משמש בתעשיית המזון, בתעשיית הנייר, הצבעים וגם להתכת שלג בנתיבי תחבורה.

- מגנזיום משמש לייצור לבנים חסינות אש, להכנת חומרי בידוד, בתעשיית התרופות והמזון לבעלי חיים.

חלק גדול מחומרים אלה מיוצאים למדינות העולם. החומרים המיוצאים מכניסים לקופת המדינה סכומי כסף נכבדים.

הקמת המפעלים הביאה לפיתוח ולהקמה של יישובים באזור ים המלח ובנגב ולפיתוח של כבישים ושירותים שונים. המפעלים משכו אליהם עובדים רבים שבאו עם משפחותיהם והשתקעו באזור על אף האקלים הקשה. בעקבותיהם הגיעו גם בעלי מקצועות אחרים: בנאים, מורים, סוחרים, רופאים, אחים ואחיות ועוד. כך צמחו באזור ערים ועיירות שרבים מתושביהן מועסקים במפעלי ים המלח, לדוגמה: ערד.

עבודת צוות

שאלה

היעזרו במקורות מידע והשיבו: איזו תרומה מביאים מפעלי ים המלח למדינת ישראל? התייחסו להיבטים הבאים:

א. תרומה לכלכלת המדינה

ב. תרומה לתעסוקה של תושבים

ג. תרומה להתיישבות בנגב

ד. היבט אחר

100*

שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסופו.

סכנה: הים מתייבש!

לים המלח שני חלקים: האגן הצפוני (שעומקו כ-400 מטר) והאגן הדרומי (שעומקו כ-5-10 מטר). מקור המים העיקרי של ים המלח הוא נהר הירדן. החל משנות החמישים של המאה העשרים, בשל ניצול מי הירדן ומקורותיו על ידי מדינת ישראל ושכנותיה, קטנה מאוד כמות המים שמגיעה לים המלח והמפלס שלו ירד במידה ניכרת. תהליך ירידת מפלס מי ים המלח היה מהיר והאגן הדרומי הרדוד, הלך והתייבש. כדי למנוע מצב של התייבשות מוחלטת, החלו לשאוב מים מהאגן הצפוני העמוק של ים המלח ולהעבירם אל בריכות האידוי של מפעלי ים המלח, המהוות כיום את האגן הדרומי.

שאיבה זו הייתה הכרחית הן להמשך הפקת המלחים השונים והן לקיומה של תיירות המרפא והנופש סביב ים המלח. כיום האגן הדרומי הוא למעשה בריכות האידוי ומפעלי ים המלח הישראליים והירדניים.

התייבשות זו, שהתחילה בהטיית מי הירמוך והמשיכה בניצול מוגבר של מי הנחלים הזורמים לים המלח לצורכי החקלאות והאוכלוסייה של כל מדינות האזור, גורמת לשינוי פני הסביבה ולפגיעה בתשתיות ההתיישבות והתיירות באזור. אחת התופעות הבולטות בשינוי פני הסביבה של ים המלח היא היווצרות בולענים. בולענים הם בורות שנפערים בקרקע כתוצאה מהמסת שכבת המלח שנמצאת מתחת. הבולענים מהווים סכנה בשל הפתאומיות בה הם נפערים ובשל גודלם. עומקו של הבולען הגדול ביותר שנמדד עד כה הוא כ- 11 מטר והיקפו כ-25 מטר.

שאלות

1. מהם הגורמים להתייבשות ים המלח?

2. היעזרו במקורות מידע ברשת והשיבו:

א. אילו השלכות שליליות יכולות להיות להתייבשות ים המלח?

ב. מדוע יש לשמור על ים המלח מפני התייבשות?

3. האם יש למפעלי ים המלח גם חסרונות? נמקו. כתבו מה דעתכם: מפעלי ים המלח הם ברכה או קללה? נסחו את טענתכם וכתבו טיעון מנומק.

4. הציעו רעיונות למניעת התייבשותו של ים המלח. הסבירו כל דרך שתציעו. תוכלו להציג את עבודתכם בכל דרך שתבחרו: עלון מידע, כרזה וכדומה.

101*

הבו לנו עוד ועוד דשנים!

צריכת הדשנים בעולם הולכת ועולה ככל שאוכלוסיית העולם גדלה. חשוב ביותר להגדיל את כמות היבולים של הצמחים המשמשים למזון כדי לספק את הדרישה ההולכת וגדלה של מזון לאוכלוסיית העולם.

האם לעולם נוכל לספק את הדרישה הזו למזון? האם יש בכדור הארץ כמות בלתי מוגבלת של משאבי טבע להפקת דשנים?

משימה: דשנים - עד מתי?

חוקרים ומגלים

בעקבות הלמידה - נדע...

- לתאר ולהסביר את שיעור הצריכה של הדשנים בעולם.

- להפיק מידע מגרף ולהסיק מסקנות.

הנחיות

עיינו בגרף שימוש בדשנים בעולם והשיבו על השאלות.

שימוש בדשנים בעולם 1950-2014

חשיבה

שאלות

1. כמה טונות דשנים צרכו בעולם בשנת 1950?

2. כמה טונות דשנים צרכו בעולם בשנת 2000?

3. כמה טונות דשנים צרכו בעולם בשנת 2014?

4. איזו מסקנה אפשר להסיק מהנתונים שמוצגים בגרף?

5. שערו: מהן הסיבות לגידול העצום בצריכת הדשנים בעולם?

102*

שומרים על כדור חארץ - פיתוח בר-קיימא

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסופו.

דשנים בכמות המתאימה, ללא הגזמה

כאשר מדשנים יש להוסיף לקרקע כמות דשנים מתאימה - לא פחות מדי ולא יותר מדי. כמות מתאימה של דשנים תבטיח התפתחות טובה של צמחים. עודף דשנים אינו משפר את היבולים, אלא יכול להזיק לגידולים ואף לייבש אותם כליל. עודף דשנים אינו מזיק רק לצמחים. גם בעלי חיים שמתקיימים בקרקע עלולים להיפגע מעודף הדשנים. דשנים שאינם נקלטים על ידי הצמחים עלולים להישטף לנחלים ולמי התהום. מים שיש בהם כמויות גדולות של דשנים אינם ראויים לשתייה.

אפשר גם אחרת!

משתמשים בדשנים בתבונה

ילדה: כאשר מדשנים את הקרקע בכמויות גדולות מדי, מבזבזים משאבי טבע יקרים, וגם מזהמים את הסביבה

הדרכה ופיקוח. כדי למנוע את הפגיעה בקרקע ובמים יש להדריך את החקלאים כיצד להשתמש בדשנים כדי להתאים את סוגי הדשנים ואת כמותם לצמחים שהם מגדלים. חשוב לפקח על צריכת הדשנים על ידי החקלאים.

דשנים אורגניים. ניתן לדשן את הקרקע גם בדשנים שמופקים מזבל אורגני: שאריות של צמחים, פרש של בעלי חיים וכדומה. שאריות אלה נרקבות ומתפרקות ומשחררות לקרקע חומרי הזנה. דשן זה נקרא דשונת (קומפוסט).

דשנים בשחרור איטי. יש כיום דשנים ש"משתחררים" לקרקע בהדרגה, בהתאם לתנאי הלחות ששורדים בה. ההתמוססות שלהם בקרקע תלויה גם בטמפרטורה. דשנים אלו נחשבים "ידידותיים" לסביבה.

מחזורים של גידולים. גידולים שונים קולטים מהקרקע חומרי הזנה שונים ובמידה שונה. החלפת סוגי הגידולים בכל שנה (בכל שנה גידול אחר) תורמת לשיקום הקרקע.

שאלות

1. מדוע חשוב לדשן את הקרקע בכמות מתאימה לצורכי הצמחים?

2. מהן הסיבות שבגללן יש להימנע מדישון הקרקע בעודף דשנים?

3. מהן ארבע הדרכים לשימוש נבון בדשנים? לכל אחת מהדרכים כתבו: מה עלול לקרות אם לא יבצעו אותה?

103*

בפרק זה למדנו ש...

השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום שלפניכם:

מלח הבישול משמש בעיקר בתעשיית המזון, אשלג ופוספטים משמשים כדשנים לגידול צמחים.

- בישראל מפיקים את מלח האשלג ואת מלח הבישול מתמיסות מלחים ואת הפוספטים מסלעים.

- על האדם מוטלת האחריות להפיק ולהשתמש במשאבי הטבע האלה בתבונה.

מיומנויות שהפעלנו...

- תיארנו קשר בין רכיבים.

- הצגנו תהליך בתרשים.

- אספנו ועיבדנו מידע.

- ניתחנו מחקר מדעי.

- ניסחנו בעיות והצענו פתרונות.

- הסקנו מסקנות מגרף.

- אספנו מידע ברשת.

- הבענו דעה / טיעון מנומק בדיון.

104*

במבט חוזר

עבודת צוות:

לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

1. אחד ממפעלי המלח של ישראל נמצא בעתלית השוכנת לחוף הים התיכון. בריכות האידוי של המפעל מושכות אליהן לקינון שחפיות ים ושחפיות גמדיות. בעונת החורף משמשות הבריכות מקום למינים רבים של ציפורי מים, פלמינגו, טבלנים וברווזים. בשנים האחרונות נעשו ניסיונות להפוך את האזור שבו נמצאות בריכות האידוי לאזור בנייה.

שחקו במשחק תפקידים ודונו בנושא: האם יש לבנות לבנות בתים על שטח בריכות האידוי של מפעלי המלח בעתלית?

התפקידים:

- בעל/ת מפעל המלח

- תושבי האזור

- קבלני הבנייה

- גופים ירוקים (חברה להגנת הטבע)

- המשרד להגנת הסביבה

- ועוד

א. כל אחד/ת מבעלי/ות התפקידים מתבקש/ת לאסוף מידע מעודכן מרשת האינטרנט ולהציג עמדה מנומקת.

ב. סכמו את ההסכמות ואת אי ההסכמות שעלו בדיון.

2. כדי לקבל 1,000 ק"ג קלחי תירס משטח של דונם אחד (1,000 מ"ר) קרקע, דרושים לצמחי התירס כ-14 ק"ג זרחן ו-5 ק"ג אשלגן.

שערו: כמה ק"ג של זרחן ואשלגן צריך להחזיר לקרקע כדי לשמור על פוריותה? הסבירו את השערתכם.

3. תלמידי כיתה ה ערכו ניסוי ובו זרעו מספר שווה של זרעי צנונית בשני עציצים בעלי גודל שווה וכמות קרקע שווה. תלמידי הכיתה השקו את הזרעים בכמות שווה של מים, אך הוסיפו דשן רק בעציץ אחד.

השיבו על השאלות:

א. מה לדעתכם רצו התלמידים לבדוק בניסוי?

ב. מה היו הגורמים הקבועים בניסוי?

ג. מה היה הגורם השונה?

ד. מה הייתה לדעתכם התוצאה של הניסוי?

ה. מה לדעתכם יכולה להיות המסקנה מהניסוי?

105*

4. השיבו:

א. רשמו שם של דשן שמקורו במשאבי טבע מן החי.

ב. רשמו שם של דשן שמקורו במשאבי טבע שאינם מן החי.

ג. אילו יתרונות ואילו חסרונות יש לשימוש בכל אחד מסוגי הדשנים הללו?

5. השוו בין צריכת הדשנים בעבר לצריכת הדשנים בימינו:

א. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב והשלימו בה את המידע על פי הדוגמה הבאה (היעזרו במקורות מידע).

טבלת השוואה: צריכת דשנים בעבר ובימינו

מאפיינים,  בעבר,  היום

ב. סכמו: במה שונה צריכת הדשנים היום מצריכת הדשנים בעבר?

ג. הסבירו: ממה נובעים ההבדלים בין צריכת הדשנים בעבר לבין צריכת הדשנים היום?

6. תארו במשפט את הקשר בין:

א. גידול אוכלוסיית העולם לבין השימוש בדשנים שהמקור שלהם הוא במשאבי טבע שאינם חיים.

ב. עלייה בצריכת הדשנים לבין העלייה בזיהום הסביבה.

ג. ירידה בכמות היבולים לבין הירידה בכמות הדשנים שסופקה לקרקע.

ד. תעשיית הדשנים לבין כלכלת המדינה.

106*

יש לנו אתגר!

מכינים עציצים של צמחי תבלין ליום המשפחה

תלמידי כיתה ה רצו להכין עציצים של צמחי תבלין ליום המשפחה.

בפני התלמידים עמד אתגר: כיצד להכין עציצים של צמחי תבלין שמתאימים לגידול בבית?

עבודת צוות:

מצטרפים לאתגר

1. כתבו את רשימת הפעולות שצריך לעשות כדי להתמודד עם האתגר בהצלחה. לכל פעולה נמקו מדוע חשוב לבצע אותה ודרכים לביצוע הפעולה. ארגנו את תשובותיכם בטבלה במחברת או בקובץ מחשב.

טבלה לארגון מידע: רשימת הפעולות

רשימת הפעולות,  נימוק: מדוע חשוב לעשות את הפעולה?,  דרכים לביצוע הפעולה

107*

2. בכיתה התעורר ויכוח איזה סוג דשן יש לספק לצמחי התבלין כדי שיגדלו ויתפתחו כהלכה בתנאי הגידול בתוך הבית.

טל הציעה לבדוק במשתלות אילו דשנים קיימים ולאילו סוגי צמחים הם מתאימים. מה דעתכם על ההצעה של טל?

אם ההצעה מקובלת עליכם, ערכו גם אתם תחקיר למציאת הדשן המתאים ביותר לצמחי התבלין שבחרתם לגדל.

פעלו על פי ההנחיות הבאות:

- אספו מידע על סוגי דשנים.

- תכננו טבלה מתאימה לארגון המידע.

- הגדירו קריטריונים להשוואה בין סוגי הדשנים.

- ערכו השוואה בין סוגי הדשנים והסיקו מסקנה: אילו סוגי דשנים מתאימים לגידול צמחי התבלין שבחרתם?

3. לאחר בחירת סוג הדשן התלמידים רצו לבדוק מהי כמות הדשן הדרושה להתפתחות תקינה של צמחי התבלין שרצו לגדל.

- נסחו את שאלת החקר.

- היעזרו בנווט תהליך החקר המדעי ותכננו דרך לקבלת תשובה לשאלת החקר. היעזרו בכרטיסי הניווט ובצעו את שלוש המשימות העיקריות:

- ניסוח שאלת החקר.

- העלאת השערות.

- תכנון וביצוע הניסוי.

אל תשכחו לבצע חקירה והערכה בכל משימה - בהתאם לנדרש!

- הסיקו מסקנה: מהו סוג הדשן ומהי הכמות הדרושה לגידול צמחי התבלין שלכם?

שימו לב: נווט תהליך החקר המדעי נמצא בסוף ספר הלימוד.

4. להמשך תהליך תכנון והכנת העציצים של צמחי התבלין פנו לנווט תהליך התיכון. היעזרו בכרטיסי הניווט ובצעו את שלוש המשימות המרכזיות:

- הבנת הבעיה.

- העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים.

- תכנון והכנת העציצים.

אל תשכחו לבצע חקירה והערכה בכל משימה - בהתאם לנדרש!

שימו- לב: נווט תהליך התיכון נמצא בסוף ספר הלימוד.

5. כיצד עזר לכם תהליך החקר המדעי להתמודדות עם האתגר הטכנולוגי?

בהצלחה!

108*

שער שני: טכנולוגיה במחשבה תחילה

108*

פרק ראשון: חומרים מעשה ידי אדם

פרק שני: תהליך הייצור התעשייתי (הרחבה)

109*

תכנון חכם למכונה "חכמה"

אפרים קישון, הסופר ההומוריסטי הנודע, כתב פעם על חבורה של מומחים לטכנולוגיה, אנשים בעלי שם עולמי, שתכננו ובנו את המכונה המושלמת. המכונה הזו ידעה לשתול צמחי תפוח אדמה, להשקות אותם, לדשן אותם ולטפל בהם עד שהניבו יבול גדול. אותה מכונה, כך תכננו המומחים, הייתה קוטפת את תפוחי האדמה, מנקה אותם, מקלפת אותם, חותכת אותם לרצועות מדויקות, מטגנת אותם, אורזת אותם כצ'יפס טעים ופריך, ובסוף... אוכלת אותם!

כיצד התפתח התהליך הטכנולוגי במרוצת הדורות?

110*

פרק ראשון: חומרים מעשה ידי אדם

110*

"ללבוש בצק"

לפעמים, כשאומרים לעומר "אל תעשי", דווקא אז הסקרנות שלה מתעוררת. היא רוצה לראות במו עיניה את הפלא הזה... איך בצק, שעשוי מקמח וממים, משנה את הצורה שלו ותופח וגדל ומתנפח. "רק להציץ!.." היא חשבה, ומיד הרגישה גל חום של התרגשות מציף אותה. היא פשטה מעליה את הסוודר, כדי להתקרר מעט וכדי שלא יראו שהיא מסמיקה, ואז, פתאום, עלה במוחה רעיון:

"כשאני מתרגשת עולה לי החום ואני מסמיקה, וכשהבצק 'נבהל' הוא מתכווץ", כך היא חשבה, "אולי אפשר להמציא בגד מחומר, שכמו הבצק יתפח ויתכווץ וגם יחליף צבעים לפי מצב הרוח או לפי מזג האוויר?"

עומר: האם זה אפשרי?

האם בני אדם יכולים לייצר חומרים חדשים מחומרים שקיימים כטבע?

111*

בעקבות הלמידה - נדע...

- להסביר מהו פלסטיק ולהכיר את היתרונות ואת החסרונות של השימוש במוצרי פלסטיק.

- להסביר מהם "חומרים חכמים" ולתאר את השימושים שלהם.

- לתכן מוצר שעונה על צורך.

מושגים שנלמד

- חומר טבעי, חומר מלאכותי, חומר מעובד

- פלסטיק, "חומרים חכמים".

- חומר מתכלה, חומר שאינו מתכלה.

- תהליך תיכון, מוצר, דרישות מהמוצר.

מיומנויות שנפעיל

- לתכנן ולבצע תצפיות וניסויים.

- לאפיין תכונות של חומרים.

- להתאים תכונות של חומר לדרישות מהמוצר.

- לבחור פתרונות מתאימים לבעיות.

- לנסח טיעונים מבוססים.

- לתכן מוצר בעזרת תהליך התיכון.

112*

מוקפים בפלסטיק

בעבר השתמשו בני האדם במשאבי הטבע שהיו זמינים בסביבתם, למשל אבנים, ענפים, עצמות של בעלי חיים. בחלוף הזמן הכירו בני האדם משאבי טבע נוספים דוגמת עפרות מתכת, פחם, נפט ועוד רבים אחרים.

אפשר ללמוד על העבר בעזרת סיפורם של כלים. החומרים והשיטות שמהם ייצרו בני האדם כלים יכולים לספר את סיפורה של התקופה ההיסטורית.

ילד: והתקופה שבה אנו חיים? על שמם של אילו חומרים הייתם מציעים לכנות אותה?

תקופת האבן היא התקופה שבה החלו בני האדם לייצר כלים. הכלים היו עשויים מאבנים.

תקופת הנחושת היא התקופה שבה הפיקו את המתכת הראשונה - נחושת, וייצרו ממנה כלים.

תקופת הברונזה, המאוחרת יותר, היא התקופה שבה המציאו את הברונזה (ארד). הברונזה היא מסג (תערובת) של נחושת ובדיל. מסג זה שימש להכנת כלים חזקים ועמידים.

תקופת הברזל, המאוחרת יותר, היא התקופה שבה הצליחו בני האדם לעבד ברזל.

תקופת האבן

תקופת הנחושת

תקופת הברונזה

תקופת הברזל

בראשית המאה ה-20 התחילו להשתמש בחומרים פלסטיים ליצירת סוגים שונים של פלסטיק. המשותף לכל סוגי הפלסטיק הוא שכולם עוצבו לצורתם הסופית מחומרים פלסטיים כשהיו רכים או נוזלים למחצה - זהו מצב שבו ניתן לעצב את צורתם הסופית. השם של סוג הפלסטיק מציג בדרך כלל את השם של החומר הפלסטי שממנו יצרו אותו.

מילון:

תכונה פלסטית: תכונה המאפשרת שינוי בצורת החומר עקב הפעלת לחץ. הצורה של החומר תשמר למרות הפסקת פעולת הלחץ (כמו בפלסטלינה).

113*

משימה: פלסטיק - היכן?

בעקבות המשימה - נדע...

- לתכנן דרכים לבדיקת תכונות של סוגי פלסטיק.

- לתאר תכונות של סוגי פלסטיק ואת התאמתם לדרישות מהמוצר.

- להסיק מסקנות אודות התכונות הדומות והשונות שיש לסוגי פלסטיק.

תצפית

התבוננו סביבכם ורשמו שמות של חמישה מוצרים עשויים מפלסטיק.

דוגמאות: ציוד משרדי, כלי אוכל, ריהוט, כלי אחסון, חוטי חשמל עם ציפוי פלסטיק, ועוד.

שימו לב: פלסטיק הוא כינוי לקבוצה גדולה של חומרים שייצרו אותם מחומרים פלסטיים. דוגמאות: פוליאסטר, פי-וי-סי, פוליאתילן וגומי סינתטי.

1. בדקו אילו תכונות יש לסוגי הפלסטיק שמהם עשויים חמשת המוצרים. בדקו תכונות כמו קשיות, אטימות למים, כובד (קל מ... כבד מ...), גמישות, מוליכות חום ועוד.

2. תכננו את דרך הבדיקה.

בקשו מהמורה את הציוד הדרוש לכם ובצעו את הבדיקה.

3. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) וארגנו בה את תוצאות הבדיקה.

טבלת לארגון מידע: תכונות של סוגי פלסטיק שמהם עשויים המוצרים

114*

4. השוו בין התכונות של סוגי הפלסטיק השונים והסיקו מסקנות:

א. באילו תכונות הם דומים זה לזה?

ב. באילו תכונות הם שונים זה מזה?

5. בעשרות השנים האחרונות הולך וגדל השימוש במוצרי פלסטיק בהשוואה לשימוש בחומרים אחרים (למשל, עץ ומתכות). הסבירו מדוע.

6. לגבי כל אחד מחמשת המוצרים שחקרתם בשאלה 3 בדקו את ההתאמה של תכונות הפלסטיק למאפייני המוצר (מטרה והדרישות מהמוצר).

כדי להשיב על השאלה, שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) והשלימו את מאפייני המוצרים המוצגים בה.

שימו לב: דרישות מהמוצר הן התכונות שצריכות להיות למוצר.

טבלה לארגון מידע: אפיון מוצרים

מאפייני המוצר,  המוצר: שקיות,  המוצר: כסא,  המוצר: קסדה,  המוצר: סלסילה,  המוצר: מיכל לדלק

115*

משימה: פלסטיק בשירות האדם

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת המידע - נדע...

- להסביר את ההבדל בין חומר טבעי לבין חומר מלאכותי.

- לתאר את תכונות הפלסטיק ואת ניצולו בשימושים השונים.

- להביע דיעה אודות היתרונות והחסרונות לשימוש בפלסטיק.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 116.

פלסטיק בשירות האדם

בני אדם השתמשו בחומרים טבעיים (אבנים, ענפים, עצמות ועורות בעלי חיים) עוד בתקופות רחוקות בהיסטוריה. את החומרים הטבעיים עיבדו

לצורכיהם וייצרו מהם מוצרים שונים. עם הזמן, הודות להתפתחות הידע המדעי והטכנולוגי, למדו בני האדם לייצר מהחומרים הטבעיים חומרים מלאכותיים. חומר מלאכותי הוא חומר שנוצר על ידי האדם והוא לא קיים בטבע.

המצאת הפלסטיק היא אחת ההמצאות החשובות של האדם. את מוצרי הפלסטיק הראשונים ייצרו לפני כמאה שנה. הפיקו אותם מחומרים טבעיים כמו קזאין (המצוי בחלב) ותאית (מצויה בצמחים). מקזאין הפיקו מוצרים שונים לשימוש ביתי, ומתאית הפיקו את הצלולואיד לסרטי צילום.

את רוב מוצרי פלסטיק מייצרים מחומרים שמקורם בנפט הגולמי.

הנפט הגולמי הוא חומר טבעי. מנפט גולמי מייצרים חומרים פלסטיים המשמשים לייצור מוצרי פלסטיק. החומרים הפלסטיים נוחים לעיבוד ואפשר לעצב אותם באין ספור צורות בדרכי ייצור שונות לפלסטיק.

ניילון, סיליקון; פוליאורתן, מלמין הם דוגמאות נוספות של חומרים פלסטיים

שמהם מייצרים מוצרי פלסטיק שונים.

חומרים טבעיים

116*

אט אט החל הפלסטיק להחליף את אריזות הנייר, את רהיטי העץ, את כלי העבודה, את צעצועי העץ, את מעילי העור, את המוצרים שהיו עשויים גומי טבעי ועוד.

לסוגי הפלסטיק השונים יש תכונות משותפות: הם מוליכי חשמל גרועים ולכן משתמשים בהם כמבודדי חשמל (למשל, מתגים), הם מוליכי חום גרועים ולכן משתמשים בהם כמבודדי חום (למשל, ידיות של סיר בישול).

לסוגי הפלסטיק השונים יש תכונות מגוונות ביותר: למשל, הם קלים, יש גמישים ויש קשיחים, יש כאלה הניתכים בקלות ויש עמידים בטמפרטורות גבוהות, יש הנשרפים בקלות ויש הנשרפים רק בתנאים מיוחדים.

שאלות

1. הסבירו את ההבדל בין חומר טבעי לבין חומר מלאכותי. הביאו דוגמאות.

2. מאיזה מקור טבעי מפיקים כיום את רוב החומרים שמהם מייצרים פלסטיק?

3. הסבירו: האם מי שמשתמש/ת בפלסטיק משתמש/ת גם במשאבי טבע?

4. אילו תכונות של פלסטיק מנצל האדם לשימושיו השונים? הביאו דוגמה של תכונה ואת ניצולה בשימוש במוצר פלסטיק.

5. אילו יתרונות לדעתכם יש לשימוש בפלסטיק על השימוש בחומרים אחרים? הביאו דוגמאות.

6. האם יש לדעתכם חסרונות לשימוש בפלסטיק? הסבירו את דעתכם.

מוצרי פלסטיק

117*

חושבים ועושים טכנולוגיה

קזאין - חומר פלסטי מחלב!

החומרים הפלסטיים שמהם מכינים את סוגי הפלסטיק כיום, הם למעשה חומרים "צעירים", בהשוואה לחומרים אחרים שבני אדם כבר השתמשו בהם בעבר הרחוק, כמו אבן, עץ או מתכות שונות. לפני כמאה שנה המציאו תהליך שבו הפיקו חומר פלסטי מחלב. החומר הפלסטי הזה הוא חלבון (טבעי) ושמו קזאין. בפעילות הבאה נתנסה בתהליך המדגים הפקת קזאין וייצור מוצר פלסטיק מחומר זה.

משימה: מפיקים קזאין

בעקבות המשימה - נדע...

- להפיק חומר פלסטי מחלב ולעצב ממנו מוצר פלסטיק.

- לתאר באמצעות בדיקות את תכונות הקזאין.

- להשתמש במיומנויות ביצוע.

בטיחות!

שלב א של המשימה יבוצע בהדגמה על ידי המורה בלבד!

על המורה ללבוש כפפות, להרכיב משקפי מגן ולאסוף שיער.

ציוד וחומרים

- כוס חלב 1 אחוז, רבע כוס חומץ

- אמצעי חימום (רצוי מיקרוגל שהוא בטיחותי יותר!)

- כלי לחימום. אם משתמשים במיקרוגל אין להשתמש בכלי שעשוי ממתכת!

- מד טמפרטורה

- מגבת נייר, כפפות, משקפי מגן, מגש חסין אש, מים

- מסננת דקה מאוד, כפית לערבוב

- טבעת של מחזיק מפתחות, קיסמים

1. יוצקים חלב לסיר ומחממים

2. יוצקים חומץ לחלב המחומם

118*

מן החומר אל המוצר

שלב ראשון: מפיקים את החומר

1. מזגו את החלב לכלי החימום.

2. חממו את החלב עד לטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס בערך.

3. הרחיקו את הכלי ממקור החימום.

4. מזגו את החומץ לאט לתוך החלב וערבבו בזהירות בעזרת כפית. התבוננו במתרחש ורשמו מה קורה.

5. צקו את כל מה שנמצא בתוך הכלי למסננת.

6. שטפו במים את מה שנשאר על גבי

התבוננו ורשמו: מה התקבל על המסננת?

7. יבשו בעזרת מגבת נייר את מה שנשאר על המסננת.

8. הדקו ואחדו, תוך כדי לישה בידיים, את כל החומר כדי להפוך אותו לגוש אחיד.

בטיחות!

השלב הראשון ייעשה בהדגמה על ידי המורה.

שלב שני: בודקים תכונות

1. בדקו את תכונות החומר שקיבלתם: גמישות, קשיות, מוליכות חשמלית, אטימות למים ועוד. במידת הצורך בקשו מהמורה את הציוד הדרוש לכם לביצוע הבדיקות.

2. תארו בכתב את תכונות החומר שקיבלתם.

3. מערבבים היטב

4. מסננים את הגושים

119*

שלב שלישי: מעצבים מוצר

השלב הראשון הסתיים בהצלחה! הפקנו חומר פלסטי מחלב. כעת נשתמש בחומר זה להכנת מוצר. למשל, מחזיק מפתחות. תוכלו לעשות זאת בכמה דרכים. הנה אחת מהן:

1. עצבו צורה מהחומר שהפקתם. תוכלו לעצב צורה בעזרת הידיים (כמו בעבודה עם פלסטלינה), אפשר גם להשתמש בתבניות מוכנות (כמו אלה של קוביות קרח).

2. חוררו חור בעזרת קיסם בצורה שיצרתם.

3. הניחו את היצירה שלכם לייבוש במשך ימים אחדים. עקבו אחר תהליך הייבוש ורשמו מה משתנה בו עם הזמן.

4. צבעו את המוצר.

השחילו את טבעת מחזיק המפתחות לתוך החור. הנה, השלמנו את המלאכה - מחומר הגלם (חלב) למוצר!

ילד: אפשר להוסיף צבע מאכל לחלב לפני שלב החימום, ואז מפיקים קזאין צבעוני

ילדה: לא נורא, בפעם הבאה

קראו על מוצרים שאפשר להכין מהחומר הפלסטי קזאין במידעון מקזאין למוצרים שבעמוד 120.

סיכום

בפעילות הפקנו חומר פלסטי. הוספת חומץ לחלב מחומם גרמה להיווצרות גושים לבנים של חומר לבן שנקרא קזאין. הקזאין הוא סוג של חומר פלסטי טבעי. את הקזאין אפשר לעבד ולייצר ממנו מוצרי פלסטיק.

חומר פלסטי: קזאין

מוצרי פלסטיק מקזאין

120*

היודעים אתם ש... (העשרה)

מקזאין למוצרים

כבר לפני יותר ממאה שנה, שימש הקזאין להפקת פלסטיק. התהליך התעשייתי שבו מייצרים פלסטיק מקזאין מורכב יותר מהדרך שבה השתמשנו. בתהליך התעשייתי משתמשים בחומרים אחרים במקום חומץ.

במרוצת השנים שימש הפלסטיק מקזאין לייצור מוצרים שונים: כפתורים, ידיות לרהיטים, קופסאות לתמרוקים, מסגרות, קופסאות של מקלטי רדיו ושעונים, מחזיקי מפיות, עטים נובעים יוקרתיים ועוד רבים. הייצור התעשייתי של החומר הפלסטי הזה ממשיך גם כיום, אם כי כיום רוב החומרים הפלסטיים מיוצרים מחומרים אשר מקורם בנפט גולמי.

מוצרי פלסטיק מקזאין

121*

שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסופו.

המחיר הסביבתי שיש לשימוש בפלסטיק

השימוש במגוון הרחב של מוצרי הפלסטיק מביא תועלת רבה לאדם. אבל יותר ויותר מתברר שהשימוש במוצרי פלסטיק גורם נזק לסביבה:

- פגיעה בנוף. בניגוד לנייר, לעץ ולקזאין שמתפרקים יחסית מהר, מתברר שלסוגי הפלסטיק שמקורם בנפט גולמי נדרש זמן רב מאוד להתפרק (כ-400 שנה ויותר - אם בכלל). סוגי הפלסטיק האלה נחשבים לחומרים שאינם מתכלים (אינם נגמרים). פסולת של מוצרי פלסטיק מצטברת בסביבה ומכערת את הנוף.

- פגיעה באיכות האוויר. שרפה של "הררי" פסולת הפלסטיק במזבלות פולטת גזים רעילים לאוויר. תוצרי השרפה מזהמים מאוד את האוויר ושאיפה של האוויר המזוהם מסוכנת מאוד לבריאות.

- פגיעה ביצורים חיים. בעלי חיים שונים עלולים לבלוע שקיות פלסטיק הסותמות את מערכת העיכול שלהם ואף עלולות לגרום למותם. חתיכות של שקיות פלסטיק נמצאו בגללים של בעלי חיים (דוגמת זאבים ושועלים) המחפשים מזון באתרי אשפה. דולפינים וצבי ים נפגעים מבליעה של שקיות פלסטיק שנראות להם כמדוזות.

- פגיעה בבטיחות. שקיות פלסטיק ויריעות פלסטיק שזורקים לנהרות, לאגמים או לים יכולות לחדור למנועים של ספינות ולאוניות בים ולשתק את פעולתן. שקיות פלסטיק שעפות ברוח מסכנות את הנהגים בכבישים בכך שהן עלולות להידבק לשמשות הקדמיות של הרכב או להסיח את דעת הנהגים.

מפגע סביבתי: פסולת פלסטיק

פתרון: כלוב למחזור בקבוקי פלסטיק

122*

שאלות

1. לפניכם רשימה של מפגעים סביבתיים שנגרמים משימוש במוצרי פלסטיק.

רשמו: מה הקשר בין השימוש במוצרי פלסטיק לבין כל אחד מהמפגעים האלה?

א. פגיעה בנוף

ב. פגיעה באיכות האוויר

ג. פגיעה ביצורים חיים

ד. פגיעה בבטיחות

2. לפניכם רשימה של פתרונות לצמצום הפגיעה שנגרמת משימוש במוצרי פלסטיק. לכל פתרון, רשמו כיצד נוכל לצמצם את הפגיעה אם נאמץ אותו.

א. שימוש חוזר במוצרי פלסטיק

ב. שימוש בכלים רב פעמיים

ג. שימוש בפלסטיק מתכלה (ראו דוגמה בקטע המידע "פלסטיק מתירס, עמוד 123)

3. הציעו לבעלי מרכולים איזו שקית עדיפה לשימוש - שקית מנייר, שקית מפלסטיק מתכלה, שקית פלסטיק שאינה מתכלה.

רשמו כמה שיותר נימוקים להצעה שלכם.

הציגו את ההצעה בצורה מעניינת: המחזה, פרסומת, שיר, מכתב וכדומה.

4. רוב האנשים משתמשים מדי יום במוצרי פלסטיק.

א. אילו פעולות אנחנו יכולים לעשות בבית ובבית הספר כדי לצמצם את הפגיעה של היצטברות הפלסטיק בסביבה?

ב. חברו כרזה למסע הסברה המציג את הפעולות שהצעתם.

פסולת פלסטיק

צב ים שנפגע משקית פלסטיק

123*

אפשר גם אחרת: פועלים למען הסביבה

השימוש בפלסטיק כל כך רחב והפגיעה בסביבה כה גדולה שחייבים לשפר את המצב. כיצד אפשר להקטין את הפגיעה בסביבה?

ילד א: לעבור לשימוש בשקיות ובכלים רב פעמיים

ילד ב: להמציא חומרים אחרים שלא מזיקים לסביבה

ילד א: לצמצם את צריכת הפלסטיק

ילדה א: לייצר שקיות מפלסטיק מתכלה

ילדה ב: למחזר שקיות

היודעים אתם ש... (העשרה)

חומרים פלסטיים מתירס

כבר כיום מפיקים חומרים פלסטיים שעשויים מעמילן של צמח התירס. מחומרים אלו מייצרים כיום שקיות, כלי אוכל חד פעמיים ואריזות מזון חד פעמיות. עמילן התירס הוא חומר מתכלה - חיידקים יכולים לפרק אותו. את ה"פלסטיק מהתירס" ניתן להשליך לאשפה בגמר השימוש, או לערימת הקומפוסט, ותוך זמן מה הוא יתפרק בלי להשאיר חומרים מזהמים. "פלסטיק מתירס" הוא חומר חדש למדי והוא אינו מיוצר עדיין בהיקף גדול, שכן מחירו גבוה מאוד.

חישבו: אילו יתרונות יש לשימוש בפלסטיק שמקורו ביצורים חיים - צמחים, לעומת השימוש בפלסטיק שמקורו בנפט גולמי?

124*

חומרים "חכמים" בשירות האדם

וודאי שמעתם על מוצרים חכמים כמו טלפון חכם.

האם שמעתם על חומרים חכמים? מהו חומר חכם?

חומרים חכמים הם חומרים שתכונות מסוימות שלהם משתנות כאשר מפעילים עליהם לחץ, או מחממים אותם, או מעבירים דרכם זרם חשמלי ועוד. כאשר מפסיקים את הפעולות האלה - החומרים חוזרים למצבם הקודם.

אילו שימושים אפשר לעשות למשל בחומר חכם שהצבע שלו משתנה כשמחממים אותו?

משימה: הקומקום "החכם"

קוראים, כותבים ומבינים

- להסביר על אילו צרכים עונה הקומקום ה"חכם" ועל איזה עיקרון מדעי הוא פועל.

- להסביר מהו חומר "חכם".

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסופו.

הקומקום ה"חכם"

בשנת 2001 המציאו את הקומקום ה"חכם". המיוחד בקומקום החכם שהומצא הוא שצבעו משתנה מכחול לוורוד לפי טמפרטורת המים. כאשר טמפרטורת המים שבתוכו היא בטמפרטורת החדר הוא נראה כחול. כאשר המים בתוכו רותחים (100 מעלות צלזיוס) הוא הופך ורוד זוהר. שינוי הצבע (מכחול לוורוד ולהיפך) יפה למראה ומושך את העין. אולם שינוי הצבע נועד לא רק ליופי אלא גם לבטיחות. הצבע הוורוד הזוהר מסמל סכנה: "זהירות המים רותחים!". נוסף על צרכים אלה, הצבע הוורוד נועד גם לחיסכון. גם לאחר זמן אפשר לדעת מהי טמפרטורת המים לפי צבע הקומקום: אם הקומקום עדיין ורוד סימן שטמפרטורת המים עדיין גבוהה וכך חוסכים אנרגיה.

מה גורם לצבע של הקומקום להשתנות? בתהליך ייצור הפלסטיק המיועד לקומקום, מכניסים חומרים מיוחדים בעלי תכונה של שינוי צבע בחימום. חומרים אלה חוזרים לצבעם הקודם כאשר הם מתקררים. יש המכנים חומרים אלה בשם חומרים חכמים.

בשנת 2014 שיפרו את הקומקום הזה וייצרו קומקום רגיל שבו מתחלפת התאורה הצבעונית לפי הטמפרטורה של המים.

שאלות

1. על אילו צרכים עונה הקומקום ה"חכם"?

2. תארו את שינויי הצבע. מה מסמל כל שינוי של צבע?

3. מה גורם לקומקום ה"חכם" לשנות את צבעו?

4. הסבירו: מדוע קוראים לקומקום הזה קומקום "חכם"?

125*

מתכות "חכמות"

בשנים האחרונות מתרחב השימוש במתכות ה"חכמות".

מתכות אלה משמשות כחומר גלם בתחומי התעופה, החלל והרפואה.

דוגמה לחומר "חכם" הוא הניטינול.

הניטינול עשוי מהמתכות ניקל וטיטניום ומכאן שמו.

ניטינול משמש לייצור אנטנות לוויינים, מסתמי לב, מחטים לניתוח ומגבים למכונית. הניטינול משמש גם כרכיב נע בעיניים של בובות ואפילו כטריק לכיפוף כפיות על ידי קוסמים.

אחת התכונות של הניטינול היא זיכרון צורה.

משימה: חומר "חכם" בפעולה

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר את תכונת החומר ה"חכם" ניטינול.

- לנתח מוצר המשלב את החומר ה''חכם" ניטינול.

ציוד: שני סוגים של קפיצי ניטינול, קפיץ פלדה, מד טמפרטורה (כוהל), 2 כוסות כימיות 250 של סמ"ק, מים בטמפרטורה של 30 מעלות צלזיוס, מים בטמפרטורה של 70 מעלות צלזיוס

חלק א: מהו זיכרון צורה?

הנחיות

לפניכם קפיץ ניטינול וקפיץ פלדה.

שלב א

1. איחזו בקצוות של כל קפיץ ומתחו אותם עד לקבלת חוטים ישרים (במידת האפשר).

2. טיבלו את שני החוטים בכוס מים בטמפרטורה של 30 מעלות צלזיוס.

3. התבוננו במתרחש. איזה מבין שני החוטים חזר לצורת הקפיץ?

4. חזרו שוב על שלבים 3-1.

5. ישרו שוב את קפיץ הניטינול. חממו אותו בין שתי כפות הידיים.

מה קרה לחוט?

6. הסיקו מסקנה: לאיזה מבין שני החומרים מתאים נכינוי "חכם"?

מהי "חוכמתו"? הסבירו את תשובתכם.

126*

בטיחות!

מטעמי בטיחות (מים חמים) סעיף 5 יבוצע על ידי המורה בלבד (על שולחן המורה). טבילת הקפיץ במים בטמפרטורה של 70 מעלות צלזיוס והוצאתו מהמים תיעשה על ידי המורה בלבד.

שלב ב

1. קבלו מהמורה קפיץ אחר של ניטינול.

- את קפיץ הניטינול הזה נכנה בשם קפיץ ב.

- את קפיץ הניטינול שבו השתמשתם בשלב א נכנה בשם קפיץ א.

2. השוו בין שני קפיצי הניטינול. איזה קפיץ נמתח יותר בקלות?

3. מתחו את שני הקפיצים עד לקבלת שני חוטים ישרים.

4. טבלו את שני החוטים במים שהטמפרטורה שלהם היא 30 מעלות צלזיוס. תארו מה קרה לכל חוט.

5. המורה טובל/ת את שני החוטים במים שהטמפרטורה שלהם היא 70 מעלות צלזיוס. תארו מה קרה לכל חוט. שימו לב: אין לגעת בחוט החם מחשש לכוויה!!!

6. חזרו שוב על סעיפים 3-5. האם ההתנהגות של שני סוגי חוט הניטנול חזרה?

7. מתחו שוב את קפיץ ב (באישור המורה לאחר התקררותו) וחממו את החוט שהתקבל בין כפות הידיים. האם החוט חזר לצורתו המקורית?

8. הסיקו מסקנה: במה דומה ההתנהגות של שני חוטי הניטינול ובמה היא שונה?

9. נסחו שאלות שעולות אצלכם בעקבות ביצוע שלב א ושלב ב של המשימה.

השתמשו במילות שאלה כגון: מהו ההסבר? כיצד? מה הקשר? איזו השפעה?

מידעון: מהו מסג בעל זיכרון צורה?

את זיכרון הצורה של הניטינול מקבעים באמצעות חימום וקירור.

1. מכינים סליל מחוט של ניטינול ומחממים אותו.

2. טובלים את הסליל החם במים קרים.

3. תוצאה: צורת הסליל קובעה.

שימו לב!

התמונות שלפניכם הם מידע. הניסוי יכול להיעשות רק על ידי המורה.

1. מכינים סליל

2. לפני החימום

3. מחממים

4. טובלים במים

127*

סיכום

בניסויים שערכנו השתמשנו בשני סוגים של החומר ה"חכם" ניטינול. סוג ראשון (קפיץ א) זוכר את צורתו בטמפרטורה של 30 מעלות צלזיוס. סוג שני (קפיץ ב) זוכר את צורתו בטמפרטורה של 70 מעלות צלזיוס. בסדרת התמונות הבאה תוכלו לראות כיצד חוט של ניטינול חוזר לצורתו בעקבות חימום.

שימו לב!

התמונות שלפניכם הם מידע. הניסוי יכול להיעשות רק על ידי המורה.

חלק ב: חוקרים מוצר (בהדגמה של המורה בלבד!)

ציוד: דגם "המהלך" מפזר חום

1. התבוננו בדגם שלפניכם.

2. בדקו מאילו רכיבים הדגם בנוי.

3. היכן נמצא קפיץ הניטינול בדגם?

4. מה יקרה לדעתכם אם נחמם את הקפיץ?

5. חממו את הקפיץ בעזרת מפזר חום או נר.

6. תארו מה קרה.

7. שערו: לאיזה שימוש אפשר לנצל את קפיץ הניטינול?

128*

היודעים אתם ש... (העשרה)

כיצד המציאו את הניטינול?

חלק מהגילויים בעולם התגלו במקרה וכך גם התכונה של הניטינול כחומר הזוכר את צורתו הקודמת וחוזר אליה כתוצאה משינוי טמפרטורה.

החוקר בוהלר, שעבר במעבדות מחקר ימיות, התחיל בשנת 1958 לחקור את המסג ניטינול. הוא הכין לתצוגה כלשהי תיל ארוך ודק של ניטינול שאותו קיפל לצורה של אקורדיון. הצורה הזו נשארה כך בטמפרטורת החדר בלי להישבר. תיל הניטינול המקופל כאקורדיון הועבר בין חברי הצוות, עד שהגיע לאחד המנהלים שעישן מקטרת. החום מהמקטרת השפיע על הניטינול ולהפתעת כולם הוא חזר מיד לאורכו הקודם (הוא זכר את מצבו הקודם).

לאחר הגילוי המקרי הזה של תכונת הזיכרון של החומר (יכולתו לחזור למצב הקודם) נעשו ניסויים רבים וגם פותחו מוצרים רבים שתכונה זו יכולה לסייע להם, כמו לדוגמה: רצועות המתכת של הגשר האורתודנטי (ליישור שיניים), התומכן בעורקים, חלקים לאנטנות בחלל, תחליפים לרצועות בגוף האדם ועוד.

לפניכם דוגמה לשימוש בחומר ה"חכם" ניטינול.

- באיזה מצב נמצאים סלילי הניטינול בתמונה מספר 1?

- לסלילים חיברו משקולת והדליקו נר (תמונה 2).

- תארו מה קרה לסלילי הניטנול? מה קרה למשקולת?

- הסבירו את התופעה.

- הציעו שם לדגם.

הדגם נבנה על ידי טל טלמון ועידו סדן, כל הזכויות שמורות.

129*

בואו נתכן!

תכננו "מוצר חכם" המשלב קפיץ ניטינול. בתהליך פתרון הבעיות השתמשו בנווט תהליך התיכון (פנו לארגז הכלים שבסוף ספר הלימוד).

משימה: הגדרת הבעיה, הדרישות והאילוצים

1. הגדירו את המטרה של המוצר "החכם".

על איזה צורך הוא צריך לתת מענה?

2. הגדירו את הבעיה.

3. הגדירו את הדרישות מהמוצר של ה"מוצר החכם".

הדרישות מהמוצר יכולות להיות:

- מוצר מחומר אטום למים.

- מוצר שאינו שביר.

- כל דרישה אחרת.

4. הגדירו את האילוצים שאתם חייבים להביא בחשבון בבניית המוצר. אילוצים יכולים להיות:

- איזה מידע נוסף דרוש לכם?

- כל אילוץ אחר.

לאחר שהגדרתם את הבעיה, את הדרישות ואת האילוצים, העריכו האם אתם יכולים להמשיך בתהליך והחליטו:

- האם אתם ממשיכים להעלות רעיונות לפתרון? אם כך עברו לעמוד 130.

או:

- האם אתם ממשיכים לבניית הפתרון כדגם או כאב סיפוס? אם כן, עברו לעמוד 131.

ניווט תהליך התיכון:

בעיה / צורך

העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים

תכנון ובניית דגם או אב טיפוס - פתרון מתאים

חקירה, הערכה, ביצוע

130*

משימה: העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים

ניווט תהליך התיכון:

בעיה / צורך

הגדרת הבעיה הדרישות והאילוצים

תכנון ובניית דגם או אב טיפוס - פתרון מתאים

חקירה, הערכה, ביצוע

העלו רעיונות

1. כל אחת ואחד מחברי/ות הקבוצה חושב/ת על רעיונות לבניית מוצר שעושה שימוש בקפיץ של ניטינול.

2. משתפים את כל חברי/ות הקבוצה ברעיונות. כל החברים בקבוצה מגבשים יחד רעיונות.

3. לבחירת הרעיון לפתרון המתאים ביותר דרוש תהליך של השוואה וקבלת החלטות. הכינו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) להשוואת הרעיונות לפי הדרישות מהמוצר והאילוצים.

טבלת השוואה: רעיונות למוצר

קריטריונים להשוואה,  רעיון 1,  רעיון 2,  רעיון3

4. השלימו בטבלה את המידע המתאים לכל אחד מהרעיונות שהעליתם.

5. השוו בין הרעיונות על פי הדרישות והאילוצים והחליטו יחד איזה רעיון הוא המתאים ביותר.

6. תארו במילים או בתרשים את הרעיון המתאים ביותר.

בצעו תקירה על פי הצורך שלכם במידע על:

- הפתרונות הקיימים (עמוד 132).

- חומרים המתאימים למוצר (עמוד 132).

- כל חקירה אחרת הנחוצה לכם.

אל תשכחו לבדוק האם יש לכם את כל המידע הנחוץ לפתרון הבעיה.

בסיום שלב זה של העלאת רעיונות ובחירת פתרון הציגו בדף מסכם את המידע הבא:

- שרטוטים ותיאורים של הרעיונות.

- הערכת הרעיונות.

- נימוק לבחירת הרעיון המסוים לביצוע.

131*

משימה: תכנון ובניית דגם או אב טיפוס

ניווט תהליך התיכון:

בעיה / צורך

הגדרת הבעיה הדרישות והאילוצים

העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים

חקירה, הערכה, ביצוע

1. תכננו את "המוצר החכם" בהתאם לדרישות ולאילוצים שרשמתם. פעלו על פי ההנחיות הבאות:

א. הכינו רשימה של רכיבים שצריכים להיות ב"מוצר החכם" שלכם.

ב. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב וכתבו (ראו דוגמה) איזה תפקיד יש לכל אחד מהרכיבים?

טבלה לארגון מידע: תפקיד הרכיבים במוצר

הרכיב,  תפקידו

ג. הכינו שרטוט של המוצר.

השרטוט צריך לכלול את הפרטים הבאים:

- הרכיבים של "המוצר החכם".

- כתוביות לכל רכיב.

- תיאור הסדר והארגון של הרכיבים.

- תיאור החיבור בין הרכיבים.

- הסבר על פעולת ה"מוצר" ועל התפקיד של החומר "החכם" במוצר.

ד. בנו את "המוצר החכם". פעלו על פי ההנחיות הבאות:

- הכינו את כל הרכיבים הדרושים לכם בהתאם לתכנון.

- בנו את "המוצר החכם" לפי כל הפרטים שבשרטוט.

- צלמו את "המוצר החכם" שלכם.

132*

ניווט תהליך התיכון:

בעיה / צורך

הגדרת הבעיה הדרישות והאילוצים

העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים

תכנון ובניית דגם או אב טיפוס - פתרון מתאים

חקירה, הערכה, ביצוע

משימה: חקירה

אוספים מידע (על חומרים ופתרונות קיימים)

1. מה המידע החסר לכם כדי לפתור את הבעיה? באיזה מקור מידע תחפשו מידע זה?

2. אילו מוצרים נוספים עשויים מ"חומרים חכמים"?

על איזו מטרה הם עונים?

3. מהן התכונות הייחודיות של החומרים ה"חכמים" שאפשר לנצלן להשגת המטרה?

4. האם דרוש לכם חקר מדעי לפתרון הבעיה?

א. אם כן, נסחו את שאלת החקר.

ב. היעזרו בנווט תהליך החקר המדעי (פנו לארגז הכלים שבסוף הספר) לתכנון תהליך החקר.

ג. לאחר קבלת אישור מהמורה בצעו את הניסוי או התצפית.

ד. כיצד עזר לכם תהליך החקר המדעי לפתרון הבעיה?

משימה: הערכה

מעריכים את ה"מוצר החכם"

האם השגנו את המטרה שהגדרנו בתחילת הדרך?

האם המוצר פועל על פי התכנון?

פעלו בהתאם להנחיות הבאות כדי לענות על שאלות אלה:

1. האם "המוצר החכם" השיג את המטרה שהגדרתם?

2. האם "המוצר החכם" עונה על דרישות מהמוצר שהגדרתם?

3. במה שונה "המוצר החכם" שבניתם מזה שמתואר בשרטוט?

4. האם הייתם משנים או משפרים משהו ב"מוצר החכם"?

5. האם יש לכם, לאחר הבנייה, רעיונות חדשים לבניית "מוצר חכם" אחר שיש לו אותה מטרה?

133*

ההצגה הכי טובה בעיר...

העבודה הושלמה! עכשיו הציגו את עבודותיכם בפני ילדי הכיתה. חשוב להציג את הפרטים הבאים:

- המטרה של "המוצר החכם".

- דרישות מהמוצר של "המוצר החכם".

- האילוצים שהבאתם בחשבון.

- שרטוט התכנון של "המוצר החכם".

- התיאור של תהליך הבנייה.

- תוצאות ההערכה של "המוצר החכם".

- הוסיפו סיפורים מעניינים כמו: איך הייתה העבודה? מה היו הקשיים? היכן ואיך חשבתם על רעיון חדש? ועוד...

כל הכבוד לכם! עשיתם עבודה נפלאה! להתראות בתהליך התיכון הבא.

ילדה: לכן אומרים: "טכנולוגיה במחשבה תחילה"

ילד: אז מי כאן החכם? החומר או האדם?

134*

בפרק זה למדנו ש...

השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:

- בני האדם מפתחים חומרים חדשים לייצור מוצרים וביניהם חומרים מלאכותיים כדוגמת חומרים פלסטיים וחומרים "חכמים".

בכל אחת מהמשימות האלה כלולות פעולות חקירה, הערכה וביצוע.

אפשר לעבור ממשימה למשימה בהתאם לצורך.

מיומנויות שהפעלנו...

- תכננו וביצענו תצפיות וניסויים.

- אפיינו תכונות של חומרים.

- תכננו מוצר בעזרת תהליך התיכון.

- התאמנו תכונות של חומר לדרישות מהמוצר.

- בחרנו פתרונות מתאימים לבעיות.

- ניסחנו טיעונים מבוססים.

- עבדנו בשיתוף פעולה.

135*

במבט חוזר

לפניכם משימה שבעזרתה תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

קראו את הקטע הבא והשיבו על השאלות:

לובשים בקבוקים

את האריג המיוצר מבקבוקי פלסטיק ממוחזרים המציאו תעשיין הטקסטיל, אהרון פוירשטיין, ואנשי מעבדתו בצפון ארצות הברית בראשית שנות השמונים של המאה הקודמת. לאריג זה ניתן השם "פולארטק" ולנו הוא מוכר מאוד כפליס. מחומר זה עשויים בגדים, שקי שינה, שמיכות, צעיפים ואפילו תיקים.

פליס הוא בד שזור מסיבי פוליאסטר דקים במיוחד שחלקם ממוחזרים מבקבוקי פלסטיק. תכונותיו של הפליס: מבודד חום, קל משקל, נעים למגע, אינו סופג מים בקלות, קל לניקוי, שומר על המרקם שלו גם לאחר כביסות רבות. בשל תכונות אלה החל תחילה הייצור של מוצרים למטיילים, ובהמשך גם בגדים אופנתיים ומוצרים לתינוקות.

כיוון שהוא עשוי מבקבוקים ממוחזרים (שאינם מתכלים בקלות), בעצם השימוש בבגדים העשויים מפליס אנו תורמים לשמירה על הסביבה.

שאלות

א. במה שונה פליס מאריגים שעשויים כותנה, משי או צמר?

ב. מדוע ייצרו מפליס מוצרים ובגדים למטיילים?

ג. תארו את תהליך גלגולם של חומרים: ממשאב טבע (נפט) לחומר פלסטי מלאכותי, מחומר פלסטי מלאכותי למוצר, ממוצר שוב לחומר פלסטי וממנו שוב למוצר חדש. הציגו את התהליך בתרשים.

ד. הסבירו כיצד שימוש בבגדים עשויים פליס שומר על הסביבה.

ה. היעזרו ברשת האינטרנט והביאו דוגמאות נוספות למוצרים שעשויים

מסוגי פלסטיק ממוחזרים. הציגו בכיתה את תהליך המחזור של המוצר בצורה מעניינת.

136*

פרק שני: תהליך הייצור התעשייתי (הרחבה)

136*

בונים בתים במפעלים

נסו לדמיין בנייה של בית. נסו לדמיין בנייה של כפר. בדרך כלל התמונות שעולות במחשבותינו הן של יסודות אשר יוצקים אותם בבטון, לבנים המונחות בעמל רב - זו על גבי זו, וכך נבנה בית; בתים "צומחים" זה ליד זה וביניהם נפרשות חצרות, וכך נולד כפר.

האם חשבתם על כפר שמיוצר במפעל?

בשנת 1967, בתערוכה בין-לאומית במונטריאול שבקנדה, הקים האדריכל הישראלי-קנדי, משה ספדיה, מבנה מיוחד במינו, הביטאט, כך הוא קרא לו. המבנה היה אוסף של דירות שהורכבו מקירות בטון אשר הוכנו במפעל והובאו לאתר הבנייה. אך לא רק קירות וחדרים חוברו זה לזה במבנה זה, גם חצרות הבתים והמעברים ביניהם תוכננו וחוברו יחדיו. וכך נוצר "כפר" שלם שנראה כאילו נבנה על המורדות של גבעה בתהליך ייצור תעשייתי.

איך התפתח הייצור התעשייתי ומהם יתרונותיו?

137*

בעקבות הלמידה - נדע...

- לתאר את מאפייני תהליך הייצור הידני.

- לתאר את מאפייני תהליך הייצור התעשייתי.

- לתאר את המרכיבים של תהליך הייצור התעשייתי ואת תרומתם לפיתוח מוצרים.

- להסביר את המשותף לתהליך הייצור הידני ולתהליך הייצור התעשייתי.

- להסביר את השונה בין תהליך הייצור הידני לבין תהליך הייצור התעשייתי.

מושגים שנלמד

- תעשייה, מוצר תעשייתי, ייצור תעשייתי, ייצור ידני.

- אפיון מוצר, דרישות מהמוצר, אילוצים, תיכון מוצר.

- סקר שוק, שיווק, קהל יעד, חומרי גלם, פס ייצור, פרסום, צרכנות נבונה.

מיומנויות שנפעיל

- לאסוף ולארגן מידע.

- לערוך השוואה ולהסיק מסקנות.

- לפתור בעיות ולקבל החלטות.

- לערוך סקר (לתכנן, לבצע, לנתח ולסכם תוצאות).

- לתכנן, לבצע ולהעריך את התהליך התעשייתי.

- לעבוד בשיתוף פעולה.

- להשתמש בכלים מתוקשבים.

138*

מייצור ידני לייצור תעשייתי

מאז ומעולם האדם מבקש לשנות ולשפר את הסביבה שבה הוא חי ולהתאימה לצרכיו. בתבונתו האדם יודע לנצל את הסביבה (חומרים, יצורים חיים ואנרגיה) לייצור מוצרים שונים שמספקים את צרכיו ומגבירים את יכולתו להתמודד עם אתגרים / קשיים בסביבתו.

בעבר ייצרו בני האדם את המוצרים בבתי מלאכה בתהליך שנקרא ייצור ידני. כיום רוב המוצרים מיוצרים במפעלים על ידי מכונות בתהליך שנקרא ייצור תעשייתי.

מדוע עבר האדם לתהליך הייצור התעשייתי?

משימה: ייצור נעליים - בעבר וכיום

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות המשימה - נדע...

- להסביר את ההבדל בין ייצור ידני לבין ייצור המוני / תעשייתי.

- להסביר את הסיבות למעבר לתהליך ייצור תעשייתי.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד הבא.

ייצור נעליים - בעבר וכיום

בימים שלפני הייצור התעשייתי, הסנדלרים האומנים ייצרו באופן ידני בבתי המלאכה שני זוגות נעליים ביום. בסוף המאה ה-19 (לפני כ-150 שנה), עם המצאת המכונות הראשונות והקמת מפעלי הנעליים הראשונים, הגיע ייצור הנעליים לכדי 1,200 נעליים בשמונה שעות!

ומה קרה בראשית המאה ה-21?

-ייצור ידני

-ייצור תעשייתי

139*

שאלות

1. בשנת 2007 ייבאה ישראל ממדינות המזרח הרחוק כ-40 מיליון זוגות נעליים, וזאת נוסף על ייצור הנעליים בארץ.

א. חשבו: כמה ימים היו דרושים לסנדלרים שייצרו נעליים באופן ידני לייצר את כמות הנעליים המיובאת לישראל מהמזרח הרחוק?

ב. חשבו: כמה סנדלרים שמייצרים סנדלים באופן ידני היה צריך להעסיק כדי לספק כמויות עצומות אלה של זוגות נעליים?

ג. מה אפשר ללמוד מהחישוב שערכתם על החסרונות של תהליך הייצור הידני?

2. מדוע לדעתכם עברו משיטת הייצור ידני לשיטת הייצור התעשייתי?

שימו לב: כיום קשה מאוד לעקוב אחר גידול יבוא הנעליים כי חלק גדול

מיובא מהמזרח הרחוק באופן אישי באמצעות רשת האינטרנט.

היודעים אתם ש... (העשרה)

המכונית השחורה

כאשר הנרי פורד התחיל לייצר את מכונית הפורד המפורסמת מדגם T, ייצור כל מכונית ארך כ-14 שעות. הבשורה הגדולה של פורד הייתה בפיתוח תהליך ייצור תעשייתי של מכוניות בשיטת הסרט הנע. הוא שיפר את מערכת הייצור שלו כך שכל מכונית יוצרה בשעה ו-33 דקות! בזכות שיפור זה מחיר המכונית ירד מ-1,000 דולר ל-360 דולר - לשליש מחיר, וכך יותר אנשים יכלו לרכוש את המכוניות שלו.

הסיסמה של פורד הייתה: "כל אחד יכול לבחור את הצבע של מכוניתו - כל זמן שהוא בוחר בצבע שחור". זאת משום שבאותה תקופה רק הצבע השחור התייבש במהירות המתאימה לפס הייצור. כדי לייעל את הייצור הוא בחר לצבוע את כל המכוניות בשחור.

140*

משימה: מרכיבים עטים

מתכננים ובונים

בעקבות המשימה - נדע...

- לאפיין את תהליך הייצור הידני ואת תהליך הייצור בפס ייצור.

- להסביר את הדומה בין תהליך הייצור הידני לתהליך הייצור בפס ייצור ואת השונה ביניהם.

- להרכיב עטים בייצור ידני ובפס ייצור.

שלב א: מרכיבים עטים בייצור ידני

ציוד: רכיבים של עט כדורי (קפיץ, רפיל עט, גליל). 10 יחידות מכל רכיב

משימתכם להרכיב עשרה עטים בייצור הידני.

עבודת צוות

הנחיות

1. הסתדרו בקבוצות של שלושה תלמידים. חלקו ביניכם תפקידים:

- תלמיד/ה א - מרכיב/ה עשרה עטים ללא כל עזרה (לבדו/ה).

- תלמיד/ה ב - מודד/ת את הזמן שנדרש להרכיב את העטים.

- תלמיד/ה ג - מתעד/ת את סדר ההרכבה של הרכיבים.

לאחר ההרכבה בידקו האם העטים פועלים.

2. שרטטו במחברת טבלה כיתתית (ראו דוגמה בעמוד הבא) והשלימו בה את המידע על התהליכים והתוצרים של הקבוצה שלכם ושל הקבוצות האחרות על פי הקריטריונים הרשומים בטבלה.

שימו לב: תוכלו להכין גם טבלה שיתופית מקוונת.

141*

טבלה כיתתית: הרכבת עטים בייצור ידני

קריטריונים,  קבוצה א,  קבוצה ב,  קבוצה ג

3. ערכו השוואה שמטרתה לבדוק: במה דומים ובמה שונים התהליכים והתוצרים של הקבוצות?

את ההשוואה ערכו לפי הקריטריונים שבטבלה.

א. האם קיבלתם את אותם התוצרים? אם כן, תארו אותם.

ב. האם סדר ההרכבה של העטים היה זהה בכל הקבוצות?

ג. האם משך הזמן שלקח להרכיב את העטים היה זהה בכל הקבוצות?

ד. מה למדתם מההשוואה על מאפייני הייצור הידני?

ה. הציעו דרכים לשיפור תהליך ההרכבה.

ילד: מדוע עברו לייצור תעשייתי?

ילדה: האם כל מוצר אפשר לייצר גם בייצור ידני וגם בייצור תעשייתי?

ילדה: האם כל מוצר אפשר לייצר בייצור תעשייתי? בסרט נע? גם חלה קלועה?

142*

שלב ב: מרכיבים עטים בפס ייצור

ציוד: עשרה עטים כדוריים מפורקים

לפניכם שלושה מגשים. בכל מגש יש 10 רכיבים (מסוג אחד) של עט כדורי. משימתכם להרכיב עשרה עטים בפס הייצור (ראו הנחיות בסעיפי המשימה).

שימו לב: הסתדרו בקבוצות של ארבעה תלמידים. שלושה תלמידים מרכיבים ותלמיד/ה אחד / אחת מודד/ת זמן.

1. הניחו את המגשים זה ליד זה כפס ייצור בסדר המתאים ביותר.

2. הציבו לפני כל מגש תלמיד/ה אחד / אחת בלבד.

3. כל תלמיד/ה מרכיב/ה רק רכיב אחד של העט ומעביר/ה אותו לתלמיד/ה הבא/ה להמשך ההרכבה וכן הלאה.

4. מדדו את זמן הרכבתם של עשרה עטים ובידקו אם העטים פועלים.

5. שרטטו טבלה כיתתית (ראו דוגמה) והשלימו בה את המידע לפי הקריטריונים שבטבלה.

שימו לב: תוכלו להכין גם טבלה שיתופית מקוונת.

טבלה כיתתית: הרכבת עטים בפס ייצור

קריטריונים,  קבוצה א,  קבוצה ב,  קבוצה ג

5. ערכו השוואה שמטרתה לבדוק: במה דומים ובמה שונים התהליכים והתוצרים של הקבוצות?

את ההשוואה ערכו לפי הקריטריונים שבטבלה.

א. האם הקבוצות הגיעו לאותם תוצרים? אם כך תארו אותם.

ב. האם מצאתם הבדלים בתוצרים? אם כן, מאין לדעתכם נובעים הבדלים אלה?

ג. האם מצאתם הבדלים בסדר ההרכבה? הסבירו.

ד. האם מצאתם הבדלים בזמן ההרכבה? הסבירו.

ה. מה למדתם מההשוואה על מאפייני ייצור מוצרים בפס ייצור?

ו. הציעו דרכים לשיפור תהליך ההרכבה.

143*

סיכום: משווים בין שני תהליכי ייצור

1. איזו שיטת הרכבה של עטים יעילה יותר, הרכבה בייצור ידני או פס ייצור?

כדי לקבל תשובה לשאלה ערכו השוואה בין שתי השיטות. פעלו לפי הנחיות הבאות: הכינו טבלה (ראו דוגמה) והשלימו בה את המידע על כל שיטה בהתאם לקריטריונים. הוסיפו גם קריטריונים משלכם.

טבלת השוואה: ייצור עטים בשתי שיטות ייצור

קריטריונים,  ייצור עטים בתהליך ידני,  ייצור עטים בפס ייצור

מומחיות של האדם בכל שלבי התהליך,  דרושה שליטה בכל שלבי התהליך,  

דרושה שליטה בשלב אחד מוגדר של התהליך

ב. בידקו: במה שונים שני תהליכי הייצור זה מזה? תארו את ההבדלים שמצאתם.

ג. הסיקו מסקנה: איזה מבין שני התהליכים יעיל יותר? (התייחסו לזמן הייצור, לכמות המוצרים ולאיכות המוצר). הביאו נימוקים מתוך טבלת ההשוואה.

2. מתי משתמשים בכל אחד מתהליכי הייצור (ידני ופס ייצור)?

3. מהם היתרונות של תהליך הייצור הידני? ומהם היתרונות של תהליך ייצור בפס ייצור?

מילון:

פס ייצור: תהליך ייצור המורכב מכמה תחנות עבודה, שבכל אחת מהן מתבצעת פעולה מסוימת ואחריה עובר המוצר לתחנה הבאה. תחנות עבודה אלה מאורגנות כך שבסוף התהליך יתקבל המוצר המבוקש.

144*

תעשייה וייצור תעשייתי

בעבר ייצרו בני האדם את המוצרים בבתי מלאכה באופן ידני. העובדים נעזרו בכלים ובמכשירים שניצלו את אנרגיית השרירים או את אנרגיות הרוח וזרם המים להפעלתם.

רוב המוצרים שבהם משתמשים היום מיוצרים במפעלים בפס ייצור בתהליך ייצור המוני. לייצור המוני של מוצרים באמצעות מכונות בפס ייצור קוראים ייצור תעשייתי ולמפעלים המייצרים מוצרים בשיטה זו קוראים מפעלי תעשייה.

מערכת מאורגנת של מפעלים המייצרת מוצרים בייצור המוני, כדי לספק צרכים ורצונות של בני האדם, נקראת תעשייה.

משימה: מי הם המהנדסים?

בעקבות המשימה - נדע...

- לנסח שאלות לריאיון, לראיין ולסכם את הממצאים.

- להסביר מהו תפקידם של המהנדסים במפעלים.

הנחיות

1. נסחו שאלות שהייתם רוצים לשאול מהנדס/ת תעשייה וניהול במפעל. דוגמאות לשאלות: מה עושים מהנדסים ומהנדסות? מהו תפקידך במפעל? האם יש מהנדסות ומהנדסים נוספים במפעל? אם כן, מהו תפקידם?

2. קבעו בעזרת הוריכם או המורה פגישה עם מנהל/ת תעשייה וניהול.

3. ראיינו את המהנדס/ת בעזרת השאלות שניסחתם. תעדו את הריאיון והקליטו את הדברים במידה ויש הסכמה של המרואיין או המרואיינת.

4. סכמו את הריאיון וכתבו במילים שלכם: מי הם המהנדסים/ות? מהו תפקידם/ן?

145*

בעקבות התהליך התעשייתי

בתהליך תעשייתי מייצרים מוצרים לקהל היעד שלהם. בתהליך זה מושקעת מחשבה רבה משלב הרעיון ועד השלב שבו מגיע המוצר לאנשים שמעוניינים בו. זהו תהליך ארוך שמורכב משלבים רבים.

מהם השלבים של התהליך התעשייתי ומה המטרה של כול אחד מהשלבים?

משימה: מקימים מפעל ייצור בכיתה

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר את השלבים של התהליך התעשייתי.

- להסביר את החשיבות שיש לכל שלב בתהליך ייצור המוצרים.

- לתכנן, לבצע ולהתנסות בתהליך ייצור תעשייתי.

עבודת צוות

במשימה הבאה נקים מפעל תעשייה בכיתה שבו יש ארבע מחלקות:

- מחלקה ראשונה: תהליך של אפיון הצרכים, הדרישות והאילוצים לייצור המוצר.

פנו לעמוד 146.

- מחלקה שנייה: תהליך התיכון והפיתוח של המוצר.

פנו לעמוד 149.

- מחלקה שלישית: תהליך הייצור של המוצר.

פנו לעמוד 151.

- מחלקה רביעית: תהליך השיווק של המוצר.

פנו לעמוד 152.

הנחיות

1. התחלקו לקבוצות בנות שלושה-ארבעה תלמידים.

2. הכינו במחשב ספרייה שתיקרא תיק מוצר.

בתיק המוצר תתעדו את כל תהליך העבודה על המוצר.

3. קראו את סיפור המעשה ספר דיגיטלי, רבותיי (בעמוד הבא).

4. בצעו את ארבעת שלבי המשימה.

בכל שלב תתנסו במחלקה אחרת במפעל.

שימו לב: במציאות, במפעל תעשייתי, כל אחד/ת מהאנשים עובד/ת

רק במחלקה אחת ומתמחה בשלב אחד של הייצור.

146*

סיפור המעשה: ספר דיגיטלי, רבותיי

הוצאת ספרים החליטה לפתח ספרי לימוד דיגיטליים שניתן לרכוש אותם ברשת האינטרנט. בעזרת הספרים הדיגיטליים ניתן ללמוד בדרכים מגוונות: סרטים, אנימציות, תמונות, קול ועוד. כמו כן, ספר דיגיטלי מאפשר לקוראים לעבור מנושא לנושא בדרכים רבות ושונות ולאו דווקא בלמידה של עמוד אחר עמוד.

מהו ספר דיגיטלי?

זהו ספר שמוגש לקוראים בצורה דיגיטלית כקובץ שקוראים לקריאה במחשב. במשך השנים, ועם התפתחות האינטרנט (בעיקר בשנות התשעים), נעשה קל ופשוט להעביר קבצים אלקטרוניים בין המשתמשים השונים, ועקב כך גדלה גם תפוצת הספרים האלקטרוניים בעולם.

ברשת האינטרנט אפשר למצוא יישומים (אפליקציות) לבניית ספר דיגיטלי. ומה יהיה בספר הדיגיטלי? סיפור עלילה / סיפור דמיוני / נושא לימודי, או כל נושא אחר - מוצר שייתן מענה לצורך.

עבודת צוות

מחלקה ראשונה: אפיון מוצר

אפיון צרכים, דרישות ואילוצים לייצור המוצר

במחלקה זו עליכם לאפיין את המוצר. בתהליך האפיון של המוצר מתייחסים לדרישות מהמוצר, לאילוצים ולקהל היעד שעבורו תכינו את המוצר.

לצורך אפיון המוצר יש לבצע את הפעולות הבאות לפי הסדר:

א. להעלות רעיונות ראשוניים למוצר ולהגדיר את האילוצים ואת הדרישות מהמוצר.

ב. לערוך סקר שוק.

ג. לאפיין את הצרכים, להגדיר את האילוצים ואת הדרישות מהמוצר.

א. מעלים רעיונות ראשוניים

ילדה: כיצד יכולים לצמוח רעיונות לפיתוח מוצר?

- לפעמים זהו צורך שידוע לכולם ואשר ממתין לפתרון.

- לפעמים זהו רעיון לשיפור מוצר קיים.

- או... פשוט רעיון "גאוני" שמתחשק לנו להפוך אותו למוצר, כי אנחנו משוכנעים שהוא חשוב מאוד!

147*

1. העלו רעיונות ראשונים אפשריים לספר דיגיטלי. מה יהיה בו?

למשל, תהליכים לימודיים שהתרחשו במשך כל השנה, פרויקטים מיוחדים, טיולים, תחרויות ספורט, מסיבות, תמונת מחזור, מאפיינים אישיים של החברים בכיתה, תחביבים ועוד.

חדיבה

2. השוו בין הרעיונות וקבלו החלטה: איזה מבין הרעיונות שעלו בקבוצה נראה לכם המתאים ביותר לביצוע. לביצוע ההשוואה פעלו לפי ההנחיות הבאות:

- שרטטו במחברת או בקובץ מחשב טבלת השוואה (ראו דוגמה).

- כתבו בטבלה את רשימת הקריטריונים שעל פי הם תשוו בין הרעיונות.

עבודת צוות

טבלת השוואה: רעיונות לספר הדיגיטלי

קריטריונים,  רעיון א: לקט סיפורים לילדים לפני השינה,  רעיון ב: מסלולים לטיולי בת/ בר מצווה,  רעיון ג,  רעיון ד

3. רשמו בדף הראשון של תיק המוצר את הרעיון שבחרתם וכן על איזה צורך ייתן מענה הספר הדיגיטלי.

4. הגדירו את המאפיינים הראשוניים של המוצר.

התייחסו לפרטים כגון:

א. למי מיועד הספר הדיגיטלי?

לדוגמה: לכל ההורים של תלמידי הכיתה.

ב. מהו המחיר המשוער של הספר הדיגיטלי (כמה אתם חושבים שאנשים יהיו מוכנים לשלם עבורו)?

ג. מה יהיו הדרישות האסתטיות שלכם מהמוצר?

ד. הוסיפו את המאפיינים הראשונים של המוצר לתיק המוצר.

148*

ב. עורכים סקר שוק

כדי לאפיין את המוצר, חשוב לבדוק האם המוצר עונה על הצרכים של קהל היעד. את המידע אוספים באמצעות סקר שוק.

סקר שוק הוא בדיקה הנערכת לפני ייצור המוצר כדי לדעת אם אנשים יהיו מוכנים לקנות מוצר מסוים וכמה יהיו מוכנים לשלם עבורו.

1. תכננו שאלון מקוון שבאמצעותו תוכלו לאסוף מידע על מידת ההתאמה של הרעיון שלכם לצרכים של קהל היעד שהגדרתם. צרפו את השאלון לתיק המוצר.

2. העבירו את השאלון בקרב 20 אנשים לפחות מתוך קהל היעד שהגדרתם.

3. במידה ולא הכנתם שאלון מקוון, שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) ורכזו בה את מספר תשובות המשיבים לכל סעיף (ראו דוגמה בשורה 1 של הטבלה).

שימו לב: מומלץ להכין טבלה שיתופית מקוונת ולעבד את הנתונים בעזרת גיליון אלקטרוני.

תוצאות סקר השוק: העדפות משתמשים בספר דיגיטלי

מספר השאלה,  מס' המשיבים לסעיף 1,  מס' המשיבים לסעיף 2, מס' המשיבים לסעיף 3,  מס' המשיבים לסעיף 4,  מס' המשיבים לסעיף 5,  סך כל המשיבים

1. מחיר הספר הדיגיטלי,  3,  10,  3,  4,  1,  20

4. סכמו את תוצאות הסקר.

לדוגמה: מחצית מהמשיבים ענו שמחיר הספר הדיגיטלי לא יעלה יותר מ-20 ₪, או רבע מהמשיבים מעדיפים סרטים במקום מידע מילולי כתוב.

5. לאחר שסיכמתם את התוצאות, הסיקו: אילו מאפיינים צריכים להיות למוצר שלכם?

149*

ג. אפיון המוצר

1. היעזרו בתוצאות סקר השוק ואפיינו את המוצר שלכם לפי הסעיפים הבאים:

- הרעיון למוצר: הנושא שבו יעסוק הספר הדיגיטלי.

- קהל היעד: למי מיועד הספר הדיגיטלי?

- תוכן: הנושאים שייכללו בספר הדיגיטלי ובאיזה סדר הם יוגשו.

- אופן ייצוג התוכן: האופן שבו מוצגים התכנים (בתמונות, בסרט, במידע מילולי כתוב, בקול, באנימציה ועוד).

- מידע שימושי: מחיר רצוי, סוג הכריכה וכדומה.

- כל מאפיין אחר / נוסף שנראה לכם חשוב להגדיר לקראת הייצור.

ובזאת... השלמנו את השלב הראשון של העבודה.

כעת הקבוצה הופכת להיות מחלקת התכנון והפיתוח של המוצר!

מחלקה שנייה

תכנון ופיתוח של המוצר

בתפקידכם במחלקת התכנון והפיתוח של המוצר עליכם להיעזר בנווט תהליך התיכון. בעזרת הנווט תוכלו לבצע תכנון מדויק של המוצר.

את נווט תהליך התיכון תוכלו למצוא בסוף הספר.

עבודת צוות

1. בתכנון המוצר התייחסו להיבטים הבאים:

א. הגדירו במדויק את הנושא של הספר הדיגיטלי ואת מטרותיו.

ב. כתבו במדויק את כל התכנים אשר ייכללו בו.

ג. בספרייה שפתחתם במחשב תייקו את כל החומרים הדיגיטליים שבהם תשתמשו (לדוגמה: צילומים, טקסטים, סרטים, קובצי קול).

ד. תכננו במדויק את המבנה הכללי של הספר הדיגיטלי ואת הפרקים שיהיו בו (הכינו תרשים).

ה. תכננו במדויק את השער של הספר הדיגיטלי.

2. כמו בכל תהליך תיכון, לצורך תהליך התכנון אספו מידע באמצעות חקירה במקורות מידע שונים ברשת. למשל:

א. בדקו אם קיימים מוצרים דומים למוצר שלכם.

ב. בדקו אילו תוכנות מחשב פשוטות עשויות לסייע לכם בהכנת המוצר (לדוגמה, לערוך את הספר, להכין מצגת, לערוך קטע וידאו או להכין ציורים).

ג. האם קיימים חומרים דיגיטליים שאפשר להשתמש בהם (באופן חוקי, כמובן) לצרכים שלכם? אילו חומרים דיגיטליים הם המתאימים ביותר?

ד. במידה ותרצו להדפיס את הספר הדיגטלי בדקו: אילו סוגי כריכות יכולות להתאים למוצר שלכם?

ה. היבטים נוספים לפי הצורך.

150*

שימו לב: אין להשתמש בחומרים דיגיטליים שיש להם זכויות יוצרים.

זכויות יוצרים הן הזכויות שיש ליוצרים על מוצר חדש שפיתחו, כדי שרק הם יוכלו לייצר ולמכור את המוצרים שפיתחו. כדי להגן על זכויות אלה, היוצרים רושמים פטנטים על המצאותיהם. זכויות יוצרים קיימות גם למוצרים כמו שירים, ספרים ותוכנות, לכן כל מי שעושה שימוש לא חוקי במוצרים אלה (שימוש פיראטי!) ללא תשלום ליוצריו או ללא הסכמתם, עלול/ה להיתבע בבית משפט.

שימו לב: במידה ואתם מעוניינים להכין ספר מודפס, הכינו לספר כריכה.

בסעיף 3 מופיעות הנחיות להכנת הכריכה.

3. גם בפיתוח ובעיצוב הכריכה של הספר הדיגיטלי מפעילים את הפעולות הנחוצות (כגון: חקירה, הערכה, ביצוע).

א. בצעו חקירה של כריכות ספרים דיגיטליים שונים.

ב. העלו רעיונות לעיצוב הכריכה (חומרים, צורה, גודל, צבע, גודל פונטים, תמונה / איור).

ג. בחרו בפתרון המתאים ביותר לדעתכם על פי הדרישות מהמוצר והאילוצים.

ד. רישמו בתיק המוצר סיכום שיכלול את תיאור הכריכה ושרטוטה, הכלים הדרושים, החומרים ותהליך העבודה לייצורה.

ה. הציגו את הכריכה להערכה ולביקורת של כלל התלמידים.

4. רישמו בתיק המוצר את התכנון המדויק של המוצר לפי הסעיפים 1 עד 3. עליכם לכתוב תיאור מפורט של הספר הדיגיטלי המתוכנן.

5. הכינו דוגמה של קטע מהספר הדיגיטלי (אב טיפוס של קטע) להצגה ולדיון בכיתה. הדוגמה יכולה להיות כמה שקופיות מתוך מצגת, או כמה דקות של סרט, או כל דוגמה שתיראה לכם מתאימה להצגה בכיתה.

6. עירכו דיון בקבוצה: לפי מה תעריכו את המוצרים של הקבוצות השונות? הגיעו להסכמה על קריטריונים להערכה.

7. הציגו את המוצר שלכם להערכה בפני כל הכיתה. האם בעקבות תהליך ההערכה עלה הצורך לשפר את המוצר? אם כן, תארו מה צריך לשפר.

ובזאת... השלמנו את השלב השני של העבודה. כעת הקבוצה הופכת להיות מחלקת הייצור של המוצר!

151*

מחלקה שלישית

תהליך הייצור של המוצר

כעת, כשהקבוצה הפכה להיות מחלקת הייצור של המפעל, עליכם לבצע שתי משימות עיקריות:

תכנון הייצור של המוצר וייצור המוצר על פי התכנון.

א. תכנון הייצור של המוצר

1. לפניכם דוגמאות של הפעולות הנחוצות לייצור הספר הדיגיטלי.

הכינו טבלה (ראו דוגמה) וארגנו בה את הפעולות לפי הסדר הנדרש.

הוסיפו בעמודה המתאימה בטבלה את שם התלמיד/ה האחראי/ת על ביצוע המשימה.

2. דוגמאות לפעולות:

- הכנת מסך כניסה לספר הדיגיטלי.

- הכנת תפריט של תוכן העניינים עם אפשרות כניסה מהתפריט לכל אחד מהפרקים.

- איסוף ועיבוד מידע: כתיבה של קטעי מידע, צילום תמונה או סרט ועריכתם, הקלטת קולות ועריכתם, איתור קטעי מידע ברשת האינטרנט, הכנת מצגת ועוד.

- בקרת איכות לספר הדיגיטלי.

- העלאת הספר לאתר בית הספר עם אפשרות לרכוש אותו תמורת קופון של בית הספר.

- כל פעולה או פעולות נוספות לפי הדרוש לייצור המוצר שלכם.

טבלה לארגון מידע: סדר פעולות

סדר,  הפעולות,  שם התלמיד/ה שאחראי/ת על ביצוע הפעולה,  לוח זמנים

ב. ייצור המוצר והכריכה על פי התכנון

לאחר שסיימתם את התכנון אפשר להתחיל בתהליך הייצור. תעדו את תהליך הייצור כולו בתיק המוצר. צלמו את התהליך שאתם עוברים בסרט או בתמונות בכל חמש דקות וצרו סרט המתעד את התהליך.

שימו לב: ייתכן מצב שבו פעולות אחדות יתבצעו במקביל, לדוגמה: פיתוח הכריכה במקביל לפיתוח הספר הדיגיטלי, כך שכאשר הספר יהיה מוכן גם הכריכה תהיה מוכנה ואפשר יהיה לחבר ביניהם ללא עיכובים.

ובזאת... השלמנו את השלב השלישי של העבודה.

כעת הקבוצה הופכת להיות מחלקת השיווק של המוצר!

152*

מחלקה רביעית

שיווק המוצר

במחלקת השיווק של המוצר עליכם לבצע את הפעולות הבאות:

- פרסום: מפרסמים את המוצר לקהל היעד של המוצר.

- הפצה: מפיצים את המוצר למרכזי שיווק ולחנויות.

- מכירה: מוכרים את המוצר לצרכנים - לקהל היעד.

- בדיקה חוזרת אצל המשתמשים: סקר שביעות רצון מהמוצר.

מסע פרסום הספר הדיגיטלי

תכננו ובצעו את מסע הפרסום שלכם:

1. בחרו אמצעי פרסום מתאים לקהל היעד שלכם:

אולי מודעה?

או שלטי חוצות?

או פנייה דרך האינטרנט?

יש לכם רעיונות נוספים?

2. תכננו את תוכן הפרסום. התמקדו במידע החשוב ביותר שיש להעביר לקהל היעד.

3. עצבו את האמצעי אשר בעזרתו תפרסמו, כגון המודעה, התשדיר או המסר אשר יישלח בדואר אלקטרוני.

4. פרסמו את המוצר שלכם בדרכים ובאמצעים אשר תכננתם.

הפצה ומכירה של הספר הדיגיטלי

תכננו ובצעו את דרך הפצת המוצר שלכם:

1. האם תשווקו את הספר הדיגיטלי באופן ישיר אל הלקוחות?

2. האם תקיימו אירוע השקה?

3. האם תדפיסו אותו ותשווקו אותו בנקודות מכירה?

4. העריכו את תוכנית השיווק:

האם התוכנית מתאימה למטרות השיווק?

5. הפעילו את תוכנית השיווק.

מילון:

השקה: סוג של מעמד מכירה שמתחיל בהפצת תכנים חינמיים ומסתיים במכירה.

153*

סקר שוק לבדיקת שביעות רצון מהמוצר

לסיום כדאי לבדוק: האם עמדנו בציפיות של קהל היעד? האם למשתמשים יש הערות ועיצות חשובות לשיפור המוצר אם נרצה לייצר גרסה חדשה? לשם כך, בואו נשאל את דעתם בעזרת סקר שביעות רצון.

הנחיות

1. חברו שאלון שביעות רצון מהמוצר.

2. העבירו אותו לקהל היעד.

3. קבצו את התשובות בטבלה והסיקו מסקנות.

זכרו: את כל תהליך התכנון והביצוע של שלב הפרסום והמכירה של המוצר ושל תוצאות הסקר תעדו בתיק המוצר!

סיכום המשימה: הצגה המוצר בכיתה

הגענו בהצלחה לסוף התהליך. כעת מאות לקוחות מרוצים (נקווה!) נהנים מהמוצרים שהמחלקות במפעל תעשייה (הקבוצות בכיתה) ייצרו!

הגיע הזמן לחגוג את סיום התהליך עם הכיתה:

1. הציגו את כל המוצרים בכיתה. כל קבוצה תציג את התהליך מההתחלה, החל ברעיון, דרך התיכון של המוצר ואריזתו, עד מסע הפרסום והשיווק.

2. שתפו את חברי הכיתה בנקודות חשובות: בעיות, מחשבות ורעיונות חדשים שהתעוררו במהלך העבודה. ספרו כמובן את אותם סיפורים קטנים אבל מעניינים (ואולי מצחיקים?) שאירעו בדרך.

הספר הדיגיטלי שלנו

הנושא: להיות בכושר

154*

בפרק זה למדנו ש...

השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:

- המוצרים ותהליכי הייצור הולכים ומשתכללים במשך השנים.

- הייצור התעשייתי הוא ייצור המוני באמצעות מכונות בפס ייצור.

- תהליך הייצור התעשייתי מאפשר ייצור בכמויות גדולות, באחידות ותוך ניצול היכולות של אנשים שמתמחים בכל פעם בפעולה ייחודית.

- תהליך הייצור התעשייתי השתכלל במהלך השנים, בעיקר עם כניסת המחשב למפעלים.

- בכל תהליך של ייצור תעשייתי מבצעים את המשימות הבאות:

- אפיון המוצר

- תכנון המוצר ופיתוח אב טיפוס

- ייצור: תכנון פס הייצור וייצור מוצרים

- שיווק, הפצה ומכירות

- הערכת המוצרים

מיומנויות שהפעלנו...

- אספנו וארגנו מידע.

- ערכנו השוואות והסקנו מסקנות. פתרנו בעיות וקיבלנו החלטות.

- ערכנו סקר (תכנון, ביצוע, סיכום וניתוח התוצאות).

- התנסינו בתהליך ייצור תעשייתי.

- עבדנו בשיתוף פעולה.

- השתמשנו בכלים מתוקשבים וברשת האינטרנט.

155*

במבט חוזר

לפניכם משימה שבעזרתה תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה.

במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

1. סמנו ליד כל משפט לאיזה ייצור הוא מתאים - לייצור תעשייתי או לייצור ידני?

2. במה שונה הייצור הידני מהייצור התעשייתי? הסבירו.

3. אם הייתם רוצים לייצר זוג נעליים ייחודי ואיכותי ולא הייתה חשובה לכם עלות התהליך, באיזה משני סוגי התהליכים הייתם בוחרים? נמקו.

4. אם הייתם רוצים נעלי ספורט אחידות ושמחירן יהיה תחרותי בשוק (זול ביחס למתחרים), באיזה משני סוגי התהליכים הייתם בוחרים? נמקו.

156*

שער שלישי: היקום ומערכת השמש

156*

פרק ראשון: מבנה היקום

פרק שני: האדם בחלל

157*

בראי השמיים

עומדים אנשים קדמונים מכל קצוות הארץ ומביטים בשמי הלילה. אין להם, לקדמונים, דבר - מלבד זוג עיניים ושאלות המנקרות במוחם. כמו אבות אבותיהם, הם צופים בחשיכה,

נשאבים לתוכה במחשבות שלהם ותוהים מה יעלה בתוכה.

מדי פעם עוברת מעליהם אלומת אור,

טסה ונבלעת כלעומת שצצה - אל תוך המסתורין:

מאין הגיחה? מדוע לא נשארה להאיר כמו הכוכבים הרגילים?

מהו סדר הכוכבים ב"כיפת השמיים" המנצנצת ב"מאורות הגדולים" וב"מאורות קטנים"?

מהו הסוד של "צבא השמיים" הנע מעלינו?

158*

פרק ראשון: מבנה היקום

158*

רז: אומרים שיש המון כוכבים בשמיים, כמו גרגירי החול שעל שפת הים.

נועם: אתה חושב שגם הכוכבים עפים ברוח ומתפזרים כמו החול?

רז: ככה חשבתי פעם, אבל הביטי, מכיוון צפון לדרום רואים מעין שביל לבן ובו המוני כוכבים זהו שביל החלב.

נועם: בעצם, כשאני חושבת על זה, אולי יש סדר שם בשמיים, עובדה: הירח מסתובב סביבנו ואף פעם לא בורח, והשמש - בכל בוקר אנחנו רואים אותה במזרח וכל ערב במערב.

רז: אני חושב שאם יש כמה כוכבים שמסודרים בשמיים אז בוודאי גם כל השאר.

מהו מבנה היקום?

כיצד אפשר להתמצא ב"ים הכוכבים" הזה?

159*

בעקבות הלמידה - נדע...

- להסביר מהו יקום ומה יש בו.

- להסביר מהי גלקסיה ולהביא דוגמאות של גלקסיות.

- לתאר את מקומה של מערכת השמש ביקום.

- לתאר את מערכת השמש ואת מרכיביה.

- להבדיל בין כוכב לבין כוכב לכת.

מושגים שנלמד

- יקום, גלקסיה, חלל, מערכת השמש, שביל החלב.

- גוף מאיר, גוף מואר.

- כוכב (שמש), כוכב לכת (פלנטה).

מיומנויות שנפעיל

- להשתמש בעזרים טכנולוגיים לתצפית.

- לאפיין ולארגן מידע בכרטיסי אפיון ובטבלה שיתופית.

- לנסח שאלות.

- לערוך השוואה ולהסיק מסקנות.

- לתאר קשרים בין רכיבים.

- לערוך העברה מהדגם למציאות.

- להציג מידע בדרכים מגוונות.

- לעבוד בצוות ובשיתוף פעולה.

160*

מבנה היקום

מאז ומעולם התבוננו בני האדם בהתפעלות ובסקרנות בתופעות בשמיים. הם ראו תנועה של גופים בשמיים, הם ראו את מופעי הירח, את ה"כוכבים נופלים", את ליקויי החמה ואת ליקויי הירח ועוד תופעות רבות. מאז ועד ימינו בני האדם סקרניים לדעת מהו מבנה היקום ומהם מרחביו.

משימה: צופים אל מרחבי היקום

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לאסוף נתונים בעזרת תצפית בשמיים.

- לתאר מה אנחנו יודעים על המבנה ועל הארגון של גופים בשמיים.

- לנסח שאלות אודות מבנה היקום וארגונו.

ציוד: משקפת, טלסקופ (אם יש), אמצעי לרישום תוצאות התצפית (מחברת, מחשב נייד, מחשב לוח), פנס כיס להתמצאות בחושך

הנחיות

צאו לסיור בשעות החשיכה, בליווי מבוגרים.

בחרו לילה שבו השמיים נקיים מעננים והירח אינו במופע מלא.

המועדים המתאימים לכך הם הימים הראשונים והימים האחרונים בכל חודש עברי.

חשוב שמקום התצפית יהיה מרוחק מאזור מיושב (בגלל התאורה).

רגע לפני

תארו בציור כיצד לדעתכם נראה היקום.

161*

תצפית

1. צפו בשמיים בעזרת משקפת או טלסקופ.

2. תארו בכתב או בציור מה אתם רואים.

3. נסו לאמוד- (להעריך) את מספר הכוכבים שאתם רואים.

4. אילו גופים אתם מזהים?

5. האם אתם רואים תנועה כלשהי של גופים בשמיים?

6. שימו לב לזוהרם של כוכבים שונים:

- יש כוכבים הנראים בוהקים ונוצצים ואחרים הנראים עמומים.

- יש כוכבים הזוהרים באור כחלחל, אחרים כתומים, אדמדמים או זהובים.

7. האם כל הגופים שאתם רואים בשמיים נראים לכם באותו הגודל?

8. נסחו שאלות: מה הייתם רוצים לדעת על גופים שרואים בשמיים?

מחסן מילות שאלה

מה הקשר? מה ההשפעה?

מה ההבדל? מהם הגורמים? כיצד אפשר? כיצד מסייע?

מהו ההסבר? מה דומה?

162*

משימה: נכיר את היקום

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להסביר את המושגים יקום, חלל, גלקסיה וכוכבים ולתאר את הקשר ביניהם.

- לתאר את ה"כתובת" של כוכב לכת ארץ ביקום.

- לתאר קשרים בין רכיבים.

קראו את קטע המידע הבא, התבוננו בתמונות והשיבו על השאלות בעמודים 165 ,163.

נכיר את היקום

אלה שמביטים לשמיים - מביטים אל מרחבי היקום.

ביקום יש חלל וסוגים רבים של גופים: גלקסיות, כוכבים, מערכות שמש

וכובבי לכת ועוד. כל הגופים ביקום עשויים מחומרים שונים.

אך החלל אינו עשוי חומר - החלל הוא ריק. אין בו אפילו גזים!

היקום הוא כל מה שנמצא, כל מה שקיים.

מימין לשמאל:

כוכב לכת ארץ - נמצא בתוך... - מערכת השמש - שנמצאת בתוך... - גלקסית שביל החלב - שנמצאת בתוך... - צבירי גלקסיות

משמאל לימין:

צבירי גלקסיות - כוללים את... - גלקסית שביל החלב - כוללת את... - מערכת השמש - כוללת את... - כוכב לכת ארץ

163*

הגלקסיות

הכוכבים שביקום אינם מפוזרים באופן אחיד. מרבית הכוכבים מרוכזים בחלל

באזורים "צפופי כוכבים", הנקראים גלקסיות.

כל גלקסיה מכילה מאות מיליארדי כוכבים. נוסף על הכוכבים יש בגלקסיה

גם אבק וגזים. בחלל שבין הגלקסיות אין כמעט כוכבים או כל חומר.

במרחבים העצומים של היקום קיימות גלקסיות רבות בעלות צורות וגדלים

שונים. ללא טלסקופ, נראות לנו הגלקסיות כמו כוכבים מטושטשים וחלשים

מאוד.

שאלות

1. עיינו בתרשים שמוצג בעמודים 163-162 מצד ימין לצד שמאל.

2. התבוננו בתמונות וקראו את המידע שבחצים.

3. כתבו משפט שמתאר את הקשר בין כל הגופים.

4. עיינו שוב בתרשים אך הפעם מצד שמאל לצד ימין.

5. התבוננו בתמונות וקראו את המידע שבחיצים.

6. כתבו משפט שמתאר את הקשר בין הגופים.

7. במה דומים שני המשפטים שכתבתם סעיפים 3 ו-6?

במה שונים שני המשפטים?

8. מה גיליתם על הקשר שבין הגופים שמוצגים בתרשים?

164*

גלקסית שביל החלב

כל הכוכבים שאנו רואים בשמי הלילה שייכים לגלקסית שביל החלב, שהיא הגלקסיה שבה אנו נמצאים. זוהי גלקסיה דמוית חילזון.

הצורה האופיינית לה היא דיסקה ולה זרועות חלזוניות הנוצרות מהאופן שבו נעים הכוכבים בתוכה. מכדור הארץ הגלקסיה נראית כמו פס בהיר, החוצה מאופק עד אופק את שמי הלילה. מכאן שמה - שביל החלב.

גלקסיה זו מכילה מאה מיליארד כוכבים. השמש שלנו היא רק כוכב אחד מתוך מיליארדי הכוכבים האחרים. בגלקסיה הזו נמצאת מערכת השמש ובה נמצא כדור הארץ.

-גלקסית שביל החלב - מבט מכדור הארץ

-גלקסית שביל החלב - מבט מהחלל

165*

צבירי גלקסיות (העשרה)

הגלקסיות אינן מפוזרות בחלל באופן אחיד. הן מאורגנות במבנה שנקרא צבירי גלקסיות. למשל, הגלקסיה שלנו, שביל החלב, שייכת לצביר הגלקסיות המכונה "החבורה המקומית". צביר זה מכיל קרוב ל-30 גלקסיות וביניהן גלקסית אנדרומדה וגלקסית M33.

גלקסית אנדרומדה

זו הגלקסיה הקרובה ביותר לגלקסית שביל החלב. מספר כוכביה גדול פי עשרה ממספר הכוכבים שבגלקסית שביל החלב! גם צורתה של אנדרומדה דומה לחילזון.

גלקסית M33

גלקסית M33 היא גלקסיה דמוית חילזון, הנראית כגלגל ענק מסתובב. גלקסית M33 קטנה מגלקסית שביל החלב פי ארבעה. בגלל המרחק הקטן שלה מגלקסית שביל החלב היא נוחה לתצפיות ולמחקר.

גלקסית M33

שאלות

1. כתבו משפט או ציירו ציור המתאר את הקשר בין המושגים: חלל ויקום.

2. כתבו משפט או ציירו ציור המתאר את הקשר בין המושגים: גלקסיות וכוכבים.

3. כתבו את הכתובת של כדור הארץ שלנו ביקום.

היעזרו בשאלות הבאות:

א. לאיזו מערכת אנחנו שייכים?

ב. לאיזו גלקסיה שייכת המערכת שלנו?

166*

מערכת שמש

בכל גלקסיה יש מיליארדים של כוכבים. לכוכבים קוראים גם שמשות.

יש כוכבים שאותם מקיפים כוכבי לכת.

לכוכב (שמש) ולכוכבי הלכת שמקיפים אותו קוראים מערכת שמש.

כדור הארץ הוא כוכב לכת במערכת השמש שלנו.

מה מאפיין את מערכת השמש שלנו?

משימה: המבנה של מערכת השמש שלנו

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר את הגופים במערכת השמש שלנו ואת הארגון שלהם במרחב.

- להציג מידע בדרכים מגוונות.

ציוד: דגמים, מפות והדמיה וירטואלית של מערכת השמש

להכרת מערכת השמש היעזרו בעזרים (דגמים, מפות, הדמיות דיגיטליות) וכן באיור שלפניכם.

הגופים במערכת השמש:

1. השמש

2. חמה

3. נגה

4. ארץ

5. מאדים

6. חגורת האסטרואידים

7. צדק

8. שבתאי

9. אורנוס

10. נפטון

11. פלוטו וכארון

12. אריס

13. כוכב שביט

מילון:

גוף מאיר: גוף שמפיק אור בעצמו. השמש היא דוגמה לגוף מאיר בחלל.

גוף מואר: גוף שאינו מפיק אור בעצמו. כאשר מאירים גוף כזה, הוא מחזיר את האור ולכן רואים אותו. הירח וכדור הארץ הם דוגמאות לגופים מוארים בחלל.

167*

הנחיות

1. זהו בעזרת העזרים (דגמים, מפות, הדמיות דיגיטליות) שברשותכם את הגופים הבאים: שמש, כוכבי לכת: ננסיים, ארציים, ענקי הגז, ירחים, אסטרואידים.

2. איזה מבין הגופים הוא גוף שמאיר גופים אחרים?

א. כתבו את שם הגוף.

ב. כתבו את שמות הגופים -שהוא מאיר.

3. זהו במערכת השמש את כדור הארץ ואת הירח המלווה אותו.

4. מי מקיף את מי במערכת השמש?

א. כתבו את שם הגוף או הגופים המקיף או המקיפים.

ב. כתבו את שמות הגופים המוקפים.

5. תארו בכתב ו/או בציור את הגופים של מערכת השמש.

6. התייחסו לארגון במרחב של הגופים במערכת השמש.

168*

כוכבים וכוכבי לכת במערכת שמש

מערכות השמש המוכרות לנו מורכבות בדרך כלל מכוכב מרכזי (השמש) שמוקף בכוכבי לכת (פלנטות). מה ההבדל בין כוכב (שמש) לבין כוכבי הלכת (פלנטות)?

משימה: כוכב או כוכב לכת

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להשוות בין כוכב לכוכב לכת ולהסיק מסקנות אודות ההבדל ביניהם.

- לנסח טיעון (טענה מנומקת).

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 170.

כוכב או כוכב לכת

מהו כוכב?

כולנו מכירים את הכוכבים המנצנצים לעינינו בלילה. הכוכבים הם כדורי גז לוהטים ענקיים הנמצאים בחלל. הטמפרטורה בהם גבוהה מאוד והם מייצרים ומפיצים אור וחום רב, ומכאן זוהרם.

כל הכוכבים הם מקור חום ואור עצמי, לכן הכוכבים הם גופים מאירים.

צבע האור ועוצמתו שונים מכוכב לכוכב.

יש כוכבים הנראים לנו בצבע כחול, יש כוכבים הנראים לנו אדומים, יש לבנים ויש כאלה הנראים לנו צהובים. מהצבע ניתן להסיק על גודל הכוכב, על הטמפרטורה שלו ועל ההרכב שלו.

והשמש שלנו, האם היא כוכב? התשובה היא כן!

כל הכוכבים שבגלקסיות הם שמשות.

אולי תופתעו לדעת, אבל השמש שלנו אינה אלא כוכב אחד מיני מאות מיליארדים של כוכבים אחרים, כוכב אחד שנמצא על אחת הזרועות של גלקסית שביל החלב, הרחק ממרכזה. לא רק שאין היא בולטת בגודלה ובזהרה, היא אפילו אינה מרכזית במקומה. היא אינה אלא כוכב רגיל הרחק ממרכז הגלקסיה.

שמש

169*

מהו כוכב לכת?

ישנם כוכבים, כדוגמת השמש שלנו, שמקיפים אותם כמה גופים שנקראים כוכבי לכת (פלנטות). הכוכב (השמש) וכוכבי הלכת (הפלנטות) הם גופים במערכת שמש. כל כוכב לכת מקיף את השמש במסלול קבוע משלו. כבר בימי קדם הבחינו בני האדם בגופים ש"נודדים" בשמיים. הם קראו לגופים האלה פלנטות (ביוונית - נודדים). כוכבי הלכת נראים כאילו הם משנים מדי לילה את מקומם בשמיים ("נודדים"), לעומת הכוכבים הנראים כאילו הם קבועים במקומם.

בניגוד לכוכב (שמש) שיש לו אור עצמי משלו, לכוכבי הלכת (פלנטות) אין מקור חום ואור עצמי. הם מוארים על ידי השמש. השמש היא מקור האור והחום של כוכבי הלכת.

שימו לב: בעברית קוראים לגופים האלה כוכבי לכת, על אף שאינם כוכבים. המילה "לכת" מתאימה מפני שהיא מתארת שהגוף ("הולך") סביב השמש, אך השימוש במילה כוכב מטעה.

מהו ירח?

ירח הוא גוף שמקיף כוכב לכת. בדומה לכוכבי הלכת, גם הירח הוא גוף מואר. הירח וכוכב הלכת שלו מקיפים יחד את השמש. לכוכב לכת ארץ יש ירח אחד. לכוכב לכת נפטון יש 13 ירחים.

היודעים אתם ש...?

כוכבי לכת ננסיים

אגודת האסטרונומים הבין-לאומית הגדירה באוגוסט 2006 סוג חדש של גופים בחלל - כוכבי לכת ננסיים. כוכבי הלכת הננסיים מקיפים את השמש, הם קטנים יותר מכוכב לכת וצורתם כדורית. לקבוצה זו משתייכים פלוטו, כארון (הירח של פלוטו), אריס והאסטרואיד צרס.

הירח של כדור הארץ

170*

שאלות

1. במה שונה כוכב מכוכב לכת?

כדי להשיב על השאלה דרושה פעולת השוואה. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) וערכו השוואה ביניהם על פי המאפיינים שבטבלה.

טבלת השוואה: מאפיינים של כוכב / כוכב לכת במערכת השמש

מאפיינים,  כוכב (שמש),  כוכב לכת (פלנטה)

2. כיצד תסבירו לחבר/ה את ההבדל בין כוכב לבין כוכב לכת?

היעזרו במידע שארגנתם בטבלה.

3. עדן ושיר שוחחו על כוכבים ועל כוכבי לכת.

עדן אמרה שהשימוש בעברית במושג כוכב לכת מטעה.

א. הסבירו מדוע טענה עדן שהשימוש במושג כוכב לכת מטעה.

נסחו טיעון מנומק לטענה שלה.

ב. הציעו שם אחר למושג כוכב לכת.

היודעים אתם ש... (העשרה)

שמות של כוכבי לכת

בשפות אחרות נקראים כוכבי לכת על שמם של אלים יווניים ורומיים.

כוכב חמה נקרא מרקורי שהיה שליח האלים.

נגה היא ונוס, אלת היופי הבהירה.

מאדים נקרא מרס שהיה אל המלחמה.

צדק, כוכב הלכת הגדול מכולם, נקרא יופיטר, מלך האלים.

נפטון נקרא על שם אל הים.

אורנוס נקרא על שם האל הזקן ביותר.

האל היווני נפטון

171*

מערכת השמש שלנו

מערכת השמש שלנו נמצאת בגלקסיה הנקראת שביל החלב.

היא נמצאת בתוך אחת משש הזרועות של גלקסית שביל החלב.

מערכת השמש כוללת את השמש, את כוכבי הלכת, את כוכבי הלכת הננסיים, את האסטרואידים ואת השביטים.

הבה נצא למסע במערכת השמש כדי להכיר מקרוב כל אחד מהגופים האלה.

משימה: מסע במערכת השמש

בעקבות המשימה - נדע...

- לזהות ולתאר את המאפיינים של כוכבי הלכת במערכת השמש.

- לאסוף מידע על כוכבי הלכת ולארגן אותו בכרטיסי אפיון ובטבלת השוואה.

- להסיק מסקנה אודות הדומה והשונה בין כוכבי הלכת במערכת השמש.

- להציג את מערכת השמש בדרכים מגוונות.

- לתאר את המאפיינים של הגופים במערכת השמש ואת ארגונם במרחב.

הנחיות

דמיינו שאתם יצורים מגלקסית אנדרומדה שיוצאים למסע חקר בחלל.

משימתכם לחקור את מערכת השמש בגלקסית שביל החלב.

היעד שלכם הוא מערכת השמש שבה שוכן כוכב לכת ארץ.

השאלות שאתם רוצים לחקור:

- אילו סוגי גופים יש במערכת השמש?

- מה מאפיין כל גוף במערכת השמש?

- כיצד מאורגנים הגופים במרחב?

- במה דומים ובמה שונים הגופים במערכת השמש?

עבודת צוות

במשימה שלושה חלקים:

חלק א: הכנות למסע - מתארגנים למשימה (פנו לעמוד 172)

חלק ב: יוצאים למסע - אוספים מידע על כוכבי הלכת (פנו לעמוד 173)

חלק ג: בחזרה מן המסע - מעבדים ומציגים מידע (פנו לעמוד 182)

גלקסית שביל החלב: מערכת השמש

172*

חלק א: הכנות למסע - מתארגנים למשימה

1. התארגנו בקבוצות (4-3 תלמידים).

חלקו ביניכם תפקידים:

- איסוף מידע וארגונו בכרטיסי "חבר במערכת השמש" (עמוד 172).

- הכנת טבלה שיתופית לארגון מידע (עמוד 182).

- הצגת המידע בדרך שתבחרו (עמוד 183).

במהלך המסע תבקרו בכוכבי לכת שונים.

משימתכם היא לאסוף מידע על כל כוכבי הלכת בהתאם למידע הנדרש בכרטיס "חבר במערכת השמש".

2. הכינו 11 כרטיסים ריקים של "חבר במערכת השמש" (ראו דוגמה).

כרטיס חבר: דוגמה

חבר במערכת השמש

173*

חלק ב: יוצאים למסע - אוספים מידע על כוכבי הלכת

"מרכז הבקרה אל החללית, האם אתם מוכנים?

בדיקת תא דלק - מוכן! אוויר - מוכן!

קסדות על הראש ולהדק חגורות.

עשר, תשע, שמונה... שתיים, אחת... המראה!

איזה יופי! אנחנו בחלל.

אילו מראות מרהיבים יש בגלקסיה שלנו.

כוכבים מנצנצים בכל מיני צבעים.

הנה אנו נכנסים לגלקסית שביל החלב.

עוד מעט מגיעים אל מערכת השמש של כוכב לכת ארץ".

אספו מידע על כל כוכב לכת בעזרת מקורות המידע הבאים:

- מידעון כוכבי הלכת (עמודים 174-181) בספר זה.

- אתר אופק למדע וטכנולוגיה (הפעילות: מערכת השמש - המשפחה שלנו ביקום).

- אנציקלופדיות וספרים.

- אתרים של מצפי כוכבים ברשת האינטרנט.

174*

מידעון: כוכבי לכת

"התחנה הראשונה שלכם היא כוכב לכת קטן - אריס."

תחנה מספר 1: אריס

אריס הוא כוכב לכת ננסי. אריס מורכב בעיקר מסלעים ומקרח, ויש לו ירח אחד. הטמפרטורה בו מגיעה ל-250 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. הוא רחוק מהשמש 19.5 מיליארד ק"מ. אריס מקיף את השמש ב-560 שנות ארץ.

"שימו לב לכוכב לכת קטן הרחק ממערכת השמש - זהו פלוטו."

תחנה מספר 2: פלוטו

פלוטו עשוי קרח וסלעים, ויש לו שלושה ירחים. הטמפרטורה שלו מגיעה ל-233 מעלות צלזיוס מתחת לאפס.

פלוטו מקיף את השמש ב-248 שנה. אורך היממה שלו שישה ימים ותשע שעות. עד שנת 2006 נחשב פלוטו לכוכב הלכת המרוחק ביותר מהשמש, אולם בשנת 2006 השתנה מעמדו לכוכב לכת ננסי.

תחנה מספר 3: כארון

כארון התגלה ב-1978 והוא נחשב לירחו של פלוטו. בעקבות ההגדרה החדשה של אגודת האסטרונומים, כארון נחשב היום לכוכב לכת ננסי. הוא רחוק מהשמש כשישה מיליארד ק"מ. קוטרו מוערך בכ-1,100 ק"מ.

הוא מכוסה בקרח ובמים.

-אריס

-פלוטו

-כארון

175*

תחנה מספר 4: נפטון

נפטון שייך לקבוצת ענקי הגזים.

לנפטון 13 ירחים. האטמוספרה שלו מכילה מימן והליום. הטמפרטורה של מגיעה ל-213 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. הוא מקיף את השמש במשך 165 שנה.

אורך היממה שלו 16 שעות ו-7 דקות.

תחנה מספר 5: אורנוס

אורנוס שייך לקבוצת ענקי הגזים. האטמוספרה של אורנוס מכילה מימן והליום, וכמויות זעירות של גזים נוספים. הטמפרטורה בפסגות העננים מגיעה ל-215 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. גם אורנוס מוקף טבעות, ויש לו 27 ירחים.

הוא מקיף את השמש במשך 84 שנה. אורך היממה שלו 17 שעות ו-14 דקות.

-נפטון

-אורנוס

176*

"אם תאמצו את עיניכם, תבחינו גם בשלוש שכבות העננים הצבעוניים בשמי שבתאי.

אל תשכחו לצלם."

תחנה מספר 6: שבתאי

שבתאי שייך לקבוצת ענקי הגזים. שבתאי מוקף אלפי טבעות היוצרות סביבו כעין "חישוק" צבעוני, מרהיב. טבעות אלה עשויות בעיקר מגושי קרח ומגרגירי אבק. נוסף על הטבעות, מקיפים אותו 60 ירחים! שבתאי הוא השני בגודלו, בין כוכבי הלכת, אחרי צדק. האטמוספרה שלו מכילה בעיקר מימן והליום, וכן כמויות זעירות של תרכובות שונות, כמו מים ואמוניה. הטמפרטורה שלו בפסגות העננים מגיעה ל-180 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. הוא מסיים הקפה אחת סביב השמש במשך 29 שנים וחצי. אורך היממה שלו 10 שעות ו-40 דקות.

שבתאי

177*

תחנה מספר 7: צדק

צדק שייך לענקי הגזים. הוא עשוי בעיקר מימן והליום. צדק הוא הגדול מבין כל כוכבי הלכת ומקיפים אותו ירחים רבים. שימו לב לארבעת הירחים הגדולים: אירופה, גנימיד, איו וקליסטו. בפסגות העננים הטמפרטורה מגיעה ל-150 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. הוא מסיים הקפה אחת סביב השמש במשך 12 שנה. אורך היממה שלו 9 שעות ו-55 דקות.

"הכתם האדום הגדול שעל צדק אולי יגרה את סקרנותכם אך היזהרו! זהו אזור של סערה מתמדת."

צדק

178*

סיימנו את ביקורנו בכוכבי הלכת הענקיים: אלה הם ענקי הגזים. כוכבי הלכת האלה גדולים מאוד, הקוטר שלהם גדול הרבה מהקוטר של כוכב לכת ארץ ולכן הם נקראים ענקיים. ביקרנו גם אצל כוכבי הלכת הננסיים אריס, כארון ופלוטו.

אנו טסים עתה לכיוון כוכבי הלכת הקרובים יותר אל השמש - אל כוכבי הלכת הארציים. בדרך נצטרך לעבור מכשול ענק - חגורת האסטרואידים שנמצאת בין המסלול של כוכב לכת מאדים לבין המסלול של כוכב לכת צדק.

היזהרו! אלה הם גושי סלע וגושי קרח שמקיפים גם הם את השמש. בחגורת האסטרואידים נמצא כוכב לכת ננסי - צרס.

תחנה מספר 8: צרס

צרס הוא האסטרואיד הגדול ביותר הנמצא בחגורת האסטרואידים בין מאדים לצדק. לפי ההגדרה החדשה, צרס נחשב כוכב לכת ננסי. הוא מורכב מסלעים וקרח. יתכן שמתחת לפני השטח יש אוקינוס של מים במצב צבירה נוזל. הטמפרטורה בו מגיעה ל-36 מעלות צלזיוס מתחת לאפס אורך היממה שלו תשע שעות.

"זהירות! להדק חזק חגורות! הנה אנחנו כבר חוצים...

הנה הגעתם בשלום לאחר טלטלה חזקה אל מאדים."

- צרס

- חגורת האסטרואידים

מילון:

כוכבי לכת ארציים: כוכבי לכת הדומים בהרכבם לכדור הארץ ומורכבים בעיקר מסלעים.

179*

תחנה מספר 9: מאדים

מאדים שייך לכוכבי הלכת הארציים. כדאי לשים לב לפני השטח החומים-אדמדמים ולערוצים המתפתלים. תוכלו להבחין גם בשני ירחיו של מאדים: פובוס ודמוס. הוא קטן מכדור הארץ, הטמפרטורה עליו נמוכה מאוד, כ-55 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. רק בקטבים שלו יש מים קפואים (כיפות קרח). האטמוספרה שלו דלילה ורובה מורכבת מפחמן דו-חמצני.

היזהרו לבל תיקלעו לסערת אבק נפוצה. מאדים מקיף את השמש במשך 687 ימים. אורך היממה שלו 24 שעות ו-37 דקות. מאדים הוא כוכב הלכת הדומה ביותר לכוכב לכת ארץ.

מאדים

"ממשיכים אל כוכב לכת ארץ.

וואו! איזה צבע מדהים. כדאי מאוד לצלם את ההרים, הגיאיות והערוצים.

שימו לב לאטמוספרה הדקיקה כל כך."

180*

תחנה מספר 10: כוכב לכת אךץ

כוכב לכת ארץ (כדור הארץ) הוא השלישי במרחקו מן השמש. כוכב לכת ארץ הוא כוכב לכת ארצי. שוררים בו תנאים מיוחדים הודות למרחקו מן השמש. אילו היה קרוב יותר אל השמש היה בו חם מדי והמים שבו היו מתאדים; אילו היה רחוק יותר ממנה היה בו קר מדי, והמים שבו היו קופאים. בכוכב לכת ארץ הטמפרטורה נוחה (מינוס 35 מעלות צלזיוס בקטבים, בקו המשווה 25 מעלות צלזיוס), הוא מכיל שפע של מים במצב צבירה נוזל ותערובת הגזים של האטמוספרה שלו כוללת כ-78 אחוז חנקן, כ-21 אחוז חמצן,כ-1 אחוז ארגון, כ-0.04 אלוז פחמן דו-חמצני וכמויות זעירות מאוד של גזים אחרים. כוכב לכת ארץ הוא כנראה כוכב הלכת היחיד במערכת השמש שמתקיימים עליו יצורים חיים. כוכב לכת ארץ מקיף את השמש במשך כ-365 ימים. אורך היממה 24 שעות. יש לו ירח אחד. מן החלל הוא נראה כחול, לכן הוא נקרא גם "כוכב הלכת הכחול".

כוכב לכת ארץ

181*

תחנה מספר 11: נוגה

נוגה הוא השני במרחקו מהשמש. נוגה הוא כוכב לכת ארצי. נוגה דומה בגודלו לכוכב לכת ארץ אולם מכל שאר הבחינות, נוגה שונה מאוד: על פניו שוררת טמפרטורה גבוהה מאוד, כ-450 מעלות צלזיוס, לכן אין בנוגה מים במצב צבירה נוזל ואין בו כלל אוקיינוסים. נוגה הוא סלעי ויבש מאוד. יש לו מעטפת גזים דחוסה, המורכבת בעיקר מפחמן דו-חמצני, ובה שכבת עננים עבה המחזירה את אור השמש, לכן נוגה בהיר מאוד וניתן לראותו בקלות גם ללא טלסקופ. גם לנוגה אין ירח, הוא מקיף את השמש ב-225 ימים. אורך היממה שלו 117 ימי ארץ.

תחנה מס' 12: כוכב לכת חמה

כוכב לכת חמה הוא הראשון במרחקו מהשמש: חמה הוא כוכב לכת ארצי. זהו כוכב לכת קטן בהרבה מכוכב לכת ארץ. בצידו האפל הטמפרטורה מגיעה ל-183 מעלות צלזיוס מתחת לאפס, ובצידו המואר 427 מעלות צלזיוס.

כוכב חמה עשוי מסלעים, ויש בו מכתשים רבים מאוד. אין בו מים ואף לא אוויר. לכוכב חמה אין ירח. הוא מקיף את השמש ב-88 יום.

אורך היממה שלו 58.65 ימי ארץ.

- נוגה

- כוכב לכת חמה

182*

חלק ג: בחזרה מן המסע - מעבדים ומציגים מידע

אילו סוגי גופים יש במעךכת השמש?

כיצד הם מאורגנים במרחב?

ומה מאפיין אותם?

הנחיות

1. הכינו טבלה שיתופית (ראו דוגמה) וארגנו בה את המידע שרשמתם בכרטיסי חבר במערכת השמש. התחילו מתחנה מספר 1 ועד תחנה מספר 12.

שימו לב: מומלץ להכין טבלה שיתופית מתוקשבת.

עבודת צוות

טבלת השוואה שיתופית: מאפיינים של כוכבי לכת

חושבים מדע

1. מהי המטרה של הטבלה השיתופית?

2. אילו סוגי מידע על הגופים שבמערכת השמש אפשר להפיק מהטבלה?

3. מה ההבדל בין ארגון מידע בכרטיס החבר של מערכת השמש לבין ארגון מידע בטבלה השיתופית?

183*

2. עיינו במידע שארגנתם בטבלה, היעזרו במידעון מערכת השמש (בעמוד הבא) והשיבו על השאלות הבאות:

חשיבה

סוגי גופים

א. מי הם כוכבי הלכת הענקיים ומאילו חומרים עיקריים הם מורכבים?

ב. מי הם כוכבי הלכת הארציים ומאילו חומרים עיקריים הם מורכבים?

ג. רשות: מי הם כוכבי הלכת הננסיים ומאילו חומרים עיקריים הם מורכבים?

חשיבה

ארגון הגופים במרחב

א. מהו כוכב הלכת הרחוק ביותר מהשמש?

ב. מהו כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש?

ג. היכן ממוקמים כוכבי הלכת הארציים ביחס לשמש?

ד. היכן ממוקמים כוכבי הלכת הענקיים ביחס לשמש?

ה. מה נמצא בין הכוכבים הענקיים לכוכבי הלכת הארציים?

ו. היכן נמצא כוכב לכת ארץ במערכת השמש?

חשיבהמאפייני הגופים

א. מהו אורך השנה של כוכבי הלכת נוגה, מאדים, ארץ וחמה?

ב. בדקו: האם יש קשר בין המרחק של כוכב הלכת מן השמש לבין אורך השנה שלו? אם כן כתבו משפט המתאר את הקשר.

ג. בדקו: האם יש קשר בין סוג כוכב הלכת (ענקי, ארצי) לבין הרכבו?

אם כן כתבו משפט המתאר את הקשר.

ד. בדקו: האם יש קשר בין המרחק של כוכב הלכת מן השמש לבין הטמפרטורה הממוצעת שלו?

אם כן, כתבו משפט המתאר את הקשר.

ה. במה שונים מאפייני כדור הארץ מכוכבי לכת אחרים?

עבודת צוות

3. הציגו את מערכת השמש בכל דרך שתבחרו (מצגת שיתופית, המחזה, דגם, שיר וכדומה). בהצגה חשוב להתייחס לפרטים הבאים:

- מיקום של השמש.

- מיקום של ארבעת כוכבי הלכת הארציים.

- מיקום של ארבעת כוכבי הלכת הענקיים.

- מיקום של כוכבי הלכת הננסיים.

- מיקום של חגורת האסטרואידים.

- להוסיף את המסלולים.

4. במשימה זו הכרתם את מערכת השמש שלנו. ביקום קיימות מערכות שמש נוספות.

סכמו: מה משותף לכל מערכות השמש?

184*

מידעון: מערכת השמש

מערכת השמש שלנו מורכבת מכוכב מרכזי אחד, הלא היא השמש שלנו.

השמש היא מקור האור והחום של כל כוכבי הלכת במערכת השמש.

כל הגופים במערכת השמש מוארים על ידי השמש.

את השמש מקיפים כוכבי לכת, כוכבי לכת ננסיים, אסטרואידים וגופים נוספים.

- ארבעה כוכבי לכת ננסיים: אריס, כארון, פלוטו וצרס.

- ארבעה כואבי לכת ענקיים: נפטון, אורנוס, שבתאי וצדק.

כוכבי הלכת הענקיים עשויים מחומרים במצב צבירה גז.

- ארבעה כוכבי לכת ארציים: מאדים, כדור הארץ, נוגה וכוכב לכת חמה.

כוכבי הלכת הארציים עשויים מחומרים במצב צבירה מוצק (סלעים).

את השמש מקיפים גופים נוספים שאינם כדוריים.

- אסטרואידים: אלה הם גושי סלעים בעלי צורות וגדלים שונים.

אסטרואידים נמצאים בכל מערכת השמש, אולם רובם נמצאים בין קבוצת כוכבי הלכת הענקיים לבין כוכבי הלכת הארציים (בין המסלול של כוכב הלכת מאדים לבין המסלול של כוכב הלכת צדק).

אזור זה נקרא: חגורת האסטרואידים.

מערכת השמש

185*

היודעים אתם ש... (העשרה)

שביטים: אלה הם גופים העשויים בעיקר קרח ואבק. השביטים מקיפים את השמש במסלולים מיוחדים משלהם. כאשר הם מתקרבים אל השמש, הם מקבלים בהשפעתה צורה אופיינית, המורכבת מ"ראש" ומ"זנב" ארוך וזוהר. יש אלפי שביטים במערכת השמש, אך רק לעיתים רחוקות אנו יכולים לראות אחד מהם מכדור הארץ. רוב השביטים נמצאים הרחק בקצות מערכת השמש, עוד יותר רחוק מפלוטו.

מטאוריט: לעיתים רסיס קטן של אסטרואיד או חלק משביט מתקרב מאוד לכדור הארץ. אם הרסיס חולף את האטמוספרה של כדור הארץ הוא נקרא מטאוריט.

היודעים אתם ש... (העשרה)

השביט על שם היילי - שביט שרואים פעם בחיים

אחת ל-76 שנה בערך חוזר ומופיע בשמי כדור הארץ שביט מעניין במיוחד. שביט זה נצפה על ידי אסטרונומים סיניים כבר לפני כאלף שנה ועליו סיפר החכם רבי יהושע בן חנניה כבר לפני אלפיים שנה. האסטרונום האנגלי, היילי, שחי לפני כ-300 שנה, זיהה את השביט שוב וחישב את הופעתו הבאה בקרבת כדור הארץ. הוא לא זכה אמנם לראותו שוב, אך כיוון שהיה הראשון שתיאר שביט זה בפירוט, החליטו האסטרונומים לקרוא לשביט הזה שביט היילי.

186*

היודעים אתם ש... (העשרה)

תרומתו של קופרניקוס לחקר החלל

היוונים הקדמונים האמינו שכדור הארץ עומד במרכז, וסביבו נעים, במעגלים, הירח, השמש וחמישה כוכבי לכת.

בראשית המאה ה-16 (לפני כ-500 שנה) ערך האסטרונום קופרניקוס תצפיות, מדידות וחישובים והציע הסבר אחר. קופרניקוס טען שכדור הארץ אינו "מרכז העולם" ושכל שאר הגופים נעים סביבו, אלא השמש היא המרכז. הוא טען גם שכדור הארץ וכל שאר הגופים בחלל מקיפים את השמש.

כיום, הודות למכשירים המשוכללים שבידי האסטרונומים, אנו יודעים שלא רק כדור הארץ נמצא בתנועה, אלא גם הגופים האחרים בחלל נמצאים בתנועה מתמדת. אנו גם יודעים שהשמש אינה מרכז היקום - היא רק כוכב אחד מבין מיליונים רבים של כוכבים.

בפרק זה למדנו ש...

- היקום הוא כל מה שקיים, כל מה שנמצא.

- הכוכבים ביקום מאורגנים במבנה כולל יותר שנקרא גלקסיה.

- כל הכוכבים הם מקור-חום ואור.

- מערכת השמש נמצאת בגלקסית שביל החלב.

- כוכב לכת הוא גוף בחלל המקיף כוכב. כוכב לכת הוא גוף מואר.

- מערכת השמש שלנו כוללת כוכב מרכזי (שמש) שסביבו נעים כוכבי לכת (ארציים וגזים) כוכבי לכת ננסיים, אסטרואידים ושביטים.

מיומנויות שהפעלנו...

- השתמשנו בעזרים טכנולוגיים לתצפית.

- ארגנו מידע בכרטיסי אפיון ובטבלה שיתופית.

- ערכנו השוואה והסקנו מסקנות.

- תיארנו קשרים בין רכיבים.

- ערכנו העברה מהדגם למציאות.

- הצגנו מידע בדרכים מגוונות.

- עבדנו בצוות ובשיתוף פעולה.

187*

במבט חוזר

לפניכם משימה שבעזרתה תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

1. איזה גוף בחלל אני?

א. צבעי אדמדם ואני כוכב לכת, יש לי קרח בקטבים ולא גילו בי סימני חיים.

ב. אנו ארבעה כוכבי לכת גדולים העשויים גזים.

ג. אינני כוכב, גם לא ירח, אני בעצם לוויין של כוכב זורח.

ד. אני מוקף אלפי טבעות היוצרות סביבי כעין חישוק צבעוני.

ה. אני נראה כמו ענן לבן זוהר מרחוק, הכוכבים שאתם רואים בי נמצאים.

ו. אני המקור להרבה חום ואור. רק לי קוראים המאור הגדול.

ז. אני מקיף את השמש ב-88 ימים, אני קטן ויש בי מכתשים רבים.

ח. אני מקיף כוכב לכת ושנינו מקיפים את השמש.

2. סדרו את הגופים הבאים מהגדול לקטן: גלקסיה, שמש, מערכת השמש, ירח, כוכבי לכת, אסטרואידים, כוכבי לכת ננסים.

עבודת צוות

3. אתם עובדים במשרד פרסום במאה ה-22. משרדכם מעוניין לפרסם אתרי תיירות במערכת השמש:

א. בנו מצגת שיתופית או הכינו עלון מידע או סרטון שיציג מספר מסעות מעניינים למרחבי מערכת השמש.

ב. הניחו שבמאה ה-22 תהיה טכנולוגיה לטיסה בבטיחות ובנוחות לתקופות ארוכות בחלל.

ג. תוכלו לקבל השראה מעלונים של סוכנויות נסיעות (למשל אירופה הקלאסית בעשרה ימים).

ד. בכל אתר ציינו את התופעה המעניינת (למשל: טיול במכתשים של כוכב הלכת מאדים).

ה. הקפידו למסור מידע נכון ומעודכן מדעית.

ו. דווחו בעלון המידע או בסרטון על הזמן של כל טיול, על פי חישוב המרחק ומהירות הטיסה של חללית התיור העתידית.

ז. נסו להעריך את מחיר הטיול ולשווק אותו בצורה מושכת ומרתקת.

ח. צרפו תמונה לכל אתר תיירות במערכת השמש.

סוגי מודעות:

-טיול בחלל

-לירח ב-3 ימים בלבד

-טיסה 187

188*

פרק שני: האדם בחלל

188*

רז: לפעמים הירח נראה כל כך קרוב, ממש מתחשק להושיט יד ולגעת בו.

נועם: אני מתארת לעצמי איך גליליאו גליליי התרגש כשהתבונן בירח עם הטלסקופ בפעם הראשונה. הוא בטח דמיין לעצמו שהוא ממש שם! מטייל לו על הגבעות ועל ההרים.

רז: אם הוא היה מבקר אותנו היום, הוא בטח היה חושב שהוא חולם. אנשים בבגדים מוזרים נכנסים לתוך מכונות מוזרות שיורקות אש כמו דרקונים... ואז מגיעים לירח ומטיילים עליו!

נועם: זה באמת נראה כמו חלום

באילו אמצעים טכנולוגיים חוקרים את החלל?

איזו תרומה יש לחקר החלל?

189*

בעקבות הלמידה - נדע...

- לתאר את הצרכים האנושיים שהובילו להתפתחות טכנולוגיות לחקר החלל.

- לתאר את הפתרונות הטכנולוגיים שהאדם פיתח כמענה לצרכים האנושיים בחקר החלל ואת התרומה היחודית שלהם לחקר החלל.

- לתאר את התרומה של חקר החלל לחיים בכדור הארץ.

- לתאר את התרומה של ישראל לחקר החלל.

מושגים שנלמד

- טכנולוגיות לחקר החלל: טלסקופ, חללית, מעבורת חלל, לוין, "ננו-לוינים", תחנת חלל.

- אסטרונומיה, אסטרונאוטים.

מיומנויות שנפעיל

- לערוך תצפיות ולתעד ממצאים.

- לזהות צרכים אנושיים, לנסח בעיות ולהציע פתרונות.

- לערוך השוואה ולהסיק מסקנות.

- לבצע תהליך של חקר מידעני: לאסוף מידע ממקורות מגוונים, לעבדו ולהציגו בדרכים מגוונות.

- להכיר ולהשתמש בטכנולוגיה לחקר החלל (משקפת וטלסקופ).

190*

צופים אל מרחבי היקום

מאז ומעולם נשאו בני האדם את עיניהם אל השמיים וחקרו את תנועות הכוכבים, את מיקומם ואת זמני הופעתם. כך התפתח אחד המדעים העתיקים ביותר: מדע האסטרונומיה.

היום עומדים לרשות האסטרונומים אמצעים משוכללים ביותר לחקר החלל: טלסקופים ענקים ממוחשבים שצופים ביקום, חלליות המסיירות ברחבי מערכת השמש, לוינים המקיפים את כדור הארץ ומעבדות משוכללות.

משימה: מה רואים על הירח?

חוקרים ומגלים

בעקבות הלמידה - נדע...

- לתאר את התרומה של המשקפת ושל הטלסקופ לחקר החלל.

- להשתמש במשקפת ובטלסקופ לאיסוף נתונים.

ציוד: משקפת שדה 8X30, טלסקופ (אם יש), מחברת לרישום תוצאות התצפית, פנס כיס להתמצאות

הנחיות

צאו לתצפית בשעות החשיכה, בליווי מבוגרים. בחרו לילה שבו השמיים נקיים מעננים והירח נראה ברור ובמופע מלא. חשוב לבצע את התצפית ללא הפרעות של בניינים, עצים או פנסי רחוב.

191*

תצפית

1. התבוננו בירח. ציירו את הירח ואת מה שאתם רואים על פניו.

2. התבוננו בירח באמצעות משקפת וגם באמצעות טלסקופ (אם יש ברשותכם).

א. מה אתם רואים עכשיו על הירח?

האם אתם מבחינים בפרטים שלא הבחנתם בהם קודם?

ב. ציירו את הירח ואת מה שאתם רואים על פניו באמצעות משקפת או טלסקופ.

סיכום התצפית

1. השוו בין שני הציורים שציירתם: תצפית על הירח ללא שימוש במשקפת או בטלסקופ ותצפית על הירח עם שימוש במשקפת או בטלסקופ: הסבירו במה דומים הציורים ובמה הם שונים.

2. הסיקו: איזו תרומה יש למשקפת ולטלסקופ בחקר של גופים בחלל?

3. מסכמים בשפת הטכנולוגיה:

א. מה היה הצורך שלכם לפני השימוש במשקפת או בטלסקופ?

ב. מדוע קשה להשיג את הצורך הזה ללא שימוש במכשירים אלה?

ג. איזו מגבלה חושית יש לנו?

ד. נסחו את הבעיה הטכנולוגית הנובעת ממגבלה זו.

ה. כיצד המשקפת והטלסקופ פותרים את הבעיה הטכנולוגית?

192*

היודעים אתם ש... (העשרה)

גליליאו גליליי והטלסקופ

לפני כ-400 שנה, חי בצפון איטליה אסטרונום וממציא דגול בשם גליליאו גליליי. גליליאו בנה טלסקופים שבאמצעותם ערך תצפיות על גופים בשמיים.

הודות לשימוש בטלסקופ גילה גליליאו תופעות שאי אפשר לקלוט בעיניים. כך הוא גילה למשל שלכוכב הלכת צדק יש ארבעה ירחים המקיפים אותו.

הוא צפה בהרים שעל פני שטח הירח, הוא זיהה את המופעים של כוכב הלכת נוגה, הוא צפה גם בכוכבים של גלקסית שביל החלב ובכתמים שעל השמש.

בשנת 1610 כתב גליליאו את הספר שליח הכוכבים ובו תיאר את תצפיותיו בטלסקופ על הירחים של כוכב לכת צדק ועל הירח של כדור הארץ.

193*

משימה: הטלסקופ: לראות רחוק, לראות ברור

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר מהם הצרכים האנושיים שעליהם עונה פיתוח הטלסקופ.

- להסביר במה מגביר הטלסקופ את יכולתם של בני האדם.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות.

הטלסקופ: לראות רחוק, לראות ברור

בימי קדם חקרו האסטרונומים את הגופים בשמיים בעזרת העיניים שלהם ובעזרת מכשירי מדידה פשוטים ביותר. גם באמצעים פשוטים אלה הצליחו ללמוד הרבה מאוד על הגופים השונים בחלל. אך כדי להתבונן היטב בגופים רחוקים מאוד, העין לבדה אינה מספיקה.

לפני 400 שנה המציאו בהולנד מכשיר שענה על הצורך של יורדי הים לקלוט מידע על אוניות הנמצאות במרחבי הים. מכשיר זה הוא הטלסקופ.

בטלסקופ משתמשים כדי להגביר את היכולת לראות גופים רחוקים מאוד.

באותה תקופה גילה האסטרונום גליליאו שהטלסקופ מגביר את היכולת לקלוט מידע על גופים בשמיים. אפשר לראות מבעד לטלסקופ גופים רחוקים שהעין לבדה אינה מסוגלת לקלוט. כוכבים שאנו מצליחים לראות בעינינו נראים מבעד לטלסקופ בהירים וברורים יותר.

מאז ימי גליליאו החלו האסטרונומים להשתמש בטלסקופ, הם הצליחו לגלות ולחקור כוכבים וגופים רבים מאוד שלא היו מוכרים קודם לכן. הם למדו דברים חדשים גם על גופים מוכרים, כמו הירח של כדור הארץ, ועל כוכבי הלכת צדק ושבתאי.

-מכשירים עתיקים לניווט ימי

-הטלסקופ של גלילאו

194*

הצורך של האדם לראות יותר רחוק ויותר ברור הביא לפיתוח של טלסקופים משוכללים יותר. כיום קיימים טלסקופים ענקיים המאפשרים צפייה למרחקים עצומים, ואפילו צילום של גופים הנמצאים בחלל. יש טלסקופים שנמצאים על פני כדור הארץ, כמו אלה הנמצאים למשל במצפה כוכבים, ויש גם טלסקופים שמוצבים בחלל, כמו טלסקופ החלל על שם אדוין האבל.

טלסקופ החלל האבל

שאלות

1. הטלסקופ הוא דוגמה לפיתות טכנולוגי שנועד לספק צורך מסוים שלאחר מכן נמצא לו שימוש נוסף.

- מה היה הצורך שלשמו נבנה הטלסקופ?

- איזה צורך נוסף מספק הטלסקופ?

2. הסבירו את הביטוי "הטלסקופ מגביר את היכולת לקלוט מידע": באיזו יכולת מדובר? ובאיזה סוג מידע מדובר?

3. ממה נובע הצורך של האדם לשכלל עוד ועוד את הטלסקופים?

חושבים מדע

טכנולוגיה ומדע

- איזו תרומה יש לפיתוח הטכנולוגי שנקרא טלסקופ להתפתחות מדע האסטרונומיה?

195*

היודעים אתם ש...

טלקוקופים בארץ ובחלל

טלטקופים על פני כדור הארץ

טלסקופים ממוקמים בדרך כלל במבנה מיוחד שנקרא מצפה כוכבים. המיקום של מצפה הכוכבים נבחר בקפידה: גבוה מעל פני הים, במקום שבו מזג האוויר יציב והאוויר נקי, רחוק מגורמים המפריעים לצפות בכוכבים (כמו אורות העיר ועשן ממפעלי תעשייה). תקרת המבנה של מצפה הכוכבים בנויה בצורת "כיפה" ובה פתח גדול. הטלסקופ מכוון לשמיים דרך הפתח בכיפת המצפה. כיפת המצפה יכולה לנוע כך שניתן לכוון את הטלסקופ לכל כיוון שרוצים.

טלסקופ בחלל

בשנת 1990 הציבו האמריקאים טלסקופ בחלל במסלול הקפה סביב כדור הארץ. זהו מקום שאין בו כמעט הפרעות: אפילו האטמוספרה אינה מפריעה! שם אפשר לקלוט מידע על גופים הנמצאים רחוק מאוד מכדור הארץ. המידע והתמונות משודרות למרכז בקרה בכדור הארץ- טלסקופ החלל נקרא טלסקופ האבל על שם חוקר החלל אדוין האבל.

באמצעות טלסקופ האבל נאסף מידע רב על מבנים ועל גופים ביקום והשימוש בו הביא מידע חדש על אודות היקום. למשל, עדויות לגבי גיל היקום.

טלסקופים בכדור הארץ ובחלל

-מצפה כוכבים במאונט פלומר, ארה"ב

-טלסקופ החלל האבל

196*

חושבים מדע

תמונות מהחלל

במחקר המדעי בדרך כלל איננו מסתמכים רק על החושים. החושים אינם מאפשרים לנו לבצע מדידות מדויקות ומפורטות. לפעמים החושים גם מטעים אותנו. העיניים של הצופים, מיומנות ככל שיהיו, אינן מכשיר מדידה מדעי. בעזרת מצלמות מיוחדות שמרכיבים על טלסקופים אפשר להתגבר על המגבלה החושית הזו.

המצלמות שמחוברות לטלסקופים מספקות לנו מידע רב ומפורט יותר. זהו מידע שאינו תלוי בעין של הצופים. זהו מידע שניתן למדידה מדויקת. המצלמה "מקפיאה" את תמונת השמיים בזמן נתון. כיום במדע מקדישים זמן מועט לתצפיות ישירות בשמיים ומקדישים יותר זמן לפענוח התמונות שמצלמות המצלמות המורכבות על הטלסקופים.

-סופרנובה A1987

-צבר גלקסיות

-גלקסיה M100

-ערפילית ראש הסוס

-ערפילית העקרב

-צבר כוכבים

אתר האבל ברשת: http://hubblesite.org

197*

טכנולוגיות לחקר החלל

מאז ימי גליליאו ועד ימינו התקדם חקר החלל בצעדים גדולים ביותר. טלסקופים משוכללים נבנו והותקנו בארץ ובחלל. האדם גם הצליח לצאת אל מחוץ לכדור הארץ ולנחות על הירח. חלליות ומעבורות חלל יוצאות למשימות בחלל כל הזמן.

והאדם רוצה לדעת יותר!

להגיע רחוק יותר... עד קצה מערכת השמש וגם לצאת אל גלקסיות אחרות... לראות יותר גופים ביקום... האם יש גופים שטרם גילינו...

לראות ברור יותר...

להגיע מהר יותר...

ואולי גם להתיישב ולחיות בחלל...

הצורך העז של האדם להשיג את כל אלה מביא כל הזמן לשכלול של טכנולוגיות לחקר החלל ולפיתוח טכנולוגיות חדשות.

באילו טכנולוגיות מגביר האדם את יכולתו לחקור את החלל ולגלות את צפונותיו?

גלקסית אנדרומדה

מילון:

טכנולוגיות לחקר החלל: אמצעים טכנולוגיים שהאדם בנה לאיסוף מידע (טלסקופ), לתנועה בחלל (מעבורת חלל) ולשהייה בחלל (חליפות, מושבות חלל).

198*

משימה: טכנולוגיות בשירות חקר החלל - עבר, הווה ועתיד

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר את התרומה של טכנולוגיות לחקר החלל: אמצעים טכנולוגיים שהאדם בנה לאיסוף מידע (טלסקופ), לתנועה בחלל (מעבורת חלל); לשהייה בחלל (חליפות, מושבות חלל) ולהתפתחות מדע האסטרונומיה.

- להשתמש במיומנויות מידעניות (איסוף מידע וארגונו, עיבוד מידע והצגתו).

- להציג ידע אודות טכנולוגיות חלל בדרכים מגוונות.

- להשתמש במושגים "צורך", "בעיה" ו"פתרון" בהקשרים טכנולוגיים מתאימים.

במשימה זו אתם מתבקשים להכין תערוכה בנושא:

טכנולוגיות בשירות חקר החלל - עבר, הווה ועתיד.

פתרונות טכנולוגיים הם פתרונות שפותחו בתהליך התיכון כדי לתת מענה לצרכים אנושיים. טכנולוגיות בשירות חקר החלל הן פתרונות טכנולוגיים שתורמים לחקר החלל.

במשימה שלושה חלקים:

חלק א: הכנות לתערוכה - מתארגנים (פנו לעמוד 199)

חלק ב: מכינים תערוכה - חוקרים, מתכננים ובונים מיצג (פנו לעמוד 199)

חלק ג: מבקרים בתערוכה - מציגים ועורכים דיון (פנו לעמוד 200)

תערוכת דגמים בנושא חקר החלל

בית ספר קהילתי "נופית", נופית, מחוז חיפה

199*

עבודת צוות

חלק א: הכנות לתערוכה - מתארגנים

1. את התערוכה תתכננו ותקימו בקבוצות. כל קבוצה תחקור טכנולוגיה אחת לחקר החלל ותציג אותה בתערוכה בדרך שתבחר.

דוגמאות לדרכים להצגת מידע: דגם, מצגת, סרטון, כרזה, הצגה, עבודה עיונית וכדומה.

2. לחקירת הטכנולוגיה לחקר החלל ולהצגתה היעזרו במקורות המידע הבאים:

- קטעי המידע טכנולוגיות לחקר החלל (עמודים 201-206).

- מידע מתוך ספרי עיון ובאתרים ברשת האינטרנט.

- האתר של סוכנות החלל האמריקאית "נאס''א".

3. חלקו משימות בין חברי הקבוצה: איסוף מידע, ארגון מידע, תכנון המיצג,

הכנת המיצג, הצגת המיצג.

חלק ב: מכינים תערוכה - חוקרים, מתכננים ובונים מיצג

1. חיקרו את הטכנולוגיה לחקר החלל שבחרתם לפי הנקודות הבאות:

א. מהו השם של הטכנולוגיה ובאיזו שנה היא פותחה?

ב. באילו מבצעים של חקר החלל השתמשו בטכנולוגיה הזו?

הביאו לפחות דוגמה אחת.

ג. מהי הבעיה / הצורך שטכנולוגיה זו נתנה לה פתרון?

ד. האם הטכנולוגיה הזו היא שכלול של טכנולוגיה קודמת לחקר החלל או המצאה חדשה? פרטו.

ה. מהי התרומה של הטכנולוגיה לחקר החלל והאם עדיין משתמשים בה?

ו. אילו חסרונות יש לטכנולוגיה הזו ומה יצטרכו לשכלל בה בעתיד?

אל תהססו להביא גם רעיונות שאולי נראים לכם לא הגיוניים כל כך!

ז. האם יש לטכנולוגיה לחקר החלל תרומה לאיכות החיים בכדור הארץ?

תערוכת דגמים בנושא חקר החלל

200*

עבודת צוות

תכננו ובנו מיצג בהתאם להנחיות הבאות:

א. בחרו דרך מתאימה להצגת המידע (טכנולוגיית החלל שנבחרה) ונמקו מדוע בחרתם בדרך זו.

חשיבה

ב. על המיצג לענות על הדרישות הבאות:

- יש לצרף לכל מיצג כרטיס מידע שמתייחס לנקודות המפורטות בחלק א של המשימה.

יש להציג את המידע באופן ברור ומדויק.

- על המיצג לבטא את הקול הקבוצתי הייחודי.

- על המיצג לשקף עבודה בשיתוף פעולה.

חלק ג: מבקרים בתערוכה - מציגים ועורכים דיון

1. סיירו בתערוכה והתרשמו מהמיצגים בה. היעזרו בשילוט ובקטעי המידע הנלווים לכל היצג.

2. על קבוצה להציג לקבוצות האחרות את הסיפור של טכנולוגיית החלל שהיא חקרה, תוך שימוש במושגים צורך, בעיה ופתרון טכנולוגי.

3. בחרו שלוש טכנולוגיות לחקר החלל שהוצגו בתערוכה. שרטטו במחברת או בקובץ במחשב טבלה (ראו דוגמה) והשלימו בה את המידע המתאים.

טבלה לארגון מידע: טכנולוגיות לחקר החלל

מאפיינים,  טכנולוגיה 1,  טכנולוגיה 2,  טכנולוגיה 3

עבודת צוות

חשיבה

4. ערכו דיון על טכנולוגיות לחקר החלל על פי השאלות הבאות:

א. איזו טכנולוגיית חלל הרשימה אתכם במיוחד? הסבירו.

ב. מדוע חשוב ללמוד על טכנולוגיות לחקר חלל?

ג. הפליגו על כנפי הדמיון: אילו טכנולוגיות לחקר החלל יהיו לבני האדם בעוד מאה שנה? אל תשכחו לציין מה יהיה הצורך של בני האדם לפתח טכנולוגיה כזו ואיזו תרומה היא עתידה להביא לחקר החלל?

ד. מה אפשר ללמוד מהתערוכה על התרומה של הטכנולוגיה לאדם ולחברה?

5. שתפו זה / זו את זה / זו בתהליך שעברתם על פי הנקודות הבאות:

א. החקירה: איסוף, ארגון ועיבוד המידע.

ב. הכנת המיצג וההצגה בתערוכה.

ג. הביקור בתערוכה והדיון המסכם.

ד. שיתוף הפעולה בקבוצה.

201*

קטעי מידע: טכנולוגיות לחקר החלל

רדיו טלסקופ

החל מסוף שנות החמישים של המאה העשרים פועלים במקומות אחדים בעולם טלסקופים המסוגלים לקלוט אותות מגופים שאינם נראים לעינינו! בטלסקופ כזה לא צופים בגופים בחלל, אלא קולטים מהם "קרינה בתחום גלי רדיו". טלסקופ כזה נקרא רדיו טלסקופ והוא נראה כמו "צלחת" ענקית שקולטת קרינה. הטלסקופים המיוחדים הללו מאפשרים למדענים ללמוד יותר ויותר על היקום הנפלא שבו אנו חיים. בעזרת הטלסקופים הללו אפשר לחקור כוכבים וגלקסיות בחלל וכן לעקוב אחר חלליות רחוקות מאוד.

טיל

במשך מאות שנים חלמו בני האדם להגיע אל החלל ולשוטט בין כוכבי הלכת אך נכשלו. כל מה ש"זרקו" או העיפו למעלה תמיד שב ונפל חזרה מטה. כלומר הם לא הצליחו להתגבר על כוח הכבידה (כוח המשיכה של כדור הארץ). כשבנו כלי טיס עם מנוע גדול יותר וחזק יותר כדי להתגבר על כוח הכבידה, היה צורך בכמויות גדולות יותר של חומרי דלק וכלי הטיס שבנו שוב לא הצליח לצאת לחלל.

לבסוף מצאו פתרון. לפתרון שבנו קראו טיל (משגר). לרוב, טיל כזה בנוי מכמה חלקים הנכנסים לפעולה בזה אחר זה בשלבים שונים של הטיסה, ובראשם נמצא רכב החלל. לאחר שיגור הטיל מופעלים השלבים השונים, ובתום בעירת חומרי הדלק שבתוכם הם צונחים לקרקע. השלב האחרון מופעל בגובה רב והוא מאיץ את רכב החלל עוד יותר, עד למהירות שבה הוא מצליח להיכנס למסלול הקפה סביב כדור הארץ.

-רדיו טלסקופ

טיל (משגר)

202*

לוין

ההמצאה החשובה ביותר שהומצאה בסוף שנות החמישים של המאה העשרים היא הלוין המלאכותי. זהו גוף לא גדול (יש לוינים בגודל של מכונית, ויש לוינים בגודל של כדורגל) המצויד במכשירים שונים ומסוגל להקיף את כדור הארץ בגובה רב. הלוין הראשון היה ספוטניק 1 ששוגר על ידי ברית המועצות למסלול סביב כדור הארץ ב-4 באוקטובר 1957.

את הלוינים שולחים לחלל על גבי משגר או משחררים אותם בחלל ממעבורת חלל. המשגר, שהלוין נישא עליו, מרים את הלוין לחלל ומכניס אותו למסלול הקפה סביב כדור הארץ.

ללוינים המקיפים את כדור הארץ ומשקיפים עליו מלמעלה יש כיום שימושים רבים: צילום ומיפוי של אזורים בכדור הארץ, העברת שדרים של טלוויזיה וטלפון סביב העולם, עזרה בחיזוי מזג האוויר ושינויי האקלים. הלוין מאפשר לשירותי חירום לאתר נהגים במצוקה, ואפילו לגלות מכוניות גנובות.

"ננו-לוינים" בחקר החלל משתמשים גם בלוינים קטנים השוקלים בין 1-10 ק"ג. בשל גודלם הזעיר הם נקראים "ננו-לוינים" (ננו - זעיר מאוד).

הפיתוחים האחרונים בתחום המזעור מאפשרים תכנון "ננו-לוינים" שיכולים לבצע משימות מורכבות שבעבר ניתן היה לבצע רק בעזרת לוינים גדולים.

לוין במסלול סביב כדור הארץ

203*

חלליות

כדי לחקור את כוכבי הלכת ואת שאר הגופים במערכת השמש שולחים אליהם חלליות. את החלליות משגרים אל החלל באמצעות משגרים.

המסלול של החלליות מתוכנן לעבור בקרבתם של כוכבי הלכת ולאפשר למכשור שבהן לצלם, לבצע מדידות ולשדר את הממצאים לכדור הארץ. האדם הצליח להכניס כמה חלליות למסלול הקפה של כוכב הלכת שאליו הם נשלחו. חלק מהחלליות שהו בקרבת כוכב הלכת במשך חודשים ואחרות חדרו דרך האטומוספרה של כוכב הלכת ונחתו על פניו.

החללית היא כלי הרכב של האסטרונאוט/ית. היא בנויה כך שאפשר להתקיים בתוכה בזמן הטיסה בחלל: ידוע לנו שבחלל קר מאוד ואין בו אוויר, אולם בתוך החללית יש תנאי קיום: יש בה אוויר וגם טמפרטורה נוחה.

החללית אינה חוזרת ונוחתת על פני כדור הארץ כמו מטוס. תוך כדי טיסתה בחלל משתחררים ממנה חלקים רבים ורק המתקן שבו נמצאים האנשים, חוזר וצונח על כדור הארץ, בדרך כלל אל הים. בכל חללית משתמשים פעם אחת בלבד. החללית הראשונה ווסטוק 1 שוגרה על ידי ברית המועצות ב-12 באפריל 1961. החללית הראשונה שנחתה על הירח (בשנת 1969) במסגרת מבצע אפולו הייתה החללית אפולו 11. מאז שוגרו עשרות חלליות. החללית האחרונה שחזרה ונחתה בכדור הארץ הייתה במסגרת מבצע אפולו בשנת 1972.

מעבורת חלל

בשנות השמונים של המאה העשרים פותח כלי רכב גדול יותר ובו מקום ליותר אנשים. זוהי מעבורת החלל. המעבורת גדולה הרבה יותר מהחללית. המעבורת הראשונה שוגרה לחלל על ידי האמריקאים בשנת 1981. בדומה לחלליות, גם את המעבורת שולחים לחלל באמצעות טילי שיגור רבי עוצמה. המבנה של מעבורת החלל דומה למבנה של מטוס גדול בעל כנפיים ומנוע. המנוע והכנפיים מסייעים למעבורת לשוב אל כדור הארץ. האסטרונאוטים חוקרים את החלל בעזרת המכשירים המשוכללים שבמעבורת. במעבורת החלל אפשר להשתמש הרבה פעמים. כיום משתמשים במעבורת חלל בעיקר להעברת אנשים וציוד לתחנות מחקר בחלל.

-מעבורת חלל

-החללית גמיני 7

204*

תחנת חלל

לקראת סוף המאה העשרים החלה ארצות הברית לשתף פעולה עם סוכנויות חלל אחרות בעולם ולהוציא לפעולה תוכנית לבניית תחנת חלל בין-לאומית. הסוכנויות המשתתפות בפרויקט הן: נאס"א (ארה"ב), סוכנות החלל הפדרלית של רוסיה, סוכנות החלל היפנית, סוכנות החלל הקנדית וסוכנות החלל האירופית.

בניית תחנת החלל החלה בשנת 1998 עם שיגור שני חלקי הבסיס הגדולים לחלל. עד סוף שנת 2006 כבר התקיימו 16 מסעות של חלליות ומעבורות, שהובילו ציוד ואנשים לצורך הקמת התחנה.

תחנת החלל נמצאת במסלול הקפה סביב כדור הארץ בגובה של 400 ק"מ. אורכה של התחנה מגיע ל-109 מטרים והיא כוללת 12 יחידות שבהן אזורי מגורים, מעבדות מחקר ועוד, שנפחם כנפח 20 אוטובוסים.

צוות תחנת החלל מונה שבעה אנשי צוות ועם מדענים ומדעניות מכדור הארץ מפעילים ציוד מעבדה כדי למדוד את ההשפעה של תנאי החלל על בני האדם. התחנה מתוכננת לשרוד לפחות 15 שנה, אך אפשר יהיה להאריך את חייה בעזרת תיקונים והחלפת חלקים.

תחנת החלל הבין-לאומית

205*

חליפת חלל

בחלל אין תנאים לקיום בני אדם. בחלל אין אוויר ולכן גם אין חמצן לנשימה, הטמפרטורה קיצונית וישנה קרינה מסוכנת מהשמש ומהחלל. במטרה לאפשר לאדם לשהות בחלל, יש למצוא פתרונות לאספקה סדירה של אוויר (חמצן), ללחץ אוויר הדומה לזה שעל כדור הארץ ולטמפרטורה נוחה.

בשל הצורך לצאת מן החללית או מן המעברת לביצוע תיקונים של החללית או עבודה בהרכבת תחנת חלל, פותחה חליפת חלל. בתוך חליפת החלל שלובש/ת האסטרונאוט/ית בעת יציאה מהחללית יש תנאים המאפשרים לו/לה לתפקד בחלל. כמו כן, החליפה מצוידת במערכת תקשורת המאפשרת קשר עם כדור הארץ. האסטרונאוט/ית קשור/ה אל חללית האם (או המעבורת) כדי למנוע התרחקות מקרית של האסטרונאוט/ית ממנה - במקרה של התרחקות מקרית, אי אפשר להבטיח את שובו/ה של האסטרונאוט/ית אל חללית האם.

206*

היודעים אתם ש...

התרומה של חקר החלל

פתרונות רבים לבעיות הקשורות לשהיה של האדם בחלל מספקים באותה הזדמנות גם פתרונות לבעיות שלנו כאן, על פני כדור הארץ. לפניכם דוגמאות אחדות:

חומרים: חומרים המשמשים לציפוי חלליות מבחוץ הם חומרים עמידים בטמפרטורות גבוהות. לדוגמה, החומר טפלון שהומצא לצורך ציפוי חלקי לוינים, משמש כיום לציפוי סירים ומחבתות כדי שהמזון שמבשלים לא יידבק לתחתית.

רפואה: קצף מיוחד לציפוי מכלי דלק של חלליות משמש גם לייצור גפיים תותבות. מערכות חישה מרחוק של לוינים הפכו גם למכשור משוכלל לסריקות גופניות לצורך איתור בעיות רפואיות ועוד הרבה תועלות שלא נוכל לפרטן כאן.

תקשורת: הודות ללויני התקשורת אפשר לשבת כיום עם מחשב, עם טלפון או עם מכשיר קשר משוכלל אי שם על פני כדור הארץ, ובעצם להיות מחוברים כמעט לכל מקום בעולם.

חיזוי מזג אוויר: הודות ללויני מזג האוויר אפשר לקבל מידע עדכני על מזג האוויר השורר בכל מיני מקומות בעולם.

ביטחון: מדינת ישראל מצוידת כיום במערכות משוכללות ביותר המחוברות ללוינים והמספקות מודיעין אשר מסייע בשמירת שגרת החיים בארץ.

ניווט: בניית מערכת ניווט חובקת עולם (גי פי אס). זוהי מערכת ניווט לוויינית המתבססת על עשרות לוויינים המקיפים את כדור הארץ. לוויינים אלה מעבירים שדרים המשמשים לקביעת המקום המדויק של המכשיר ולהכוונה לנקודות היעד.

כל אלה ועוד רבים אחרים פותחו לצורך הטיסה בחלל ונכנסו מאוחר יותר לשימוש נרחב על פני כדור הארץ. חקר החלל הוא מבצע אדיר הממשיך להתנהל גם כיום בהשתתפות מדינות רבות בעולם, ובכללן ישראל. בני האדם בכל רחבי העולם נהנים מפירות המידע הרב שמצטבר ומנצלים אותו לשיפור חייהם היומיומיים.

מילון:

גי פי אס: Global Positioning System

207*

משימה: האסטרונאוט הישראלי הראשון בחלל

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת המידע - נדע...

- לתאר את המשימה של מעבורת החלל קולומביה ואת חשיבותה לחקר החלל.

- לתאר את תפקידו של האסטרונאוט הישראלי, אילן רמון במשימות לחקר החלל של מעבורת החלל קולומביה.

- להביע דיעה אודות החשיבות של השתתפות אסטרונאוטים ישראלים בחקר החלל.

קראו את הקטע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 208.

האסטרונאוט הישראלי הראשון בחלל

ב-16 בינואר 2003 הצטרפה מדינת ישראל למשפחת המדינות שמשגרות אסטרונאוטים לחלל. אילן רמון, האסטרונאוט הישראלי הראשון, המריא במעברת החלל קולומביה לטיסה של 16 ימים בחלל.

מעבורת החלל קולומביה הייתה מעבורת החלל הראשונה של נאס"א. מאז מסעה הראשון לחלל נבנו ארבע מעבורות חלל נוספות: צ'לנג'ר, דיסקברי, אטלנטיס, אנדבר (החליפה את הצ'לנג'ר שהתפוצצה בעת שיגורה בשנת 1986).

מעבורת החלל קולומביה הייתה היחידה שעסקה במחקר מדעי, בעוד ששאר המעבורות עסקו בהקמתה של תחנת החלל הבין-לאומית.

בשנת 2003 שוגרה מעבורת החלל קולומביה. המטרה של הטיסה הייתה לבצע 80 ניסויים מדעיים בחלל, וביניהם גם ניסוי מדעי ישראלי. בין אנשי הצוות היה אילן רמון. הוא נבחר על ידי חיל האוויר בעקבות הסכם שנחתם בין ישראל לארצות הברית לשלב ישראלי בטיסה לחלל של נאס"א. רמון היה אחראי על ניסוי מעקב אחר סופות אבק באטמוספרה של כדור הארץ, במטרה לבדוק את השפעתן על תופעות אקלימיות במזרח התיכון, וכן ניסויים אחרים שתכננו תלמידים ישראלים בנושא של גידול גבישים בחלל.

אילן רמון לקח עימו לחלל חפצים שונים המייצגים את החברה הישראלית,

ביניהם: תמונה עם סמל המדינה, דגל חיל האוויר, ספר תורה קטן ועוד.

ב- 1 בפברואר 2003, בעת חזרתה של מעבורת החלל לכדור הארץ, התפוצצה

קולומביה מעל שמי מדינת טקסס והצוות שלה - שבעה אסטרונאוטים ובהם

אילן רמון - נספו.

208*

שאלות

ו. מה הייתה המשימה של מעבורת החלל קולומביה? במה הייתה שונה משימתה מהמשימה של המעבורות האחרות?

2. מה היה תפקידו של אילן רמון במעבורת החלל קולומביה?

3. אילו חפצים המייצגים את החברה הישראלית לקח איתו אילן רמון לחלל? מה אתם הייתם לוקחים איתכם אילו הייתם טסים לחלל?

4. בריאיון עם התקשורת בשידור ישיר ענה אילן רמון:

"היו לי שני רגעים של התרגשות גדולה, האחד כאשר טסנו מעל ירושלים זה היה נהדר. מן החלל נראתה ישראל כמו שהיא - קטנה מאוד ויפה מאוד. השקט ששורר כאן בחלל רק הגביר את העוצמה הזו, ואני מקווה שיום אחד השקט הזה יגיע מכאן אל המדינה שלי. ורגע ההתרגשות השני הוא הרגע הזה, ממש בשעה שאתה מראיין אותי, האסטרונאוט הישראלי הראשון בחלל, כאשר כאן מאחוריי תלוי דגל גדול של המדינה שלי".

א. מדוע, לדעתכם, חשוב שיהיה אסטרונאוט/ית ישראלי/ת במסעות בחלל?

ב. כשרואים את ישראל מהחלל אפשר גם להרהר במצבה.

- אילו הייתם צופים בישראל מהחלל, מה הייתם מרגישים?

- אילו הרהורים היו עולים בכם?

צוות מעבורת החלל קולומביה

209*

אל הרשת

פרויקט חקר גולשים בחלל

1. היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.

2. בחרו בנושא: כדור הארץ והיקום.

3. היכנסו לפעילות: גולשים בחלל.

אתם מוזמנים לתכנן הדמיה של טיסה לחלל. עליכם לאסוף מידע, לתכנן שלב

אחר שלב ולהציג את ממצאיכם במצגת או בכלי אחר. מידע עשיר שיסייע

לכם בביצוע המשימה תמצאו באתר גולשים אל החלל שבאתר אופק.

שלבי תכנון ההדמיה:

- יעד ומטרה: לאן אתם חולמים לטוס בחלל? איזו משימה תרצו לבצע?

- תכנון החללית: החללית היא גם מעבדה לניסויים, גם חדר מבצעים וגם... בית! תכננו את החללית שלכם.

- לבוש: מה לובשים בחלל? בחללית אפשר ללבוש מה שרוצים אבל מחוצה לה - זה כבר סיפור אחר... תכננו חליפת חלל שתאפשר לכם קיום בסביבה לא רגילה ותספק לכם את תנאי הקיום הדרושים לכם.

- מזון: בחלל אי אפשר לקפוץ לרגע למכולת אם חסר משהו... לכן הכול יש לתכנן מראש! איזה תפריט לקחת? איך אפשר לשמור על המזון שלא יתקלקל? ואיך אפשר לאכול את כל זה, כאשר האוכל בורח מהצלחת בתנאים של כבידה נמוכה?

- בריאות והיגינה: צריך לשמור על בריאות האסטרונאוטים לפני הטיסה לחלל ובמהלכה. ומה תעשו אם בכל זאת מישהו מהצוות שלכם יהיה חולה? קראו על הרפואה בחלל.

- ציוד: לצורך המשימה בחלל תצטרכו לקחת כלי עבודה לתחזוקת החללית וגם ציוד למשימה המיוחדת שלכם. אז אילו כלים תצטרכו לקחת? ואיך תוודאו שהם לא ירחפו בחללית או ילכו לאיבוד בחלל?

בהצלחה!

210*

בפרק זה למדנו ש...

השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:

מיומנויות שהפעלנו...

- ערכנו תצפיות ותיעדנו ממצאים.

- זיהינו צרכים אנושיים, ניסחנו בעיות טכנולוגיות והצענו פתרונות.

- ערכנו השוואות והסקנו מסקנות.

- בצענו תהליך של חקר מידעני: אספנו, עבדנו והצגנו מידע בדרכים מגוונות.

- עבדנו בשיתוף פעולה.

211*

במבט חוזר

לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

דמיינו לעצמכם שאתם טסים בחללית למשימת חקר ברחבי הגלקסיה. בדרככם אתם רואים תופעות מרהיבות. אילו תמונות תרצו לשמור למזכרת באלבום שלכם? הכינו אלבום תמונות של אסטרונאוט/ית. היכנסו לאתר של טלסקופ החלל האבל של נאס"א. בחרו כעשר מהתמונות היפות ביותר שראיתם במסעותיכם, וכתבו תיאור קצר ליד כל אחת מהן.

בנו משחק מסלול המסכם את מה שלמדתם בפרק. כיצד תעשו זאת?

הציוד הדרוש: לוח משחק, כרטיסי שאלות, חיילי משחק, קובייה.

מטרת המשחק: לאסוף כמה שיותר כרטיסי שאלה שעניתם עליהם נכון.

כיצד משחקים? את החוקים אתם קובעים, רק זכרו את מטרת המשחק.

לפניכם שאלות לדוגמה:

כיצד נקרא המבנה שבו נמצא הטלסקופ המודרני?

אני מסוגל לקלוט אותות מגופים שאינם נראים, מי אני?

מדוע יש צורך באסטרונאוטים בתוך החללית?

מי היה האסטרונאוט הישראלי הראשון?

כיצד נקראת תחנת החלל הראשונה?

מי בנה את תחנת החלל הראשונה?

איזה מתקן עוזר לחללית ולמעבורת להגיע לחלל?

חברו סיפור המסתיים כך:

".... כולם להדק חגורות. אנו עומדים לנחות על כדור הארץ", נשמע קולו של מפקד המשימה 'בית בחלל'..."

המשימה הושלמה בהצלחה - הוקם הבית הראשון בחלל!

212*

יש לנו אתגר!

מתמודדים עם בעיית הריחוף במעבורת החלל

היודעים אתם ש...

במעבורת החלל - הכול יכול לרחף. המזון והשתייה, המיטות ואפילו האסטרונאוטים יכולים לרחף. מהנדסים ומהנדסות שוקדים על מציאת פתרונות טכנולוגיים שיהפכו את החיים בתוך מעבורת החלל לנוחים יותר. נצטרף לעבודת המהנדסים והמהנדסות ונפתח פתרונות טכנולוגיים עבור האסטרונאוטים השוהים במעבורת החלל ושיעזרו להם לתפקד בקלות.

מצטרפים לאתגר

1. היכנסו לרשת האינטרנט וחפשו מידע על תופעת הריחוף הקיימת בתוך מעבורת חלל.

א. ערכו רשימה של קשיים / אתגרים הקשורים בתופעת הריחוף בתוך מעבורת חלל ושעליהם האסטרונאוטים צריכים להתגבר.

ב. בחרו שניים-שלושה קשיים / אתגרים הקשורים לתופעת הריחוף ותארו פתרונות טכנולוגיים קיימים שמסייעים לאסטרונאוטים להתגבר בעזרתם על הקשיים.

2. בחרו בפתרון טכנולוגי אחד שקיים שנותן פתרון לקושי הקשור לתופעת הריחוף והציעו לו פתרון טכנולוגי אחר.

שימו לב:

א. ניתן לשכלל פתרון קיים.

ב. ניתן להעלות רעיון לפתרון חדש.

ילדה: חשוב להעלות רעיונות רבים ככל האפשר!

ילד: כיצד נוכל לבדוק איזה מבין הרעיונות הוא המתאים ביותר?

213*

3. כתבו את רשימת הפעולות שצריך לעשות כדי להתמודד עם האתגר בהצלחה.

לכל פעולה, רשמו מדוע חשוב לבצע אותה.

שרטטו טבלה וארגנו בה את תשובותיכם (ראו דוגמה).

טבלה לארגון מידע: רשימת הפעולות לפתרון הבעיה

שם הפעולה,  נימוק: מדוע חשוב לעשות את הפעולה,  דרכים לביצוע הפעולה

1. לאסוף מידע על פתרונות שונים לאתגר שנבחר,  כדי לדעת מה כבר קיים,  לפנות למומחים

חקירה

איך אפשר להעלות רעיונות?

בסעיפים 1-2 מוצגות שתי דרכים להעלאת רעיונות.

1. לפניכם תמונות של פתרונות טכנולוגיים מפתיעים שיצרו אנשים לבעיות שונות.

א. איזה פתרון הפתיע אתכם במיוחד?

ב. הסבירו מה מפתיע בפתרון.

ג. על איזה קושי עונה לדעתכם הפתרון?

ד. מה אפשר ללמוד מהתמונות האלה על האופן שבו אנשים מעלים רעיונות מיוחדים לפתרונות?

214*

2. לפניכם תמונות של בעלי חיים וצמחים ששימשו השראה לפתרונות

טכנולוגיים הקשורים בהיצמדות למשטחים. עיינו בתמונות, קראו את קטעי המידע הנלווים והשיבו על השאלות.

קטע 1: מה מאפשר לשממית להידבק למשטחים חלקים ותלולים?

השממית מסוגלת להיצמד לתקרה מבלי ליפול. בכפות הרגליים של השממית יש מיליוני שערות זעירות שמתפצלות לזיפים. הזיפים מסוגלים להתכופף ולחדור לשקעים הזעירים שקיימים בפני המשטח.

בהשראת מנגנון ההיצמדות של השממית, פותח דבק השממית. הדבק מכוסה במעין שערות זעירות - חיקוי לשערות השממית.

קטע 2: מה מאפשר לצדפה הכחולה להיצמד לסלעים באזורי גאות ושפל?

הצדפה הכחולה מייצרת דבק טבעי בעל חוזק דומה לחוזק של דבק מלאכותי. הודות לדבק הזה, מסוגלת הצדפה להיצמד בחוזקה לסלעים בזמן גאות. בהשראת מנגנון ההיצמדות לסלע של הצדפה הכחולה, פותח דבק (ממרכיבים שמצויים בצמח הסויה) שדומה לדבק של הצדפה. הדבק מותאם לשימוש בסביבה מימית ואינו מכיל חומרים רעילים.

קטע 3: כיצד אפשר להצמיד ולהדק פריטים שונים בקלות ובמהירות?

אם מתבוננים מבעד למיקרוסקופ בזרעים הכדוריים של צמח הלופה הקוצנית, רואים זיזים וקרסים שבאמצעותם יכולים הזרעים להיצמד לגופם של בעלי חיים. בדרך זו מופצים למרחק זרעי צמח הלופה. מנגנון ההיצמדות של זרעי הלופה לגופם של בעלי חיים שימש מקור השראה ליצירת "צמדן" (סקוטש) כתחליף לרוכסנים ולכפתורים.

215*

שאלות

א. תארו מה מאפשר לשממית, לצדפה הכחולה ולזרעי צמח הלופה הקוצנית להיצמד לגופים.

ב. אילו פיתוחים טכנולוגיים פותחו בעקבות ההשראה של מנגנוני ההידבקות של השממית, הצדפה הכחולה וצמח הלופה הקוצנית?

ג. מה אפשר ללמוד מהפעילות על דרכים שבאמצעותן אנשים מעלים רעיונות מיוחדים לפתרונות?

היודעים אתם ש...

ביומימיקרי

מבנה, תפקוד והתאמות של יצורים חיים לסביבה משמשים מקור השראה לפתרונות טכנולוגיים יצירתיים. לתחום ההנדסי, שמקור ההשראה לפתרונות טכנולוגיים שאוב מן הטבע, קוראים ביומימיקרי.

מימיקרי - חיקוי ולמידה מהטבע

ביו - חיים

לדוגמאות נוספות פנו לאתר הביומימיקרי הישראלי.

3. להמשך תהליך תכנון הפתרון הטכנולוגי לאתגר - ריחוף בתוך מעבורת החלל - היעזרו בנווט תהליך התיכון שנמצא בסוף ספר הלימוד.

שימו לב: אתרו בנווט את הפעולות שעשיתם בסעיפים 3-1.

ניווט תהליך התיכון:

בעיה / צורך

הגדרת הבעיה הדרישות והאילוצים

העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים

תכנון ובניית דגם או אב טיפוס - פתרון מתאים

חקירה, הערכה, ביצוע

4. כיצד עזר לכם נווט תהליך התיכון להתמודד עם האתגר?

5. האם נעזרתם בידע שרכשתם על הביומימיקרי בתכנון הפתרון הטכנולוגי שלכם? אם כן, הסבירו כיצד?

216*

בשער רביעי" מבט אל תוך הגוף

216*

פרק ראשון: נושמים ללא הפסקה

פרק שני: מים - חומר לחיים

פרק שלישי: אוכלים בריא

217*

מבט אל תוך הגוף

כאשר אנו מתבוננים בעצמנו ובחברינו

אנו רואים את גופנו מבחוץ.

אך מה מסתתר בתוך הגוף?

כבר בתקופות קדומות

יכלו בני האדם לחדור אל תוך הגוף

ולהתבונן במראהו הפנימי.

הם למדו לעשות זאת באמצעות ניתוח.

גם אמנים השתמשו בידע שנרכש בניתוחים

כדי ללמוד על מראה הגוף.

המפורסם מבין אמנים אלה היה חוקר וממציא דגול

בשם ליאונרדו דה וינצ'י שחי באיטליה לפני כ-500 שנה.

את הדברים שראה בניתוחיו תיאר ברישומים רבים.

מה מסתתר בתוך הגוף ואילו תהליכים מתרחשים בו?

218*

פרק ראשון: נושמים ללא הפסקה

218*

אוויר, בבקשה!

נטע, עומרי, נירית וההורים שלהם אוהבים לצפות בעולם החי שמתחת למים: בדגים המרהיבים, באלמוגים וביצורים חיים אחרים. מדי שנה הם מבלים את החופשה הגדולה בחוף הים שבמפרץ אילת. לפניכם תמונות מהחופשה האחרונה: נטע עם שנורקל, עומרי שואף שאיפה עמוקה אל תוך הגוף ונירית צוללת בתוך המים עם בלון אוויר.

מדוע חשוב לנשום אוויר כל הזמן ללא הפסקה?

עומרי: כמעט נגמר לי האוויר!

219*

בעקבות הלמידה - נדע...

- להסביר את חשיבות הנשימה לקיום חיים.

- לתאר את איברי מערכת הנשימה ולהסביר את תפקודם.

- להסביר את ההתאמה בין מבנה איברי מערכת הנשימה לבין תפקודם.

- (הרחבה) לתאר את פעולות הנשימה ואת מנגנון כניסת האוויר לריאות ויציאתו מהריאות.

- להביא דוגמאות למחלות שפוגעות בדרכי הנשימה.

- לתאר מה מכיל אוויר מזוהם.

- להסביר את הקשר בין אוויר מזוהם לבין מחלות בדרכי הנשימה.

- להציע אמצעים והתנהגויות למניעת מחלות הקשורות בנשימה.

- להציע דרכי פעולה לצמצום זיהום האוויר.

מושגים שנלמד

- פעולת הנשימה: שאיפה, נשיפה, חילוף גזים בריאות.

- אוויר, חמצן, פחמן דו-חמצני.

- מערכת הנשימה: פתחי הנשימה (אף ופה), לוע וגרון, מכסה הגרון, צינורות הנשימה, ריאות, נאדיות הריאה.

- שרירי הנשימה: שרירים בין הצלעות, סרעפת.

- מחלות מערכת הנשימה: שפעת, דלקת ריאות, אסתמה; חיידקים ונגיפים.

- איכות אוויר, זיהום אוויר.

מיומנויות שנפעיל

- להפיק מידע מקטעי מידע ומתמונות.

- לבצע תצפיות וניסויים ולהסיק מסקנות מתוצאות.

- לזהות בעיות, לאסוף ולעבד מידע ולהציע פתרונות מתאימים.

- לתכנן ולבצע דרכי פעולה למען שיפור הבריאות ושיפור איכות הסביבה.

- לבנות ולהעריך דגם.

- לנסח טענות מנומקות (טיעון).

220*

נושמים ללא הפסקה

נשימה היא מאפיין חיים של כל היצורים החיים. אנו נושמים אוויר מהסביבה כל הזמן ללא הפסקה. הנשימה חיונית לתהליך הפקת האנרגיה שמתרחש בכל תאי הגוף. האנרגיה מאפשרת לנו לתפקד, להיות פעילים, להרגיש טוב, ליהנות ולהיות בריאים. את האנרגיה הדרושה לנו הגוף מפיק מהמזון שאנו אוכלים. כדי להפיק אנרגיה מהמזון דרוש חמצן. את החמצן אנו קולטים מהאוויר. חמצן הוא צורך קיום חיוני לגוף.

מהו המסע שעובר האוויר הנכנס לגופנו? אילו איברים משתתפים בפעולת הנשימה? מדוע חשובה הנשימה לקיום החיים ולבריאות שלנו?

משימה: כיצד נבחין בסימנים של פעולת הנשימה?

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- להבחין בסימנים של פעולת הנשימה.

- לזהות את דרכי הכניסה של האוויר לאיברי הנשימה ואת מעבר האוויר בהם.

- לנסח שאלות אודות פעולת הנשימה.

רגע לפני...

התרכזו בפעולת הנשימה:

שאפו (הכניסו) אוויר - זוהי השאיפה!

נשפו (הוציאו) אוויר - זוהי הנשיפה!

מהלך התצפית

שבו בזוגות, אחד/ת מול השני/ה.

1. התבוננו זה/ו בזה/ו.

א. האם אתם מצליחים להבחין בפעולת הנשימה של חברכם או חברתכם? באילו איברים מתרחשת הפעולה? תארו מה אתם רואים.

ב. היעזרו בחושים נוספים כדי לחוש בפעולת הנשימה.

באילו חושים השתמשתם ומה גיליתם?

ג. סכמו: אילו סימנים מאפשרים לנו להבחין בפעולת הנשימה?

2. התבוננו באף ובנחיריים של חבר (ה).

א. האם אתם מבחינים בתנועה של הנחיריים?

ב. מדוע, לדעתכם, הנחיריים נעים?

מילון:

מאפייני חיים: מכלול סימנים שלפיהם קובעים מה חי ומה אינו חי. לדוגמה: נשימה, גדילה והתפתחות, הזנה, תנועה, תקשורת, התרבות (רבייה).

221*

3. התבוננו בבית החזה של חבר/ה.

א. האם אתם מבחינים בתנועה של בית החזה?

ב. תארו את התנועה.

ג. מדוע לדעתכם בית החזה עולה ויורד?

בטיחות!

אין לגעת בצוואר של תלמידים אחרים.

4. הניחו את היד על החלק הקדמי של הצוואר.

א. הזיזו את האצבעות כלפי מעלה וכלפי מטה ומששו את הצוואר.

ב. האם אתם חשים במשהו קשה? שערו מה הדבר הזה ואיזה קשר יש לו לפעולת הנשימה.

ג. אמרו כמה מילים: האם אתם מרגישים רטט באיזור הזה? שערו מהו הרטט.

ד. מה הקשר בין הרטט לבין פעולת הנשימה?

5. הניחו את האוזן על הגב של חבר/ה והאזינו.

א. בקשו מהחבר/ה לשאוף (להכניס) עמוק אוויר לתוך הגוף.

ב. הקשיבו לקולות הנשמעים כשהאוויר נכנס לתוך הגוף.

ג. בקשו מהחבר/ה לשאוף לא יותר מ-3-2 שאיפות עמוקות.

ד. אם יש בכיתה מסכת, השתמשו בו כדי להקשיב לקולות.

ה. שערו: מאין מגיעים הקולות?

מה מזכירים לכם הקולות ששמעתם?

סיכום התצפית

א. באילו סימנים המעידים על פעולת הנשימה הבחנתם?

כיצד קשור כל סימן לפעולת הנשימה?

ב. נסחו שאלות בעקבות התצפית.

222*

משימה: מבנה מערכת הנשימה ותפקודה

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר את מבנה מערכת הנשימה ואת התפקוד של איבריה.

- לתכנן ולבנות דגם של מערכת הנשימה.

קראו את קטע המידע הבא, התבוננו בתרשים, השיבו על השאלות שבסוף כל פסקה ובצעו את משימת הסיכום שבעמוד 225.

מבנה מערכת הנשימה ותפקודה

מערכת הנשימה

בפעולת הנשימה אנו שואפים (מכניסים) אוויר לתוך מערכת הנשימה ונושפים (מוציאים) אוויר מתוכה אל הסביבה. מערכת הנשימה מורכבת מכמה איברים: פתחי הנשימה (אף ופה), הלוע והגרון, צינורות הנשימה (קנה הנשימה והסימפונות), הריאות, הסרעפת והצלעות.

הפעולה המשותפת של כל האיברים מאפשרת לגוף לבצע את פעולת הנשימה. מהו התפקוד של כל אחד מהאיברים במערכת הנשימה? ן

שאלות

1. זהו את איברי מערכת הנשימה המוזכרים בפסקה ומוצגים באיור.

2. היכן בגוף ממוקמת מערכת הנשימה

3. לאן מגיע האוויר שנשאף?

223*

פתחי הנשימה

האף והפה הם פתחי הנשימה - דרכם נכנס האוויר לתוך הגוף. האוויר שנשאף דרך האף מתנקה מגרגירי אבק ומחיידקים בעזרת הריסים ושכבת הריר המרפדים את חלל האף, מתחמם ומתעשר באדי מים. אוויר שנשאף דרך הפה אל הריאות אינו מתנקה, אינו מתחמם ומתעשר פחות באדי מים. כשהאוויר עובר דרך האף הוא מגיע לריאות נקי יותר, חם יותר ולח יותר כי הוא מתנקה בעזרת הריסים ושכבת הריר. לכן בריא יותר לשאוף אוויר דרך האף.

שאלות

ו. מה היה קורה אילו לא היו באף ריסים ושכבת ריר?

2. מדוע בריא יותר לשאוף אוויר דרך האף ולא דרך הפה?

הלוע והגרון

האוויר עובר מפתחי הנשימה (אף ופה) אל הלוע ומשם לגרון. גם המזון עובר מהפה אל הלוע ומשם לגרון. האוויר עובר מהגרון לתוך צינור שנקרא קנה הנשימה. המזון נכנס לתוך צינור אחר הצמוד לקנה הנשימה ונמצא מאחוריו שנקרא ושט. קנה הנשימה צריך להיות פתוח כל הזמן כדי לאפשר מעבר חופשי של אוויר לריאות. כאשר בולעים מזון, יש סכנה שמזון או משקה ייכנסו לקנה הנשימה, יחסמו אותו ויגרמו לחנק. כיצד הגוף מונע מהמזון ומהמשקה לחדור לקנה הנשימה? מעל קנה הנשימה יש "מחסום" שנקרא מכסה הגרון. כאשר אנו בולעים, מכסה הגרון נע ומכסה באופן זמני את קנה הנשימה: כך נמנע ממזון או ממשקה לחדור לתוך קנה הנשימה. מיד לאחר הבליעה קנה הנשימה נפתח שוב.

שאלות

ו. מה עלול היה לקרות אילו לא היה מכסה גרון מעל קנה הנשימה?

2. מהו ההסבר המדעי לפתגם: אין משיחין בשעת הסעודה שמא יקדים קנה לוושט?

224*

צינורות הנשימה

מן הלוע והגרון עובר האוויר אל צינור הנשימה הראשי שנקרא קנה הנשימה ומשם אל הסימפונות. קנה הנשימה מורכב מטבעות סחוסיות קשיחות שאינן סגורות (בצורת האות C). הטבעות הקשיחות שומרות על כך שמעבר האוויר יישאר תמיד פתוח. העובדה שהטבעות אינן סגורות מאחור מאפשרת לגושי מזון גדולים יחסית לעבור בצינור הוושט שנמצא מאחורי הקנה. קנה הנשימה מתפצל לשני צינורות נשימה צרים יותר הנקראים סימפונות - סימפון ימני וסימפון שמאלי. האוויר העובר בסימפון הימני מגיע אל הריאה הימנית, והאוויר העובר בסימפון השמאלי מגיע אל הריאה השמאלית. כך הגוף מקבל כל הזמן את החמצן הדרוש לו להפקת אנרגיה. בדרך אל הריאות, האוויר ממשיך להתנקות, להתעשר בלחות ולהתחמם בעזרת הריסים ושכבת הריר שמרפדים את החלק הפנימי של צינורות הנשימה.

שאלות

1. מה היה קורה אילו צינורות הנשימה לא היו בנויים מטבעות סחוס קשיחות?

2. איזה טיפול מקבל האוויר שעובר בצינורות הנשימה בדרכו אל הריאות?

הריאות

מן הסימפונות עובר האוויר לצינורות הנשימה שהולכים ומתפצלים ונעשים דקים ודקים יותר ומשם אל נאדיות הריאה. נאדית הריאה היא שקיק קטן ודק המכיל אוויר. היא עטופה בצינורות דם קטנטנים הנקראים נימי דם. הריאות בנויות ממאות מיליונים של נאדיות ריאה. בכל אשכול יש מיליוני נאדיות ריאה. החמצן שנמצא באוויר שבתוך נאדית הריאה עובר אל תוך נימי הדם. משם רשת כלי הדם מובילה אותו אל כל חלקי הגוף.

שאלות

1. מהו מבנה הריאה? תארו בכתב או בציור.

2. איזה חומר עובר מתוך נאדית הריאה אל הדם?

225*

משימת סיכום

חשיבה

1. תכננו ובנו דגם של מערכת הנשימה. על הדגם לענות על הדרישות הבאות:

א. הדגם יהיה מורכב מהאיברים הבאים: פתחי הנשימה, לוע וגרון, צינורות הנשימה: קנה הנשימה, סימפונות וריאות.

ב. הדגם יציג את המבנה המיוחד של כל אחד מהאיברים ואת תפקודו.

2. הוסיפו הסבר על התפקוד של כל אחד מהאיברים.

3. הציגו את הדגם בפני תלמידי הכיתה. החליטו יחד עם המורה כיצד תעריכו את הדגמים ואת אופן הצגתם.

מערכת הנשימה (דגם)

חושבים מדע

- איזו חשיבות יש ללמידה באמצעות דגם במדע וטכנולוגיה?

- כיצד תרמה לכם בניית הדגם להבנת מבנה מערכת הנשימה ותפקודה?

היודעים אתם ש... (השערה)

מיתרי הקול

האוויר שאנחנו נושמים עובר דרך הגרון, הנמצא בחלק העליון של מערכת הנשימה. הגרון הוא הוא גוף גלילי, אשר במרכזו קרומים מיוחדים וביניהם סדק צר למעבר של אוויר מקנה הנשימה לגרון. שני הקרומים נקראים מיתרי הקול. את מיתרי הקול מפעילים שרירים זעירים שיכולים להרחיב את הסדק ולצמצמו, לפי הוראות שהם מקבלים מהמוח דרך העצבים.

בנשימה רגילה מיתרי הקול מתרחקים זה מזה ואוויר זורם ביניהם ללא הפסקה. כשאנחנו מדברים, האוויר שיוצא מהריאות מרעיד את מיתרי הקול ונוצר צליל. הקול נוצר בהתאם למידת המתיחות של מיתרי הקול ורוחב הסדק ביניהם. כמות האוויר העוברת בין מיתרי הקול בשעת הנשיפה ומידת המתיחות ביניהם יוצרות צלילים וקולות שונים.

כלי נשיפה

מאז ומעולם בנו בני האדם כלי נגינה שהצלילים מופקים מהם בעזרת נשיפת אוויר לתוכם. אלה הם כלי הנשיפה. לדוגמה, חליל, מפוחית, חצוצרה וסקסופון.

226*

פעולת הנשימה (שאיפה ונשיפה)

אנו נושמים ללא הפסקה. אנו שואפים אוויר אל תוך הריאות ונושפים אותו החוצה. לרוב, אוויר נכנס אל תוך הריאות ויוצא מהן מבלי שנהיה מודעים לכך. מה גורם לאוויר להיכנס אל תוך מערכת הנשימה ולצאת ממנה?

משימה: שואפים ונושפים

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר מה קורה לבית החזה בשעת השאיפה ובשעת הנשיפה.

- לאסוף מידע באמצעות מדידה ולהסיק מסקנות.

ציוד: סרט מידה

מהלך התצפית

1. התרכזו בפעולות הנשימה.

א. תארו מה קורה לבית החזה בעת שאיפה.

ב. תארו מה קורה לבית החזה בעת נשיפה.

2. הקיפו את בית החזה שלכם בסרט מידה.

א. נשפו אוויר החוצה.

מדדו את היקף בית החזה בסוף הנשיפה.

ב. כתבו: מהו היקף בית החזה בסוף הנשיפה?

ג. שאפו כעת אוויר לריאות.

מדדו את היקף בית החזה בסוף השאיפה.

ד. כתבו: מהו היקף בית החזה בסוף השאיפה?

סיכום התצפית

1. חשבו את ההפרש בין היקף בית החזה בסוף הנשיפה להיקף בית החזה בסוף השאיפה. מה גיליתם?

2. השוו את ההפרש שקיבלתם לתוצאות שקיבלו תלמידים אחרים בכיתה. האם קיבלתם תוצאות דומות?

3. הסיקו מסקנה: מה קורה להיקף בית החזה בפעולת השאיפה ובפעולת הנשיפה?

4. כתבו משפט המתאר את הקשר שבין תנועות בית החזה לבין פעולות השאיפה והנשיפה.

-מדידה בזמן שאיפה

-מדידה בזמן נשיפה

227*

משימה: שרירי הנשימה בפעולה (הרחבה)

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר מה קורה בבית החזה בעת שאיפה ובעת נשיפה.

- להסביר את הקשר בין מבנה מערכת הנשימה לבין תפקודה.

- להציג בדגם את מערכת הנשימה.

קראו את קטע המידע הבא, השיבו על השאלות שבסוף כל פסקה ועל משימת הסיכום שבעמוד הבא.

שרירי הנשימה בפעולה

הכניסה של האוויר אל הריאות אינה מתרחשת מעצמה, צריך לגרום לאוויר להיכנס לריאות. כניסת האוויר אל תוך מערכת הנשימה מתרחשת הודות לפעולתם של שרירי הנשימה. שרירי הנשימה הם השרירים שנמצאים בין הצלעות ושריר הסרעפת. מה הקשר בין פעולתם של שרירי הנשימה לבין כניסת האוויר לריאות? ההתכווצות וההרפיה של שרירי הנשימה מגדילות ומקטינות את חלל בית החזה.

שאיפה - כאשר שרירי הנשימה מתכווצים, הצלעות עולות והסרעפת יורדת, חלל בית החזה גדל. במצב כזה אוויר נכנס אל הריאות - זוהי השאיפה.

נשיפה - כאשר שרירי הנשימה מתרפים הצלעות יורדות והסרעפת עולה, חלל בית החזה קטן. במצב כזה אוויר יוצא מהריאות אל הסביבה - זוהי הנשיפה.

שאלות

1. זהו בתמונה את שרירי הנשימה: שריר הסרעפת ואת השרירים שבין הצלעות.

2. מה קורה בבית החזה כאשר שרירי הנשימה מתכווצים ומה קורה כאשר שרירי הנשימה מתרפים?

228*

האם נוכל לעצור את הנשימה לזמן ארוך?

בדרך כלל פעולות השאיפה והנשיפה מתרחשות ללא הפסקה ואנחנו לא צריכים לתכנן אותן או ליזום אותן - את זה עושה המוח באופן אוטומטי. אמנם יש לנו יכולת שליטה על קצב הנשימה ועל העומק שלה, אבל לא לאורך זמן, וכשנפסיק לעשות זאת, תימשך הנשימה ללא הרף, אפילו בשעת השינה. גם אם נחליט לעצור לרגע את פעולת הנשימה, למשל, כשצוללים במים, לא נוכל לעצור את הנשימה לזמן רב. מערכת הנשימה תתחיל לפעול גם אם נחליט אחרת. פעולה תקינה של שרירי הנשימה חיונית לפעולה תקינה של מערכת הנשימה. פעולה תקינה של מערכת הנשימה מאפשרת לנו לנשום ללא הפסקה ולהרגיש בריאים.

ילדה: אי אפשר לעצור את הנשימה לזמן רב

שאלות

1. ישנם מצבים שבהם אנחנו מחליטים באופן רצוני מתי לבצע נשיפה ומתי לבצע שאיפה. הביאו דוגמאות.

משימת סיכום

ו. הוסיפו לדגם של מערכת הנשימה את הרכיבים הבאים: צלעות, שריר הסרעפת, השרירים שבין הצלעות.

2. כתבו הסבר: כיצד התפקוד של כל אחד מרכיבים אלה תורם לפעולות השאיפה והנשיפה?

229*

אל הרשת

היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה.

1. בחרו בכיתה ה.

2. היכנסו לנושא גוף האדם ובריאותו.

3. בצעו את הפעילויות הנלוות.

כשאנו נושמים, אנו שואפים ונושפים אוויר ללא הפסקה, גם כשאנחנו לא שמים לב. מה קורה כשאנו נושמים?

משימה: כיצד משפיע מאמץ גופנו על קצב הנשימה?

בעקבות המשימה- נדע...

- להסביר את הקשר בין מאמץ גופני לקצב הנשימה.

- למדוד קצב נשימה, לארגן נתונים בטבלה ולהסיק מסקנות.

- להסביר את החשיבות של שיתוף הפעולה בין מערכת הנשימה לבין מערכות אחרות בגוף.

ציוד: שעון עם שניות

230*

רגע לפני...

1. מהו קצב נשימה?

2. כיצד מודדים קצב נשימה?

3. תרגלו בזוגות מדידת קצב נשימה.

4. שערו: מה קורה לקצב הנשימה בזמן מנוחה ובזמן מאמץ גופני?

5. כיצד תוכלו לבדוק את השערותיכם?

שימו לב: את המשימה יש לבצע בזוגות בהתאם להנחיות המורה.

חלק א: אוספים ומארגנים נתונים

הכינו במחברת או בקובץ מחשב טבלה לארגון תוצאות המדידה של קצב הנשימה (ראו דוגמה).

תוצאות המדידה: קצב הנשימה במצבים שונים

שם הנבדק/ת,  מצב מנוחה - מדידה 1,  מצב מנוחה - מדידה 2,  מצב מנוחה - ממוצע,  מיד לאחר פעילות גופנית - מדידה 1,  מיד לאחר פעילות גופנית - מדידה 2,  מיד לאחר פעילות גופנית - ממוצע,  חמש דקות ראשונות - מדידה 1,  חמש דקות ראשונות - מדידה 2,  חמש דקות ראשונות - ממוצע,  חמש דקות נוספות - מדידה 1,  חמש דקות נוספות - מדידה 2,  חמש דקות נוספות - ממוצע

פעלו על פי ההנחיות המופיעות בסעיפים 1-5 ורשמו את תוצאות המדידה בעמודות של מדידה 1.

1. מדדו את קצב הנשימה שלכם במצב מנוחה.

2. בצעו פעילות גופנית במשך שלוש דקות.

דוגמאות: ניתור במקום, עלייה וירידה במדרגות, ריצה בחצר.

3. מדדו את קצב הנשימה שלכם מיד אחרי הפעילות הגופנית.

קצב נשימה: מספר פעולות הנשימה בדקה. כל פעולת נשימה כוללת:

שאיפה אחת ונשיפה אחת.

4. המתינו חמש דקות ומדדו את קצב הנשימה שלכם שוב.

5. המתינו חמש דקות נוספות ומדדו שוב את קצב הנשימה.

6. חזרו על סעיפים 1-5 פעם נוספת. מדוע חשוב לעשות זאת? רשמו את תוצאות המדידה בעמודות של מדידה 2.

7. מדוע לדעתכם התבקשתם לערוך מדידות בארבעה מצבים:

- במצב מנוחה

- מיד לאחר הפעילות הגופנית.

- כעבור חמש דקות.

- כעבור חמש דקות נוספות.

231*

חלק ב: מעבדים נתונים ומסיקים מסקנות

1. חשבו ממוצע של קצב הנשימה של שתי המדידות בכל אחד מהמצבים: במצב מנוחה, מיד לאחר הפעילות הגופנית, כעבור חמש דקות, כעבור חמש דקות נוספות.

2. השוו בין התוצאות שקיבלתם בכל אחד מארבעת המצבים: מה גיליתם?

מסקנות הן הבנות חדשות שנוצרות בעקבות בחינה של מידע (נתונים,

תוצאות, עובדות).

3. הסיקו מסקנה: מה למדתם מהתוצאות שקיבלתם?

4. השוו את המסקנה שלכם למסקנות של שאר תלמידי הכיתה. מה למדתם מההשוואה?

חלק ג: מסבירים מסקנות

1. מדוע לדעתכם קצב הנשימה משתנה בעקבות פעילות גופנית?

2. אילו מערכות בגוף שותפות לשינויים בקצב הנשימה בזמן מנוחה ומאמץ גופני? כיצד יושפע תפקוד הגוף אם אחת המערכות לא תתפקד היטב? הביאו דוגמה.

היעזרו במידעון שיתוף פעולה ביו מערכות הגוף.

מידעון: שיתוף פעולה בין מערכות הגוף

כאשר גופנו נמצא במאמץ גופני קצב הנשימה עולה (נעשה מהיר יותר). בזמן מאמץ גופני שרירי הגוף זקוקים לאספקה גדולה יותר של חמצן להפקת האנרגיה הדרושה לפעולתם. בזמן מנוחה שרירי הגוף זקוקים לפחות חמצן ולכן קצב הנשימה יורד (נעשה איטי יותר). לעליית קצב הנשימה בעקבות מאמץ גופני שותפות מערכות אחדות, כגון: מערכת העצבים מעבירה פקודות למערכת הנשימה להגביר את פעולות השאיפה והנשיפה, מערכת הנשימה מספקת למערכת הדם את החמצן הנחוץ לתאים וקולטת ממנו את הפחמן הדו-חמצני, מערכת הדם מובילה חמצן ומזון לתאים וקולטת מהם את הפחמן הדו-חמצני, מערכת התנועה (שלד ושרירים) מאפשרת את התנועה של הגוף ועוד.

בין המערכות השונות בגוף קיים שיתוף פעולה. שיתוף הפעולה חיוני

לתפקודו התקין של הגוף ולבריאותו.

232*

גזים מתחלפים בנשימה

אנו נושמים ללא הפסקה. אנו שואפים אוויר אל תוך הריאות ונושפים אותו החוצה. האם יש הבדל בין האוויר שאנו שואפים פנימה לתוך הריאות לבין האוויר שאנו נושפים מהריאות החוצה אל הסביבה? האם משהו משתנה באוויר?

משימה: מה ההבדל בין האוויר ששואפים לאוויר שנושפים?

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר מה קורה למי סיד צלולים בהשפעת אוויר שנושפים.

- לבצע ניסוי, לאסוף תוצאות ולהסיק מסקנות.

ציוד וחומרים: שלוש מבחנות מסומנות באותיות א-ג, המכילות כמות שווה של מי סיד צלולים, מיכל של הגז פחמן דו-חמצני, צינורית למיכל, קשית שתייה, מזרק עם צינורית

מהלך הניסוי

1. בעבעו בעזרת המורה פחמן דו-חמצני לתוך מי הסיד הצלולים שבמבחנה א. תארו: מה קרה למי הסיד הצלולים?

שימו לב: כאשר מי סיד צלולים באים במגע עם הגז פחמן דו-חמצני הם נעשים עכורים. לכן משתמשים במי סיד צלולים לזיהוי הגז.

צלול - שקוף; עכור - לא שקוף

2. נשפו אוויר בעזרת קשית השתייה למי הסיד הצלולים שבמבחנה ב.

האם מי הסיד העכירו? מה אתם מסיקים מכך?

3. בעבעו אוויר מהחדר בעזרת מזרק לתוך מי הסיד הצלולים שבמבחנה ג.

האם מי הסיד העכירו? כתבו: מה אתם מסיקים מכך?

שימו לב!

יש להיזהר מהכנסת מי סיד לתוך הפה!!!

מסיקים מסקנות

1. מה אפשר ללמוד מהתוצאות שקיבלתם בסעיף 2 ובסעיף 3 של הניסוי?

2. איזה הבדל מצאתם בין האוויר ששואפים לבין האוויר שנושפים?

חושבים מדע

איזה מבין שני המשפטים הבאים הוא משפט מסקנה. נמקו את תשובתכם.

- מי סודה העכירו כאשר ערבבו אותם עם מי סיד צלולים.

- במי סודה יש פחמן דו-חמצני.

233*

משימה: גזים מתחלפים בנשימה

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר במה שונה הרכב האוויר ששואפים מהאוויר שנושפים.

- להסביר מהו חילוף הגזים בריאות.

- לנסח כללי התנהגות לשמירה על סביבה מאווררת.

קראו את קטע המידע הבא, התבוננו באיורים והשיבו על השאלות שבעמוד

234.

גזים מתחלפים בנשימה

לתהליך הפקת האנרגיה המתרחש בתאים דרושים מזון והגז חמצן.

האוויר מגיע אל הריאות. מהריאות עובר החמצן לדם שמוביל אותו לתאי

הגוף. בתאי הגוף מופקת אנרגיה מהמזון בעזרת החמצן וכתוצאה מכך נוצר

הגז פחמן דו-חמצני. גופנו אינו זקוק לפחמן הדו-חמצני. הגז מסולק מהגוף

באמצעות מערכת הנשימה. כיצד זה קורה?

הדם מוביל את הפחמן הדו-חמצני מתאי הגוף אל נאדיות הריאה ומשם הוא נפלט דרך צינורות הנשימה אל מחוץ לגוף בפעולת הנשיפה. גופנו, אם כך קולט חמצן מן האוויר ופולט פחמן דו-חמצני אל הסביבה. כיצד זה קורה? נאדיות הריאה מלאות באוויר ועטופות בנימי דם. חמצן עובר מהאוויר שנמצא בנאדיות הריאה אל הדם, ופחמן דו-חמצני עובר מהדם אל נאדיות הריאה. תהליך זה נקרא תהליך חילוף הגזים בריאות.

בעקבות תהליך חילוף הגזים יש הבדל בהרכב של האוויר ששואפים לאוויר שנושפים: באוויר ששואפים יש יותר חמצן ופחות פחמן דו-חמצני, ובאוויר שנושפים יש פחות חמצן ויותר פחמן דו-חמצני.

234*

שאלות

1. מאין מגיע החמצן הדרוש להפקת אנרגיה?

2. מהו המקור של הפחמן הדו-חמצני שנפלט החוצה מן הריאות?

3. מה קורה בתהליך חילוף הגזים בריאות? העתיקו את המשפטים הנכונים למחברת:

א. חמצן עובר מנאדיות הריאה אל הדם.

ב. חמצן עובר מצינורות הנשימה אל הדם.

ג. פחמן דו-חמצני עובר מהדם אל האוויר שבנאדיות הריאה.

ד. חמצן ופחמן דו-חמצני עוברים אל הדם.

4. הסבירו במה שונה האוויר ששואפים מהאוויר שנושפים.

להיות בריאים

5. כאשר אנו נושפים אוויר החוצה, אנו עלולים להשפיע על הרכב האוויר שבסביבה.

א. הסבירו כיצד משתנה הרכב האוויר כאשר אנו נמצאים בחדר סגור.

ב. הסבירו מדוע חשוב לאוורר חדרים שבהם אנו שוהים.

ג. מדוע חשוב לאוורר את החדר כאשר מחממים אותו, למשל, בתנור נפט או בתנור גז?

היזכרו: מה נפלט לאוויר בתהליך הבעירה של חומרי דלק?

6. נסחו כללי התנהגות לשמירה על סביבה מאווררת.

הסבירו כיצד כל אחד מהכללים תורם לשיפור הבריאות.

שומרים על בריאות מערכת הנשימה

כשאנו שואפים, האוויר שבסביבה נכנס אל תוך מערכת הנשימה שלנו. עם הגזים שבאוויר נכנסים גם מרכיבים נוספים הנמצאים בו: חיידקים ונגיפים וחלקיקי אבק ועשן. מרכיבים אלה עלולים לפגוע בתפקוד התקין של מערכת הנשימה ובהרגשה שלנו. איזו השפעה מזיקה יש למרכיבים אלה?

כיצד נוכל לשמור על גופנו כדי שיהיה בריא?

ילד: למה הילה לא הגיעה היום לבריכה?

בילדה: אולי נלך לבקר אותה אחר הצהריים?

ילד: היא חולה, יש לה דלקת ריאות!

ילדה: לא כדאי, אנחנו עלולים להידבק!

235*

משימה: חיידקים ונגיפים משפיעים על בריאותנו

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר מהן מחלות מערכת הנשימה ולהסביר כיצד הן נגרמות.

- לתאר דרכים למניעה ולטיפול במחלות מערכת הנשימה.

- לנסח כללי התנהגות למניעת מחלות של מערכת הנשימה.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסוף כל פסקה.

חיידקים ונגיפים משפיעים על בריאותנו

מהן מחלות מערכת הנשימה?

כאשר גורמי מחלות, כמו חיידקים ונגיפים (וירוסים), חודרים לתוך מערכת הנשימה, הם עלולים לגרום למחלות של מערכת הנשימה. דלקת גרון, דלקת סימפונות (ברונכיטיס), דלקת ריאות וקצרת (אסתמה) הן דוגמאות למחלות כאלה. הגוף שלנו מתמודד עם מחלות מערכת הנשימה בדרכים אחדות: באמצעות שיעול ונזלת מסלקים את החיידקים ואת הנגיפים אל מחוץ לגוף. כשטמפרטורת הגוף עולה (החום עולה) היא מסייעת לגוף להתמודד ביעילות גדולה יותר עם גורמי המחלה, ויכולה להזיק לגורמי המחלה (חיידקים ולנגיפים). מובן שחשוב לשמור שהטמפרטורה לא תהיה גבוהה מדי...

אולי הדבר נשמע מוזר, אך שיעול, נזלת ועליית הטמפרטורה של הגוף

מסייעים לנו להבריא.

שאלות

1. אילו מחלות של מערכת הנשימה מוזכרות בקטע המידע ומה גורם להן?

2. באילו דרכים מתמודד גופנו עם מחלות מערכת הנשימה?

מילון:

חיידקים: יצורים חיים קטנים מאוד שכל גופם הוא תא אחד בלבד. ניתן לראות את החיידקים רק באמצעות מיקרוסקופ.

נגיפים (וירוסים): יצורים קטנים יותר מחיידקים. הם יכולים להתקיים רק בתוך תאים של יצורים חיים אחרים.

236*

מה עלינו לעשות כשאנו חולים במחלה של מערכת הנשימה?

עלינו לנוח, לשתות הרבה מים, לאוורר את החדר שבו אנו נמצאים וליטול תרופות אם יש צורך. כשיש חום גבוה מומלץ בדרך כלל להוריד אותו באמצעות אמבטיות קרירות או באמצעות תרופות.

כאשר חולים חשוב ללכת למרפאה ולהיבדק על ידי רופא/ה. לאבחון המחלה הרופא/ה משתמש/ת במסכת. באמצעות המסכת אפשר לשמוע את קולות האוויר הנכנס לריאות בשאיפה ויוצא מהן בנשיפה. הקולות האלה שונים כאשר מערכת הנשימה פועלת באופן תקין, לעומת הקולות הנשמעים כאשר קיימת בעיה במערכת הנשימה. כאשר יש חשד לדלקת ריאות נעזרים גם בתמונות של צילומי רנטגן. באמצעות הצילומים אפשר להבחין אם קיימת בעיה באזורים מסוימים של מערכת הנשימה.

בסוגים מסוימים של דלקת גרון או של דלקת ריאות, החיידקים גורמים למחלה. הטיפול במחלות כאלה כולל נטילת תרופה שנקראת אנטיביוטיקה, שהיא תרופה שמשמידה חיידקים. חשוב מאוד ליטול את האנטיביוטיקה במועד ובכמות שהרופא או הרופאה רשמו, גם אם אנחנו כבר מרגישים בריאים. כך נבטיח שהטיפול במחלה יהיה יעיל. בניגוד לחיידקים, האנטיביוטיקה אינה משפיעה על נגיפים (וירוסים), לכן כשאנו חולים במחלה שמקורה בנגיפים (למשל, שפעת), אנו מקבלים מהרופאים תרופות אחרות שעוזרות לנו להרגיש טוב יותר.

שאלות

ו. באילו אמצעים טכנולוגיים נעזרים כדי להתמודד עם מחלות של מערכת הנשימה?

2. קראו את דברי הילדים והביעו את עמדתכם בנושא.

ילד: חום, שיעול ונזלת - זה נורא!

ילדה: מה פתאום? חום, שיעול ונזלת זה מצוין!

תמונה של צילום רנטגן של בית החזה

237*

3. אלונה חלתה בדלקת גרון. הרופאה רשמה לה אנטיביוטיקה לעשרה ימים. אלונה נטלה את תרופת האנטיביוטיקה במשך שלושה ימים, ואז חשה טוב יותר והגרון לא כאב לה יותר, "החום ירד" והיא אפילו רצתה לחזור לבית הספר. ההורים הזכירו לה להמשיך לקחת את התרופה לפי הוראות הרופאה. השיבו על השאלות הבאות:

א. מדוע חשוב ליטול אנטיביוטיקה כשחולים במחלה שמקורה בחיידקים?

ב. אלונה החליטה להפסיק ליטול את התרופה.

מה דעתכם על ההחלטה שלה? האם צדקה?

האם טעתה? מה דעתכם?

4. נוכל לסייע לנו ולאחרים להיות בריאים אם נקפיד על כללי התנהגות נכונים בשעת מחלה.

נסחו כללי התנהגות שיכולים לסייע במניעת מחלות של דרכי הנשימה.

היודעים אתם ש... (העשרה)

גילוי האנטיביוטיקה

בעבר, מחלות כמו דלקת גרון ודלקת ריאות גרמו למוות. היום מטפלים בהן בהצלחה בעזרת תרופות אנטיביוטיות. מדען אנגלי בשם אלכסנדר פלמינג גילה את האנטיביוטיקה הראשונה ששמה פניצילין בשנת 1928.

כיום קיימים יותר מ-60 סוגי אנטיביוטיקה היעילים בריפוי מחלות שנגרמות על ידי חיידקים.

בשנים האחרונות ידוע כי החיידקים מפתחים עמידות נגד האנטיביוטיקה, לכן חשוב ליטול אותה רק כשהרופאים מחליטים שצריך לעשות זאת ולכל אורך התקופה שנקבעה.

מעניין לדעת: המונח אנטיביוטיקה ניתן על ידי המדען היהודי-אמריקאי זלמן אברהם וקסמן ומשמעותו: "נגד חיים" (אנטי - נגד; ביו-חיים).

238*

משימה: זיהום אוויר פוגע בבריאותנו

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר את ההשפעה של אוויר מזוהם על בריאות מערכת הנשימה.

- לנסח טיעון (טענה פלוס נימוקים) אודות החשיבות של הימנעות מעישון.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלה/ות שבסוף כל פסקה.

זיהום אוויר פוגע בבריאותנו

כאשר אנו שואפים אוויר מזוהם, הוא עלול להשפיע על מערכת על הנשימה ועל הבריאות שלנו. אוויר מזוהם מכיל מזהמים כמו אבק, פיח, אפר וגזים רעילים שמקורם בעיקר משריפה של חומרי דלק. גם פעולת העישון גורמת לשאיפה של אוויר מזוהם אל תוך מערכת הנשימה. שאיפה של אוויר מזוהם גורמת לנו להתעטשות, לשיעול ולפעמים גם להפרשה מוגברת של ריר מהאף.

שאלה: מה מכיל אוויר מזוהם?

כאשר המזהמים מצויים באוויר בכמות רבה, הם עלולים לפגוע עוד יותר בשכבת הריר שמרפדת את פנים האף ואת צינורות הנשימה. מזהמים כאלה יכולים לשקוע גם על גבי נאדיות הריאה ו"לסתום" אותן. סתימת הנאדיות עלולה לפגוע בתהליך חילוף הגזים בריאות: כתוצאה מכך פחות חמצן יעבור מן הריאות אל נימי הדם ופחות פחמן דו-חמצני יעבור מנימי הדם אל הריאות. במצב כזה אנו עלולים לחוש סחרחורת ועייפות.

אנשים שחשופים לכמויות גדולות של עשן שואפים אוויר המכיל עשן רב. למשל, אנשים מעשנים ואנשים שבמקום העבודה ובמקום המגורים שלהם יש תנועה רבה של כלי רכב. אצל אנשים אלה, מערכת הנשימה מנקה רק חלק מהאוויר, החומרים המזהמים הנותרים בריאות פוגעים בתפקודן וכתוצאה מכך הבריאות שלהם נפגעת.

מילון:

פיח: החומר המוצק השחור המתקבל במהלך הבעירה.

עשן: תערובת של כל הגזים המתקבלים מהבעירה, בתוספת של חלקיקי אפר קטנטנים.

אפר: החומר המוצק האפור שנשאר אחרי הבעירה ואשר אינו יכול לבעור עוד.

239*

שאלות

1. באילו איברים של מערכת הנשימה יכול אוויר מזוהם לפגוע?

2. כיצד הפגיעה באיברים האלה יכולה להשפיע על התפקוד התקין של מערכת הנשימה ועל בריאותה?

חשוב לדעת: לא רק המעשנים מסתכנים!

כיום, יותר מבעבר, מחקרים מוכיחים שעישון סיגריות מגדיל מאוד את הסיכון לחלות בדלקת הסימפונות, במחלות לב ובמחלת הסרטן. ידוע גם שהעישון פוגם בכושר הגופני של המעשנים. מחקרים מוכיחים שהעישון פוגע גם בבריאותם של אנשים שאינם מעשנים, אך נמצאים בקרבת מעשנים. אנשים הנמצאים בקרבת מעשנים שואפים אף הם את העשן לריאותיהם.

מחקרים מראים שלאנשים הנושמים אוויר המכיל עשן יש סיכוי גבוה יותר לחלות במחלות של דרכי הנשימה בהשוואה לאנשים שאינם חשופים לעשן בסביבתם.

כיום קיים חוק המגביל עישון במקומות ציבוריים מסוימים, כגון בתי חולים, אוטובוסים, מטוסים ועוד.

שאלות

ו. נסחו טיעון אודות החשיבות של הימנעות מעישון.

שימו לב: טיעון - טענה פלוס נימוקים.

2. מה תאמרו למי שמעשן/ת בקרבתכם?

נמקו את דבריכם והציעו פתרון שיתאים גם לכם וגם למעשנ/ת.

מהי איכות האוויר באיזורכם?

1. היכנסו אל האתר של המשרד להגנת הסביבה.

2. היכנסו למדור תחזית איכות אוויר.

3. בדקו את איכות האוויר באיזורכם היום. במידה והאוויר מזוהם, שערו מהם גורמי הזיהום.

240*

שומרים על כדור הארץ - פיתוח בר-קיימא

לא תמיד אנו יכולים לבחור את הסביבה שבה אנו גרים, אבל אנחנו יכולים לנסות להשפיע על איכות האוויר בסביבה שבה אנו חיים!

פועלים למען שיפור איכות האוויר

1. הכינו רשימה של מקורות לזיהום אוויר בסביבתכם. למשל, תנועה כבדה בכביש סואן, ארובה של מפעל, אנשים מעשנים בבית ועוד.

2. מהו לדעתכם מקור הזיהום המשפיע ביותר על איכות האוויר שאתם נושמים בסביבה שלכם? בחרו אותו מתוך הרשימה שערכתם.

3. אספו מידע ממקורות מתאימים על מקור הזיהום שבחרתם.

היעזרו בשאלות המנחות הבאות:

א. אילו גורמים מזהמים פולט מקור הזיהום לסביבה?

ב. כיצד עלולים הגורמים המזהמים האלה להשפיע על הבריאות?

ג. מי אחראים לפליטה של הגורמים המזהמים האלה?

ד. מי אחראים לטיפול בגורמים המזהמים האלה?

ה. האם תוכלו להציע פתרונות להפחתת הזיהום שגורם מקור הזיהום שחקרתם?

4. מה אתם יכולים לעשות כדי להשפיע על מי שאחראים לזיהום האוויר? הציעו תוכנית פעולה.

5. אל מי תפנו את בקשתכם? הכינו רשימה. פרטו כיצד כל אחד/ת מהרשומים ברשימה יכולים לסייע בשיפור איכות האוויר.

6. רשמו את הנימוקים ואת הטיעונים שתציגו בפני אחראי/ת על זיהום האוויר.

7. הציגו את הנימוקים ואת הטיעונים שלכם בפני אחד מן האחראים על זיהום האוויר בסביבה שבה אתם גרים.

241*

בפרק זה למדנו ש...

מערכת הנשימה ותפקודה

- הנשימה היא מאפיין חיים.

- החמצן שמצוי באוויר דרוש לתהליך הפקת האנרגיה המתרחש בתאי הגוף.

- בתהליך הנשימה מתרחשות שתי פעולות: שאיפה - הכנסת אוויר לריאות; נשיפה - הוצאת אוויר מהריאות החוצה.

- מערכת הנשימה כוללת את האיברים הבאים: פתחי הנשימה (פה ואף), לוע וגרון, צינורות הנשימה (קנה הנשימה והסימפונות), ריאות ושרירי הנשימה (הסרעפת והשרירים שבין הצלעות) והצלעות.

- (הרחבה) הכנסה של אוויר והוצאתו מתאפשרות בזכות פעולה של שרירי הנשימה (הסרעפת והשרירים שבין הצלעות) שמתכווצים ומתרפים, והצלעות עולות ויורדות.

- האיברים של מערכת הנשימה מותאמים במבנה לתפקוד שלהם.

- בתהליך הנשימה נקלט חמצן ונפלט פחמן דו-חמצני מהגוף החוצה.

- הרכב האוויר שאנו שואפים שונה מהרכב האוויר שאנו נושפים.

- שיתוף הפעולה בין מערכת הנשימה למערכות אחרות בגוף חשוב לתפקוד תקין של הגוף.

- מאמץ גופני משפיע על קצב הנשימה.

בריאות מערכת הנשימה

- גורמי זיהום עלולים לפגוע בתפקוד התקין של מערכת הנשימה ובבריאות שלנו. לדוגמה: חיידקים ונגיפים, אבק, פיח ועשן גזים רעילים.

- האדם פיתח אמצעים טכנולוגיים לאבחון מחלות הנשימה, לדוגמה: מסכת וצילום רנטגן, ולטיפול בהן, לדוגמה: תרופות.

- העישון מסוכן לבריאות - גם של המעשנים וגם של אלה שנמצאים בקרבתם.

- האחריות לשמירה על בריאות מערכת הנשימה מוטלת עלינו.

- עלינו לאמץ התנהגויות למניעת מחלות דרכי הנשימה.

מיומנויות שהפעלנו...

- הפקנו מידע מקטעי מידע.

- ביצענו תצפיות וניסויים והסקנו מסקנות מתוצאות.

- זיהינו בעיות והצענו פתרונות מתאימים.

- בנינו דגם והערכנו אותו.

- ניסחנו טענה מנומקת (טיעון).

242*

במבט חוזר

השאלות המופיעות בתבנית זו מתאימות לתהליכי הערכה מעצבת.

לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה.

במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

השיבו על השאלות הבאות:

1. רשמו במחברת את המושג המתאים לכל אחת מההגדרות הבאות:

2. הביאו שתי דוגמאות להתאמת מבנה מערכת הנשימה לתפקודה.

3. (רשות) השלימו את המשפטים הבאים והעתיקו אותם למחברת.

מחסן מילים: מתכווצים, מתיישרת, מתרפים, עולות, יורדות, גדל, קטן, נכנס, יוצא, "יורדת", מתכווצת, מתרפה, "עולה" (מתקמרת).

לריאות. (גדל, נכנס)

4. מה ההבדל בין הרכב האוויר שנכנס לגוף לבין הרכב האוויר שיוצא מן הגוף? הסבירו מהם התהליכים שגורמים להבדלים אלה.

5. כיצד אפשר למנוע הפצה של מחלות מידבקות של מערכת הנשימה בבית, בבית הספר ובאוטובוס? כתבו כללי התנהגות ונמקו אותם.

תשובה לשאלה 2:

קנה הנשימה מבנה: טבעות סחוס, צינור חלול.

תפקוד: מעבר של אוויר.

התאמת מבנה לתפקוד: מאפשר כניסה חופשית של אוויר במצבים של כיפוף וגמישות של קנה הנשימה.

שרירי הנשימה מבנה: השרירים שנמצאים בין הצלעות ושריר הסרעפת.

תפקוד: התכווצות והתרפות.

התאמת מבנה לתפקוד: כאשר שרירי הנשימה מתכווצים, הצלעות נעות כלפי מעלה, הסרעפת יורדת וחלל בית החזה גדל וההיפך.

תשובה לשאלה 4: באוויר שאנו מכניסים לגוף יש יותר חמצן מאשר באוויר שאנו מוציאים מהגוף. חלק מהחמצן שימש בגופנו להפקת האנרגיה מהמזון. באוויר שאנו מוציאים מהגוף יש יותר פחמן דו-חמצני מאשר באוויר שהכנסנו לגוף. הפחמן הדו-חמצני הנוסף נוצר בגופנו בתהליך הפקת האנרגיה.

243*

6. הסבירו את המשפטים הבאים:

א. פעולת האף דומה לפעולת מסננת.

ב. פעולת האף דומה לפעולת מזגן אוויר.

ג. בריא יותר לשאוף אוויר דרך האף מאשר דרך הפה.

תשובה לשאלה 6:

א. האף מונע מגופים זרים להיכנס לתוך דרכי הנשימה בדומה למסננת שאינה מאפשרת לגופים מעל גודל מסוים להסתנן מבעד לנקבים.

ב. כשהאוויר עובר דרך האף הוא מתחמם בדומה למזגן שמחמם את אוויר החדר בחורף.

ג. כאשר האוויר עובר דרך האף הוא מתנקה מגופים זרים ומתחמם וכך הוא כשיר יותר להיכנס לריאות.

7. התאימו את המשפטים הבאים לכל אחד מסוגי הגז: חמצן, פחמן דו-חמצני.

א. אני עובר מהנאדיות לנימי הדם, ומנימי הדם לתאים. (תשובה: חמצן)

ב. אני עובר מהתאים לנימי הדם, ומנימי הדם לנאדיות. (תשובה: פחמן דו-חמצני)

ג. אני נוצר בתהליך הפקת האנרגיה. (תשובה: פחמן דו-חמצני)

ד. אני דרוש להפקת אנרגיה בתאים. (תשובה: חמצן)

ה. אני מצוי בכמות גדולה יותר באוויר שנושפים מאשר באוויר ששואפים. (תשובה: פחמן דו-חמצני)

ו. אני מצוי בכמות גדולה יותר באוויר ששואפים מאשר באוויר שנושפים. (תשובה: חמצן)

חשיבה

8. קראו את הקטע הבא והשיבו על השאלות:

ממשרד ראשת העיר מסרו שבתוך שבועיים תתחיל סלילה של כביש חדש שיחצה את שכונת נרקיסים. ראשת העיר טענה כי הכביש החדש יקשר את שכונת נרקיסים עם מרכז העיר, יאפשר גישה נוחה ומהירה לכל חלקי העיר ויקל על עומס התנועה באזור. בתגובה לדברי ראשת העיר הודיעו תושבי השכונה: "לא נאפשר לכם לזהם את ריאות ילדינו ולהפוך את שכונתנו לשכונה ללא אוויר לנשימה. נפעל בכל האמצעים לביטול החלטת העירייה".

א. מדוע מעוניינת ראשת העיר לסלול כביש?

ב. מדוע מתנגדים תושבי השכונה לסלילת הכביש? הסבירו.

ג. מהי עמדתכם: האם אתם בעד או נגד סלילת הכביש? נמקו.

תשובה לשאלה 8.ג: מוצע לעודד את התלמידים להעלות רעיונות לפתרונות אפשריים: ויתור על סלילת הכביש; סלילת כביש שמאפשר לתושבי השכונה להגיע מהר יותר למרכז העיר, אבל לא מאפשר למכוניות אחרות לקצר את הדרך דרך השכונה; להכריז על כל הכבישים הפנימיים בשכונה כדרכים להולכי רגל בלבד ולאפשר למכוניות להגיע רק לשולי השכונה, ומשם הולכים ברגל הביתה; לעבור לנסיעה במכוניות חשמליות שאינן מזהמות את האוויר.

9. לאחרונה חוקקו חוק המגביל עישון בכל מקום ציבורי, כגון בתי חולים, אוטובוסים, מטוסים ועוד.

א. הסבירו איזה נזק עלול לגרום העישון לבריאות האנשים שנמצאים בסביבת מעשנים?

ב. כיצד יכול לסייע החוק על הגבלת עישון במקומות ציבוריים לשמירה על הבריאות. הביאו דוגמאות.

ג. אנשים המעשנים סיגריות עלולים להתקשות לבצע פעילות גופנית מאומצת. הסבירו מדוע.

תשובה לשאלה 9:

מחקרים מוכיחים שעישון סיגריות מגדיל מאוד את הסיכון לחלות בדלקת הסימפונות, במחלות לב ובמחלת הסרטן. העישון פוגם בכושר הגופני של המעשנים. עישון פוגע גם בבריאותם של אנשים שאינם מעשנים, אך נמצאים בקרבת מעשנים. אף הם שואפים את העשן לריאותיהם. מחקרים מראים שלאנשים הנושמים אוויר המכיל עשן יש סיכוי גבוה יותר לחלות במחלות של דרכי הנשימה בהשוואה לאנשים שאינם חשופים לעשן בסביבתם. המזהמים המצויים בסיגריות עלולים לפגוע בשכבת הריר שמרפדת את פנים האף ואת צינורות הנשימה. חומרים אלה עלולים לשקוע גם על גבי נאדיות הריאה ו"לסתום" אותן. סתימת הנאדיות עלולה לפגוע בתהליך חילוף הגזים בריאות: כתוצאה מכך הדם עלול לקלוט פחות חמצן ולפלוט פחות פחמן דו-חמצני, ואנו עלולים לחוש סחרחורת, קוצר נשימה ועייפות.

244*

פרק שני: מים - חומר לחיים

244*

מים... מים...

אני אוהב לשתות המון:

מים, שוקו, מיץ לימון.

כל יום לוקח מימייה בתיק,

כי זה אצלי הרגל ותיק.

אפילו בלילה ליד המיטה,

אני מכין לי כוס לשתייה,

כי קרה לי פעם, ממש משונה,

שאפילו בחלום הייתי צמא.

ילד: מדוע חשוב לשתות מים?

ילדה: מים זה הכי בריא!

מדוע חשוב לשתות מים?

מדוע אנו וכל היצורים האחרים זקוקים למים?

מים הם צורך קיומי של כל יצור חי - ללא מים אין חיים. אצל בני אדם שתייה היא גם מקור להנאה המשפיעה על מצב רוחנו ועל הרגשתנו הכללית. בפרק זה, מתוודעים התלמידים להקשרים הרחבים של שתייה: כמות המים בגוף ומיקומם בגוף, חשיבות המים לתפקוד הגוף, תכונות המים ההופכות אותם חיוניים לגוף, קליטה ואיבוד מים, שמירה על מאזן מים תקין, התייבשות והרגלי שתייה בריאים.

245*

בעקבות הלמידה - נדע...

- לתאר את חשיבותם של המים לתפקוד הגוף ולבריאותו.

- לתאר כמה מים יש בגוף והיכן הם נמצאים.

- לתאר את חשיבות תכונות המים (המסה וזרימה) לתפקוד הגוף ולבריאותו.

- להסביר מאין קולט גופנו את המים הדרושים לו וכיצד הם נפלטים מן הגוף.

- להסביר מהי כמות תקינה של מים בגוף.

- להסביר כיצד עלולה להיגרם התייבשות וכיצד אפשר למנוע אותה.

- להסביר אמונות רווחות על הרגלי שתייה ולבחון אותן בעזרת ידע מדעי.

מושגים שנלמד

- תכונות המים: זרימה, המסה.

- חשיבות המים בגוף: המסת חומרים והובלתם.

- קליטת מים, פליטת מים, מחסור במים בגוף, תחושת צמא, התייבשות.

- הרגלי שתייה.

מארגני ההוראה-למידה בעמוד זה נועדו להביא את הלומדים למודעות אודות ביצועי ההבנה הנדרשים מהם בעקבות הלמידה של הפרק, למושגים שילמדו ולמיומנויות שיפעילו.

מיומנויות שנפעיל

- לבסס טענות באמצעות נימוקים.

- לזהות מרכיבי ניסוי בקטע מידע.

- לערוך סקר, לארגן תוצאות ולהסיק מסקנות.

- לתכנן תוכנית פעולה לאימוץ הרגלי שתייה נבונה.

- לנסח כללי התנהגות לשמירה על כמות מים תקינה בגוף.

246*

המים בגופנו

תת הפרק עוסק במרכיבי הידע המדעי הדרושים להבנת חשיבות המים לתפקוד הגוף. המים מוצגים כמרכיב חשוב בגוף הנמצא בשלושה מדורים הקשורים זה לזה: בתאים, בנוזל הבין-תאי ובנוזל הדם. על אף כמותם הגדולה יחסית בגוף (שני שלישים) הם נסתרים מעינינו. השאלה המרכזית שמציב תת הפרק: היכן נמצאים המים בגוף?

פעולת השתייה היא עניין מובן מאליו עבורנו. אנו שותים מים ומשקאות מגוונים בארוחות וגם בין הארוחות. לפעמים מתעורר אצלנו הצורך להרוות את הצימאון במים, ואנו חשים תחושת צמא. בפעולת השתייה אנו קולטים את המים אל תוך גופנו.

היכן נמצאים מים בגוף ומהי חשיבותם לתפקודו?

משימה: כמה מים בגופנו והיכן הם נמצאים?

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לחשב כמה מים יש בגופנו.

- לתאר היכן נמצאים המים בגוף.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 247.

כמה מים בגופנו והיכן הם נמצאים?

כמה מים יש בגוף?

יאיר שוקל 45 קילוגרם. המים הם שני שלישים מכמות החומרים בגופו. כלומר, בגוף של יאיר יש 30 קילוגרמים של מים! אצל כל אחד/ת מאיתנו המים הם כשני שלישים מכמות החומרים בגוף. המים הם מרכיב עיקרי בגופם של בעלי חיים וצמחים. אפשר לומר שהמים הם החומר העיקרי בגופם של יצורים חיים.

ילד: כמה בקבוקי מים בנפח של 1 ליטר "יש" בגופי?

מים מהווים שני שלישים מכמות החומרים בגוף. חשוב לתת לתלמידים לחשב את כמות המים בגופם. המספר המתקבל מפתיע ומעורר את השאלה: היכן נמצאת הכמות הגדולה הזו של המים?

247*

בחלק זה מוצגים שלושת המדורים שבהם נמצאים המים. לפני שמפנים את התלמידים לקטע חשוב לטפל במושגי המפתח תא ונוזל בין-תאי בעזרת ייצוגים

גרפיים כדי לסייע בהבנה של המושגים המופשטים.

היכן נמצאים המים בגוף? (העשרה)

המים בגופנו נמצאים בשלושה מקומות עיקריים:

- בתוך תאי הגוף. גופנו בנוי מתאים. יש סוגים שונים של תאים - תאי שריר, תאי עצם, תאי עצב, תאי דם ועוד סוגים רבים של תאים. התאים אמנם קטנים מאוד אך הם רבים מאוד. אילו יכולנו לאסוף את כל המים בתאים שבונים את גופו של יאיר, היינו אוספים כמות של יותר מ-20 קילוגרמים של מים.

- בין תאי הגוף. בסביבת תאי הגוף יש מים. למים האלה קוראים הנוזל הבין-תאי. כמות המים שנמצאת בנוזל הבין-תאי בגופו של יאיר היא כ-7-6 קילוגרמים.

- המים נמצאים בדם. בתוך כלי הדם (עורקים, ורידים ונימים) זורם הדם. הדם מורכב ברובו ממים. כמות המים שנמצאת בנוזל הדם של יאיר היא כ-4-3 קילוגרמים.

ילד: היכן נמצאים המים בגוף? הרי לא רואים אותם

שאלות

1. אם המים בגופנו הם כשני שלישים (2/3) מכמות החומרים בגוף, חשבו כמה מים יש בגוף שלכם. תארו כיצד חישבתם זאת.

תשובה לשאלה 1:

תרגיל חישוב חשבוני שבו התלמידים מכפילים את משקל גופם בשבר שני שליש. התוצאה שתתקבל היא כמות המים בגוף.

2. העלו רעיונות: כיצד אפשר לבדוק כמה מים יש ב-100 גרם עגבניות. תארו את שיטת הבדיקה.

תשובה לשאלה 2:

השאלה מתייחסת למיקום המים במדורים, לכמות היחסית בכל מדור ולכמות הכוללת של המים בגופו של יאיר. התשובה לשאלה זו מופיעה בקטע המידע היכן נמצאים המים בגוף?

3. היכן יש מים בגוף?

א. רשמו את שמות שלושת המקומות שבהם נמצאים המים בגוף

ב. ציינו ליד כל מקום את כמות המים המצויה בגוף של יאיר.

ג. סכמו כמה מים יש בגוף של יאיר.

ד. היכן מצויים רוב המים שבגוף?

מים בגופם של יצורים חיים

בלי מים אין חיים ליצורים חיים: לבעלי חיים ובכללם לאדם ולצמחים. מים הם החומר שנמצא בכמות הגדולה ביותר בגופם של יצורים חיים (כ-70 אחוז בממוצע). המים דרושים לאדם לביצוע פעולות חיים שונות. לדוגמה, ללא מים לא נוכל לקלוט בתהליך הנשימה את החמצן הדרוש לקיום הגוף. מים דרושים גם לעיכול המזון. מים דרושים להובלת חומרים ממקום למקום בגוף. מים דרושים לגוף כדי לגדול, לנוע ואפילו כדי לחשוב. אם יחסרו לגוף מים, הגוף עלול להיפגע מאוד. יצורים חיים זקוקים למים כדי לגדול, להתפתח, לנשום, להתרבות ולבצע פעולות חיים נוספות. בלי מים אין חיים.

בספר מדע וטכנולוגיה לכיתה ד

בשער מבט אל תוך הגוף בעמוד 208 קטע המידע הגוף בעין המיקרוסקופ מציג מידע חזותי ומילולי על סוגי תאים בגוף.

248*

חשיבות המים לקיום הגוף

תת הפרק מציג את תכונות המים בהמסת חומרים ובהובלה של חומרים ממקום למקום. יכולת ההמסה של מים טופלה ביחידות הלימוד מדע וטכנולוגיה לכיתות ג-ד. היכולת של מים להוביל חומרים קשורה בתכונת הזרימה המאפיינת נוזלים. הנושא מטופל ביחידת הלימוד מדע וטכנולוגיה לכיתות ד. עוד לפני שמפנים את התלמידים לביצוע המשימה חשוב לברר מה הם יודעים על תפקיד המים בגוף, ועל תכונת ההמסה והזרימה המאפיינת מים במצב צבירה נוזל.

כולם יודעים שחשוב לשתות מים ושבלעדיהם אין חיים. מים במצב צבירה נוזל הם צורך קיום חיוני. ללא מים במצב צבירה נוזל היצורים החיים כמו צמחים, בעלי חיים (בכללם בני האדם), חיידקים ופטריות לא יוכלו להתקיים. המים חשובים לקיום פעולות החיים: לתהליך הנשימה, לקירור הגוף, לעיכול המזון, להובלת חומרים בגוף ועוד.

אילו תכונות של החומר מים במצב צבירה נוזל חשובות לקיום פעולות החיים?

משימה: תכונות המים שחשובות לחיים

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- לתאר את תכונות המים שחשובות לקיום הגוף ולתפקודו.

- להסביר את החשיבות שיש לתכונות אלה לקיום הגוף, לתפקודו ולהרגשה הטובה.

- להסיק מתוך תופעות ושימושים במים בסביבה על תכונות של המים החשובות לתפקוד הגוף.

- לנסח בעיות ופתרונות.

- לנתח ניסוי.

קראו את הקטע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 249.

תכונות המים שחשובות לחיים

המים חשובים לקיומם של יצורים חיים כי הם מובילים חומרים ממקום למקום. הובלת החומרים ממקום למקום בגוף מתאפשרת הודות לשתי תכונות חשובות של מים במצב צבירה נוזל: זרימה והמסה.

זרימה: מים במצב צבירה נוזל זורמים ממקום למקום.

הדם שרובו מכיל מים זורם בתוך כלי הדם אל כל איברי הגוף וכך הוא מוביל את מה שנמצא בתוכם. המים שבדם מאפשרים הובלה של תאי הדם וחומרים כגון: חומרי מזון, חמצן, פחמן דו-חמצני.

המסה: במים במצב צבירה נוזל מתמוססים חומרים רבים. כבר בפה חומרי מזון מסוימים (למשל, סוכר) יכולים להתמוסס במים שמכיל הרוק. חומרים מתמוססים במים גם באיברים אחרים של מערכת העכול כמו בקיבה ובמעיים. חומרים שמתמוססים במים יכולים לעבור ממערכת העיכול אל תוך כלי הדם, וכך להצטרף אל הדם ולזרום יחד איתו אל כל איברי הגוף.

249*

שאלות

1. מה היה קורה לתפקוד הגוף אילו המים לא היו ממיסים חומרים ולא היו זורמים? השלימו את המשפטים:

א. אם המים לא היו ממיסים חומרים, אז...

ב. אם המים לא היו זורמים, אז...

2. קראו את סיפור המקרה הבא, התבוננו בתמונה והשיבו על השאלות:

ביער שופע אגמים ונחלים כורתים עצים. מכיוון שאין שם דרכים סלולות קשה לכורתי העצים להוביל את הגזעים הכרותים לעיר הנמל הקרובה.

תשובה לשאלה 2:

מתייחסת לניצול תכונת הזרימה. את הגזעים הכרותים מגלגלים עד הנהר הקרוב ושם נותנים להם לצוף ולהיסחף בזרימה במורד הנהר עד לעיר הנמל. כך חוסכים לא מעט בהובלה, מנצלים את תכונת הזרימה של המים.

3.

שאלות

א. איזו בעיה יש לכורתי העצים?

ב. איזו תכונה של מים אפשר לנצל כדי לפתור את הבעיה?

ג. ערכו השוואה בין פתרון הבעיה ובין חשיבותם של המים לתפקוד הגוף. בהשוואה התייחסו לקריטריונים שבטבלה הבאה:

טבלת השוואה: חשיבות המים בסיפור המקרה ובגוף האדם

קריטריונים,  סיפור המקרה,  בגוף האדם

4. קראו את הניסוי הבא והשיבו על השאלות:

תלמידי כיתה ה ערכו את הניסוי הבא: הם לקחו שני אגרטלים זהים בגודלם. הם מזגו לשני האגרטלים כמות שווה של מים. באגרטל אחד הם המיסו במים חומר בצבע אדום. בשני הארגטלים הם שמו צמחים בעלי פרחים לבנים. כעבור יום, הפרחים שהיו באגרטל עם המים הצבועים באדום קיבלו צבע אדום. בארגטל השני לא היה שינוי בצבע הפרחים.

תשובה לשאלה 3:

מתייחסת לניצול תכונת ההמסה ותכונת הזרימה: הפרחים הלבנים לא היו נצבעים ללא שתי התכונות של המים - גם ההמסה וגם הזרימה. הצבע האדום קודם כול מתמוסס במים. התמיסה עולה בצינורות ההובלה של הצמח, ומגיעה לפרחים באמצעות תכונת הזרימה של המים.

שאלות

א. מה הייתה מטרת הניסוי שהתלמידים ערכו?

ב. מה היו הגורמים הקבועים בניסוי? מה היה הגורם השונה?

ג. מה הייתה התוצאה של הניסוי?

ד. איזו מסקנה עולה מתוצאות הניסוי?

ה. כיצד ידעתם להבחין בין תוצאה לבין מסקנה?

ו. בעזרת אילו שתי תכונות של מים אפשר להסביר את מסקנת הניסוי?

5. מה אפשר ללמוד מהניסוי על חשיבות המים לתפקוד הגוף?

250*

להיות בריאים

תת הפרק עוסק בהיבטים הבריאותיים של שתייה וחוסר שתייה. גופנו קולט מים ממשקאות וממזון. המים חיוניים לגוף, לכן יש חשיבות רבה לאספקה תקינה של מים ולאימוץ הרגלי שתייה בריאים.

כמו כל היצורים החיים, כך גם בני האדם זקוקים למים כדי להתקיים ולפעול בסביבה. כאשר יש בגופנו כמות מספיקה של מים אנחנו מרגישים טוב ויש לנו חשק ומרץ לפעול. מאין קולט הגוף את כמות המים הדרושה לו?

עוד לפני שמתחילים במשימה, יש לבקש מהתלמידים לתאר מאין גופם משיג את המים הדרושים לקיומו. אפשר להוסיף ולשאול: האם מי ששותה מיץ שותה גם מים? האם מי שאוכל/ת לחם קולט/ת לגופו / לגופה גם מים?

ילדה: מה השאלה? הרי זה ברור, משתיית מים!

ילד: האומנם רק משתייה?

משימה: מאין קולטים את המים?

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר מאין גופנו קולט את המים הדרושים לקיומו.

- לנמק טענות בעזרת נתונים.

בטבלה שלפניכם מוצגים נתונים המבטאים את כמות המים (בגרמים) ב-100 גרם מזון וב-100 גרם משקה. עיינו בנתונים בטבלה וענו על השאלות.

טבלה לארגון מידע: כמות המים (בגרמים) ב-100 גרם מזון וב-100 גרם משקה

מזונות,  משקאות

לחם לבן - 38,  משקה קל תוסס - 89

עגבנייה - 88,  חלב מפסטר - 91

גלידה - 66,  מיץ תפוזים מעובד - 90

גבינה לבנה 5 אחוז - 88,  מים מינרלים - 98

אבטיח - 93,  שוקו מפסטר - 83

עוף - 61,  מיץ ענבים - 80

צ'יפס - 47,  תה ללא סוכר - 99

שאלות

1. אילו מהמזונות / המשקאות בטבלה עשירים במים?

2. היעזרו בנתונים שבטבלה ונסחו טיעון מנומק לטענה הבאה: כשאוכלים גם שותים.

3. בדקו בתוויות המוצר: מה מכילים המשקאות שאנו שותים מלבד מים?

4. היעזרו בנתונים שבטבלה ונסחו טיעון מנומק לטענה הבאה: כששותים גם אוכלים.

5. במדבר מתקיימות לטאות שאינן שותות כלל.

מאין, לדעתכם, משיגות הלטאות את המים הדרושים לקיומן?

בספר תמונה

251*

היודעים אתם ש...

לפעמים כששותים - גם אוכלים

באבטיח ובחלק מהמשקאות המתוקים יש סוכר. כשאנו שותים משקאות המכילים סוכר אנו מכניסים לגוף שלנו גם מזון.

אם אנו מרבים בשתיית משקאות ממותקים כדאי להפחית את כמות המזון המכיל סוכר.

חשוב לדעת שכאשר שותים הרבה משקאות המכילים סוכר, הסוכר נשאר על השיניים. החיידקים שבפה ניזונים מהסוכר, כך הם מתרבים ופוגעים מאוד בשיניים.

משימה: דיעות על הרגלי שתייה

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות המשימה - נדע...

- לערוך סקר על דעות של אנשים אודות הרגלי שתייה.

- לתאר דעות של אנשים על הרגלי שתייה על פי נתוני הסקר.

- להציע דרכים לשינוי דעותיהם, במידת הצורך.

רגע לפני... עבודה אישית

1. מה דעתכם? הסבירו:

- האם מים גורמים להצטננות?

- האם אסור לשתות מים אחרי שאוכלים פירות?

- האם משמינים אם שותים הרבה מים?

2. השוו את דעתכם האישית לדעה של חבריכם. מה גיליתם?

אמונות שונות משפיעות אף הן על הרגלי השתייה. מחקרים הוכיחו שלחלק מאמונות אלה אין כל בסיס. בדיקה מדעית של אמונות אלה הביאה למסקנות הבאות: שתייה מרובה אינה גורמת להזעת יתר, שתיית מים אחרי אכילת פירות אינה גורמת לכאבי בטן או לשלשול, שתייה לפני ארוחה ובמהלכה אינה מדכאת את התיאבון. יתר על כן, היא מסייעת בעיכול, שתיית מים קרים אינה גורמת לכאב גרון: אדרבה, ממצאים מראים שמים צוננים טעימים יותר ולפיכך נוטים לשתות מהם יותר, דבר שחשוב בימי הקיץ החמים. כאבי גרון נגרמים בתגובה להידבקות בנגיף או בחיידק, ולא משתיית מים קרים.

3. קראו את קטע המידע הבא ובצעו את המשימה שבעמוד הבא.

דיעות על הרגלי שתייה

פעמים רבות אנו שומעים דיעות שונות הקשורות בהרגלי שתייה. היום אנו יודעים שחלק מדעות אלה אינו מדויק. הנה דוגמאות אחדות:

- מים קרים גורמים להצטננות: מים קרים אינם גורמים להצטננות. יתר על כך מאחר שלדעת אנשים רבים מים קרים טעימים יותר ממי שתייה שאינם קרים, שתיית מים קרים מעודדת אנשים לשתות יותר.

252*

- אסור לשתות מים אחרי שאוכלים פירות: פירות מכילים כמות גדולה של מים. אין הבדל בין המים שבפירות לבין המים שבמשקאות. לכן מי ששותה מים בעת אכילת פירות בסך הכול מוסיף מוסיפ/ה מים לגופו/ה, ואין בכך כל נזק.

- אם שותים הרבה מים, משמינים: מים אינם משמינים. היום ידוע ששתייה בעת ארוחה מסייעת לקליטת המזון בגופנו: המים מרככים את המזון ומקילים על בליעתו. עודפי המים הנקלטים אינם מצטברים בגוף, אלה מופרשים בשתן.

משימה

1. ערכו סקר מקוון בקרב בני משפחה וחברים שמטרתו לבדוק מהי דעתם כלפי כל אחת מהדעות המובאות בקטע המידע דיעות על הרגלי שתייה. ראו דוגמה.

מומלץ להיעזר בכלים מקוונים לעיבוד נתונים (לדוגמה: בגוגל דרייב).

שאלון מקוון: על הרגלי שתייה

דעות על הרגלי שתייה,  לא מסכימ/ה,  כמעט מסכימ/ה,  מסכימ/ה מאוד

חשיבה

2. היעזרו במורה: עבדו את הנתונים שקיבלתם בעזרת גיליון אלקטרוני. הציגו את הממצאים בגרף עמודות:

כמה אנשים לא מסכימים עם הדיעה? כמה כמעט מסכימים? כמה מסכימים מאוד?

3. מה למדתם מתוצאות הסקר על הדיעות של אנשים ביחס לכל אחד מההיגדים?

4. אם הדיעה שלהם מנוגדת להסבר המדעי, הציעו דרך לשנות את דעתם.

להבניה המיומנות של בניית גרף עמודות מנתונים בטבלה מומלץ לפנות לתדריך אקסל 2010 למתחילים - היכרות, תרגול ויישום שמופיע במדור סביבת למידה מתוקשבת שבאתר מטר.

מומלץ לארגן את ממצאי הסקר של כל התלמידים בגיליון אלקטרוני שיתופי. כך תגדל אוכלוסיית הסקר וניתן יהיה להסיק מסקנות תקפות יותר. לקבלת הנחיות לעבודה בגיליון אלקטרוני פנו למדור מיומנויות ותהליכי חשיבה שבאתר מטר.

253*

משימה: שומרים על כמות מים תקינה בגוף

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להסביר מאין גופנו קולט מים ובאילו דרכים נפלטים מים מן הגוף אל הסביבה.

- להסביר באילו מצבים יכול להיווצר מחסור במים בגוף.

- לזהות סימנים של התייבשות הגוף.

- לנסח כללי התנהגות לשמירה על כמות מים תקינה בגוף.

קראו את שני חלקי קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבסוף כל חלק.

שומרים על כמות מים תקינה בגוף

חלק א: קולטים מים ופולטים מים

גופנו קולט מים מהמשקאות שאנחנו שותים ומהמזון שאנחנו אוכלים. גופנו פולט מים לסביבה באמצעות ההפרשות (שתן וזיעה) וכן בפעולת הנשיפה (באוויר שנושפים החוצה יש אדי מים - זהו הבל הפה).

כאשר כמות המים שגופנו קולט שווה לכמות המים שגופנו פולט - כמות המים בגוף נשמרת. במצב כזה אנחנו מרגישים טוב וגופנו יכול לתפקד היטב. אם הגוף לא יקלוט בחזרה את כמות המים שאבדה לו, נסבול ממצב של מחסור במים בגוף ואז הגוף עלול להתייבש.

גופנו גם פולט מים (בשתן למשל, באוויר שאנו נושפים, בזיעה). כאשר יש איזון בין כמות המים שהגוף קולט לכמות המים שהגוף פולט - כמות המים בגוף תקינה.

חשובה הבנת מושג התייבשות שמשמעותו גירעון במים בגוף. עוד לפני שניגשים למשימה, חשוב לשאול: האם גופנו פולט מים? אם כן, באילו דרכים? האם חשתם פעם צמא? על מה מעיד צמא? מה הקשר בין צמא לבין התייבשות?

שאלות

ו. מאין קולט גופנו מים?

2. באילו דרכים גופנו מאבד מים לסביבה?

3. באילו תנאי מזג אוויר ובאילו מצבים של פעילות הגוף לדעתכם גופנו מאבד מים לסביבה?

4. מתי עלול להיווצר מצב של מחסור מים בגופנו?

- קליטת מים

- פליטת מים

254*

חשוב שהתלמידים יבינו שהפרעה במאזן המים בגוף עלולה :להוביל להתייבשות (המקרה ההפוך, מקרה של הרעלת מים הוא נדיר ביותר). חשוב להכיר בסכנת ההתייבשות, סימנים הראשונים של ההתייבשות ובדרכי הפעולה בסכנת התייבשות, בעיקר במאמץ גופני ובתנאי מזג אוויר קשים.

חלק ב: זהירות! סכנת התייבשות

כאשר חסרים מים בגוף המוח קולט את המידע על המחסור במים ומגיב למצב ביצירה של תחושת יובש בפה ובגרון וברצון לשתות. זוהי תחושת הצמא המוכרת לנו. אולם תחושת הצמא נעלמת לרוב עוד לפני שקלטנו את כל כמות המים שאנו זקוקים לה.

כדי שגופנו יוכל לפעול היטב וכדי שנוכל להרגיש טוב, הגוף צריך לקלוט בחזרה את כמות המים שנפלטה ממנו.

אנחנו יכולים לדעת ששתינו מספיק גם על ידי התבוננות בצבע השתן: כשאנו שותים מספיק, צבע השתן שלנו בהיר. כאשר צבע השתן כהה - סימן שחסרים מים בגופנו.

חשוב לדעת שגופנו זקוק לעשר כוסות מים ביממה. אם לא נשתה מספיק מים ולא נחזיר לגופנו את כל המים שאיבדנו - נסבול ממצב מסוכן מאוד הנקרא התייבשות. במצב של התייבשות מרגישים תחילה כאב ראש, סחרחורת וחולשה ואחר כך יש סכנה של התעלפות ואיבוד הכרה. חשוב לשתות הרבה מים, בעיקר בקיץ ובזמן מאמץ גופני כדי למנוע התייבשות.

שאלות

1. כיצד תוכלו לדעת אם אתם שותים די? הביאו דוגמאות לסימנים.

2. לפעמים קורה שתחושת צמא נעלמת לפני שקלטנו את כל המים שאנו זקוקים להם. מה הסכנה בכך?

3. מתי גופנו עלול להתייבש וכיצד אפשר למנוע התייבשות?

4. נסחו כללי התנהגות לאימוץ הרגלי שתייה נבונים והסבירו מדוע חשוב לאמץ אותם.

ילד: אני שותה לפחות עשר כוסות מים ביממה!

ילדה: אבל כשחם צריך לשתות יותר!

255*

משימה:מאמצים הרגלים של שתייה נבונה

במשימה התלמידים עוסקים בבחינת הרגלי השתייה שלהם ובשינוי הרגלים באופן אישי. התלמידים מתבקשים לעקוב אחר הרגלי השתייה שלהם

במשך שלושה ימים ולהסיק מסקנות על השיפור הנדרש.

בעקבות המשימה - נדע...

- לאפיין את הרגלי השתייה האישיים.

- לתכנן תוכנית פעולה לאימוץ הרגלים של שתייה נבונה ולבצע אותה.

כדי להכיר את הרגלי השתייה שלכם עקבו אחר התנהגות השתייה שלכם במשך שלוש יממות.

הנחיות

1. שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) וארגנו בה את תוצאות המעקב.

שאלון אישי: הרגלי שתייה

יממה,  שעה,  מה שתיתי,  כמות,  מה הייתה הסיבה

יממה ראשונה,  7.30,  מיץ תפוזים,  כוס,  אני תמיד שותה בבוקר

2. סכמו: כמה כוסות משקה שתיתם בכל יממה?

3. בדקו: האם ישנם הבדלים בכמות המים ששתיתם בין יממה ליממה? אם כן, תארו את ההבדלים והסבירו אותם.

4. גופנו זקוק לעשר כוסות מים לערך ביממה.

בדקו: האם אתם שותים כמות מים מספקת?

5. הסיקו מסקנה: האם אתם צריכים לשנות את הרגלי השתייה שלכם במטרה לשפר את הבריאות שלכם? מה תשנו?

6. כתבו תוכנית פעולה לאימוץ הרגלי שתייה נבונים: למשל, אקח איתי בקבוק עם מים לבית הספר בכל יום כדי שאשתה גם אם אתעצל לגשת לברזייה.

7. בצעו את התוכנית במשך שבוע ימים. שתפו את חבריכם בהצלחות ובקשיים שהיו לכם. הסיקו מסקנה: מה הייתם משפרים בתכנית הפעולה?

להיות בריאים

זהירות! סכנת עודף שתייה - "הרעלת" מים!!!

חשוב לדעת שגם שתייה עודפת של מים אינה בריאה.

עודף מים בגוף, גם הוא מצב לא מאוזן.

מים בכמות גדולה מדי מוהלים את נוזלי הגוף וגורמים לתאים להתנפח.

יש מכנים מצב זה בשם "הרעלת" מים. אולם, זהו מצב נדיר והוא כרוך בשתייה של כמות עצומה של מים. בדרך כלל הגוף מצליח להיפטר בקלות מעודפי מים, בעיקר בשתן.

256*

בפרק זה למדנו ש...

השלימו את המושגים החסרים במשפטי הסיכום הבאים:

- מים הם מרכיב עיקרי בגוף האדם.

- הגוף פולט מים באמצעות ההפרשות (שתן וזיעה) ובפעולת הנשיפה.

מיומנויות שהפעלנו...

- ביססנו טענות באמצעות נתונים.

- זיהינו מרכיבי ניסוי בקטע מידע.

- ערכנו סקר, ארגנו תוצאות והסקנו מסקנות.

- תכננו תוכנית פעולה לאימוץ הרגלי שתייה נבונים.

- ניסחנו כללי התנהגות לשמירה על כמות מים תקינה בגוף.

257*

במבט חוזר

לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

1. נטע חלתה בדלקת ריאות. האח במרפאה הזריק לה בזרוע זריקת אנטיביוטיקה נגד החיידק שבריאות. כיצד תגיע התרופה לאיבר המטרה שלה (הריאה)?

2. עדן טענה: כשאני אוכלת אבטיח אני "שותה" מים.

אוריה טען: כשאחי התינוק יונק חלב הוא "שותה" מים.

א. מה דעתכם על שתי הטענות האלה?

ב. כתבו נימוק שמצדיק את דעתכם.

3. עיינו באיור והשיבו: איזה מסר התנהגותי משדר האיור?

4. כיתה ה מתארגנת לטיול השנתי. מה צריך לכלול ברשימת הציוד כדי למנוע התייבשות? ליד כל פריט ציינו את חשיבותו.

5. קראו את דברי הילדים על הרגלי השתייה שלהם. אילו מבין הרגלי השתייה של הילדים הם הרגלי שתייה נבונים? נמקו את תשובותיכם.

א. אני שותה רק כשאני צמאה.

ב. אני שותה רק משקאות ממותקים מפני שאני לא אוהב מים.

ג. אני שותה מים וגם אוכל פירות וירקות.

ד. אני לא שותה כי אני לא רוצה להשמין.

ה. אני לוקחת תמיד בקבוק מים לכל שיעור התעמלות,

כך אני יכולה ליהנות מהפעילות ולהרגיש טוב.

258*

פרק שלישי: אוכלים בריא

258*

סלט / ע. הלל

אצלנו כל המשפחה

אוכלים סלט כהלכה,

אבל אני יותר מכל

סלט אוהב לזלול.

אמא מביאה בסל

עגבניות פלפל בצל.

אבא הירקות רוחץ

מלפפון אני קוצץ.

ובינתיים הסלט

"מסתלט" לו לאט לאט,

ויושבים כולנו יחד

הסלט מלוא הצלחת,

מזלגות וסכינים

מקפצים ומנגנים,

בשמחה ובששון

לבריאות ולתאבון.

אילו מזונות אתם אוהבים לאכול וכיצד תוכלו לדעת אם אתם אוכלים מזון בריא?

259*

- להסביר את חשיבות המזון לקיום הגוף ולתפקודו.

- למיין את המזון לפי המקור (צמחים או בעלי חיים).

- לתאר את קבוצות מזון ואת התרומה הייחודית של כל קבוצה לתפקוד הגוף.

- לתאר את רכיבי המזון העיקריים בכל קבוצת מזון ואת חשיבותם לתפקוד הגוף ולבריאותו.

- להסביר מהו תפריט מאוזן ומגוון.

- להעריך ולתכנן תפריטים מקדמי בריאות.

- להסביר את ההבדל בין מזון טבעי למזון מעובד ולתאר שיטות לעיבוד מזון.

- להסביר מהי צרכנות נבונה של מוצרי מזון.

- לתאר את ההתאמה של מבנה מערכת העכול לתפקודה.

מושגים שנלמד

- קבוצות מזון: הלחם ומוצריו, הבשר ותחליפיו, הירקות והפירות, השמנים והשומנים, הממתקים.

- רכיבי מזון: פחמימות, חלבונים, שומנים, ויטמינים, מינרלים.

- תפריט מאוזן, תפריט מגוון, פירמידת המזון הישראלית.

- מזון טבעי, מזון מעובד, עיבוד מזון.

- שימור מזון: ייבוש, הקפאה, המלחה, פסטור.

- צרכנות נבונה, תאריך תפוגה.

- היגיינה בטיפול מזון: אריזה, אחסון, ניקיון.

- מערכת העיכול: צינור עיכול (פה, ושט, קיבה, מעיים).

- בלוטות מערכת העיכול (רוק, כבד, לבלב).

- תפקודים של מערכת העיכול: העברת מזון ועיכול (פירוק וספיגה לדם).

מיומנויות שנפעיל

- לערוך ניסויים ותצפיות.

- לתכנן ולערוך תהליך חקר מדעי שלם.

- לארגן מידע בטבלה ובתרשים ולהסיק מסקנות.

- לתאר קשרים בין רכיבים: סיבה-תוצאה, השלם וחלקיו.

- לעשות העברה מדגם למציאות.

- לתכנן ולבצע דרכי פעולה לאימוץ הרגלים מקדמי בריאות.

- לעבוד בצוות ובשיתוף פעולה.

260*

לשם מה צריך לאכול?

חלק ניכר מחיינו אנו מקדישים לענייני מזון. אנחנו אוכלים מזון לקיום הגוף ונהנים ממנו כשאנו לבד וכשנפגשים עם משפחה וחברים. החקלאים מגדלים את המזון (צמחים כגון תירס וחיטה או בעלי חיים כגון תרנגולות ופרות); מפעלים רבים עוסקים בעיבוד המזון (טחינה, ייבוש, הקפאה, שימור, אפייה ועוד); חברות גדולות מפיצות את המזון לחנויות ולשווקים.

אנחנו מבלים זמן ניכר בקניית מזון, באחסנתו ובהכנתו לאכילה, ולבסוף - אוכלים. בתיאבון!

-מגדלים מזון

-מעבדים מזון

-משווקים מזון

-קונים מזון

מהי חשיבות המזון בחיינו? כיצד נוכל לצרוך את המזון בתבונה?

261*

משימה: חשיבות המזון לגופנו

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להסביר את חשיבות המזון לתפקוד הגוף.

- לתאר אילו מערכות ואילו חומרים משתתפים בתהליך הפקת האנרגיה בגוף.

- לתאר קשרי סיבה-תוצאה בין כמות המזון שאוכלים לבין מצב הגוף.

קראו את קטע המידע הבא, פעלו לפי ההנחיות שבסוף כל פסקה והשיבו על שאלות הסיכום שבעמוד 263.

חשיבות המזון לגופנו

הזנה הוא מאפיין חיים משותף לכל היצורים החיים. מדוע זקוקים יצורים חיים למזון?

פסקה ראשונה

גופם של היצורים החיים פועל ללא הפסקה. פעולות חיים שונות כמו, פעולת הנשימה, זרימת הדם ועוד מתרחשות כל הזמן. בתקופת הגדילה גדל גם מספר התאים בגוף, האיברים משתנים, פציעות מגלידות, תאי העור ותאי הדם מתחדשים ועוד. לביצוע כל הפעולות האלה זקוק הגוף למזון שממנו מפיקים אנרגיה וחומרי בנייה.

מילים מודגשות:

-פעולות חיים

-אנרגיה וחומרי בנייה

הנחיות

1. כתבו כותרת לפסקה.

2. קראו את המילים המודגשות בפסקה הראשונה.

3. כתבו משפט המתאר את חשיבות המזון לגוף ושלבו בו את המילים המודגשות.

פסקה שנייה

האנרגיה שמופקת מהמזון מאפשרת לגוף לבצע את פעולות החיים. בזכות האנרגיה אנחנו יכולים לנוע, לנשום, לעכל מזון, להגיב לסביבה, לבנות את הגוף ובעצם - כל הפעולות שהגוף מבצע כל הזמן, ללא הפסקה. תהליך הפקת האנרגיה מתרחש בגופנו בכל אחד מתאי הגוף שלנו. בתהליך זה משתתפים המזון שנקלט ופורק על ידי מערכת העיכול והחמצן שנקלט על ידי מערכת הנשימה. המזון והחמצן מגיעים לכל תא ותא בגוף עם נוזל הדם.

הנחיות

1. כתבו כותרת לפסקה.

2. השיבו על השאלות הבאות:

א. אילו חומרים דרושים להפקת האנרגיה?

ב. אילו מערכות בגופנו קולטות את החומרים האלה?

ג. איזו מערכת בגוף מובילה חומרים אלה למקום שבו מופקת האנרגיה?

ד. היכן מופקת האנרגיה הדרושה לפעילות הגוף?

262*

פסקה שלישית

המזון מכיל חומרי בנייה שמשמשים לבניית תאי הגוף - כך אנחנו גדלים ומתפתחים. תינוקות, ילדים ובני נוער גדלים כל הזמן: כשאנחנו גדלים, הגוף בונה תאים חדשים - לבנייה של תאים חדשים דרוש מזון. אצל אנשים מבוגרים שאינם גדלים יותר, חומרי המזון נחוצים כדי "לתחזק" את הגוף, לבנות מחדש רקמה שנפגעה כתוצאה מפציעה, לחדש חומרים ותאים, כמו תאי עור ותאי דם.

הנחיות

1. כתבו כותרת לפסקה.

2. השיבו: למי דרושים יותר חומרי בנייה מהמזון, לצעירים או למבוגרים? נמקו.

פסקה רביעית

כשבני אדם אוכלים מזון בכמות העולה על הצורך של הגוף באנרגיה או בחומרי בנייה, המזון מצטבר ונאגר בגוף בצורת שומן - כך אנו משמינים. כשבני אדם אוכלים בכמות פחותה מהצורך שלהם באנרגיה גופם מתחיל לפרק את השומן כדי להפיק ממנו אנרגיה - כך אנו מרזים.

מחסור במזון עלול לפגוע בתפקוד הגוף ובבריאותו.

הנחיות

1. כתבו כותרת לפסקה.

2. כתבו משפט המתאר את הקשר בין כמות המזון שאוכלים להשמנה או להרזיה?

השתמשו במילים אם... אז.

דוגמה: אם כמות המזון ש... אז...

פסקה חמישית

למזון יש גם תפקיד חשוב בחיים החברתיים שלנו. הוא מהווה מרכיב מרכזי בכל אירוע משפחתי, מסיבה או חג. יש מזונות מיוחדים שמאפיינים משפחות ותרבויות שונות. המזון משפיע גם על מצב הרוח שלנו ומעורר רגשות שונים כמו שמחה, עצב, כעס ועוד.

הנחיות

1. כתבו כותרת לפסקה.

2. הביאו דוגמה למזון שנהוג לאכול אותו במשפחה שלכם.

תארו את המזון ואת האירוע שבו אוכלים אותו.

ילד: אילו מזונות כדאי לאכול כדי שאגדל ואוכל לפעול ולהיות בריא?

263*

שאלות סיכום

1. שרטטו את התרשים הבא והשלימו במלבנים את התשובות לסעיפים א-ד.

א. אילו חומרים דרושים להפקת אנרגיה?

ב. אילו מערכות קולטות חומרים אלה?

ג. איזו מערכת מובילה חומרים אלה?

ד. היכן מופקת האנרגיה בגוף?

הפקת אנרגיה:

2. עיינו בתרשים והשיבו: אילו מערכות בגוף שותפות לאספקת החומרים הדרושים להפקת אנרגיה בתאי הגוף.

3. הציעו שם מתאים לתרשים.

4. איזה יתרון יש להצגת מידע בתרשים?

264*

המזונות שאנו אוכלים

כל חיינו אנו זקוקים למזון כדי לגדול, להתפתח ולפעול. המזון מספק לגוף חומרים ואנרגיה המאפשרים לגוף לפעול ללא הפסקה. אילו קבוצות מזון חשוב לאכול כדי לספק לגופנו את האנרגיה וחומרי הבנייה הדרושים לתפקודו?

משימה: מהן קבוצות המזון?

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להסביר מהן קבוצות המזון ומהי ארוחה מאוזנת.

- לתאר את רכיבי המזון העיקריים בכל קבוצת מזון ואת חשיבותם לתפקוד הגוף ולבריאותו.

- להביא דוגמאות של מזונות ששייכים לכל קבוצת מזון.

קראו את קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 268.

מהן קבוצות המזון?

מקובל לחלק את המזונות שאנו אוכלים לחמש קבוצות: קבוצת הלחם ומוצריו, קבוצת הירקות והפירות, קבוצת הבשר ותחליפיו, קבוצת השמנים והשומנים וקבוצת הממתקים.

כל קבוצת מזון כוללת מזונות עשירים ברכיבי מזון חיוניים לגוף: פחמימות, חלבונים, שומנים, ויטמינים, מינרלים ומים - כל אחד מהם חיוני לגוף. ארוחה מאוזנת כוללת את כל רכיבי המזון בכמות המתאימה.

שומנים: שמן, מרגרינה, אבוקדו, אגוזים

פחמימות: לחם, לחמניות, בייגלה, עוגות

חלבונים: בשר, ביצים, דגים

ויטמינים: פירות וירקות מכל הצבעים

מינרלים: חלב ירקות ,פירות, גבינות, בשר

265*

קבוצת הלחם ומוצריו

לקבוצת הלחם שייכים מזונות עשירים בפחמימות. הפחמימות מספקות אנרגיה לגוף. בקבוצה זו נמצאים מזונות כמו אורז, חיטה, תירס, תפוחי אדמה ובטטה.

נוהגים לחלק את קבוצת הלחם ומוצריו לשתי תת קבוצות: הקבוצה ה"בריאה" - לחם מחיטה מלאה, אורז מלא; והקבוצה ה"פחות בריאה" - לחם רגיל, פסטה רגילה ותפוחי אדמה. בחיטה מלאה ובאורז מלא הגרגירים אינם מקולפים ולכן הם מכילים גם ויטמינים ומינרלים וגם סיבים הטובים לבריאות. מקבוצת הלחם ומוצריו מהקבוצה "הבריאה" מומלץ לאכול בכל ארוחה.

קבוצת הירקות והפירות

לקבוצה זו שייכים הירקות והפירות. הם עשירים בוויטמינים, במינרלים ובסיבים. ויטמינים ומינרלים הם חומרים חיוניים לקיום תהליכים שונים בגוף. למשל, סידן (מינרל) וויטמין D משתתפים בבניית העצמות, ויטמין A משתתף בתהליך הראייה וויטמין C מסייע למנוע מחלות. מומלץ להרבות באכילת ירקות טריים - עגבניות, מלפפונים, פלפלים, בצל, חסה וכדומה. מדי פעם חשוב לאכול גם גזר או כרוב. גם ירקות מבושלים, כגון ברוקולי, כרובית, סלק וקישואים הם בריאים. מומלץ לאכול לא יותר מ-2 עד 3 פירות ביום מפני שהם מכילים סוכר.

266*

קבוצת הבשר ותחליפיו (קטניות, ביצים, דגים, חלב ומוצריו)

לקבוצת הבשר ותחליפיו שייכים מזונות עשירים בחלבונים.

חלבונים משמשים לבניית התאים בגופנו (תאי השריר למשל).

לקבוצת המזון הזו שייכים מזונות שמקורם בבעלי חיים ומזונות שמקורם בצמחים. בשר (בקר, צאן, עוף, דגים), חלב ומוצרי חלב (גבינה, יוגורט) וגם ביצים הם דוגמאות למזונות עשירים בחלבונים שמקורם בבעלי חיים.

זרעים של קטניות (שעועית, אפונה, סויה) הם דוגמאות למזונות עשירים בחלבונים שמקורם בצמחים.

גם בקבוצת מזון זו יש מזונות בריאים יותר ובריאים פחות. למשל, בקר (בשר אדום) נחשב בריא פחות. כי הוא מכיל הרבה שומן, לכן ממליצים להמעיט באכילה של בשר בקר ולהעדיף בשר בקר רזה, עוף או דגים. קטניות הן מקור בריא לחלבונים. מומלץ לשלבן בתפריט לעיתים קרובות.

שימו לב: קבוצת הבשר כוללת שני מינרלים חשובים:

ברזל הוא מינרל. הברזל משתתף בהובלת החמצן לכל תאי הגוף. בשר מכיל ברזל, בעיקר בשר אדום ואיברים פנימיים כמו כבד. בשר בקר רזה מומלץ לאכילה לאנשים שסובלים מחוסר ברזל.

סידן הוא מינרל. הסידן הוא חומר שבונה את העצמות בגוף. הסידן משתתף גם בפעולות נוספות המתרחשות בגוף.

חלב ומוצרי חלב מכילים סידן.

267*

קבוצת השמנים והשומנים

שומנים הם קבוצת חומרים חשובה לתפקוד תקין של הגוף ולבניית הגוף. השומנים מתחלקים לשתי קבוצות, השומנים והשמנים.

מקור השומנים הוא בעיקר בבעלי חיים - בשר, גבינה, חמאה וביצים מכילים שומנים. השומנים נמצאים בדרך כלל במצב צבירה מוצק בטמפרטורת החדר.

שמנים מקורם בצמחים. גרגירי תירס, פרי עץ הזית, אבוקדו, אגוזי פקאן - כולם מכילים שמנים. השמנים נמצאים בדרך כלל במצב צבירה נוזל בטמפרטורת החדר.

השמנים נחשבים בריאים יותר מהשומנים ולכן ממליצים להעדיף שמן שמקורו בצמחים על שומן שמקורו בבעלי חיים. המרגרינה היא שומן מוצק למרות שמקורה בצומח והיא אינה מומלצת למאכל. שמנים לאחר טיגון מאבדים את יתרונם הבריאותי.

קבוצת הממתקים

בקבוצה זו נכללים סוכריות, עוגות ומשקאות ממותקים. קבוצה זו עשירה בסוכרים. המזונות והמשקאות השייכים לקבוצה זו אינם חיוניים לגוף. קבוצה זו אינה תורמת לבניית הגוף ולתפקודו ויכולה אף להזיק לבריאות השיניים, למשל. מומלץ להמעיט באכילתה.

268*

שאלות

1. הכינו במחברת או בקובץ מחשב טבלה דומה (ראו דוגמה) והשלימו בה

את המידע המתאים לכל קבוצת מזון לפי המאפיינים שמופיעים בטבלה.

טבלה לארגון מידע: מאפיינים של קבוצות המזון

מאפיינים,  קבוצת הלחם ומוצריו,  קבוצת השמנים והשומנים,  קבוצת הירקות והפירות,  קבוצת הבשר ותחליפיו,  קבוצת הממתקים

2. עיינו במידע שרשמתם בשורה הראשונה ורשמו: מה הקשר בין קבוצות המזון לרכיבי המזון?

3. עיינו במידע שרשמתם בשורה השנייה ורשמו: האם יש רכיב מזון מסוים או קבוצת מזון מסוימת שאפשר לוותר עליהם? נמקו את תשובתכם.

4. עיינו במידע שרשמתם בשורה השלישית ורשמו: אילו מבין תפקודי המזון צריך להביא בחשבון כשמחליטים מה לאכול? הסבירו את תשובתכם.

5. היעזרו במידע שרשמתם בטבלה וכתבו לפחות שלוש המלצות לתזונה נבונה.

היודעים אתם ש... (העשרה)

אנשים צמחונים

צמחונים הם אנשים שלא אוכלים בשר. הם אוכלים מזון שמקורו בצמחים ומקצתם אוכלים גם ביצים, חלב, ומוצרי חלב, על אף שמקורם בבעלי חיים. כדי לשמור על בריאותם, עליהם לאכול מזונות המכילים חלבונים וברזל. חלבונים וברזל יש בקטניות (שעועית, חומוס, סויה, אפונה), שקדים, אגוזים, גרעינים וירקות ירוקים כהים.

נוסף על כך הם צריכים לספק לגופם ויטמין B12 שנמצא בבשר, בביצים ובחלב.

269*

היודעים אתם ש... (העשרה)

פירמידת המזון הישראלית

אחת הדרכים לתאר את ההמלצות התזונתיות היא באמצעות תרשים פירמידת המזון. פירמידת המזון היא דרך ייצוג חזותית שתפקידה לסייע לאוכלוסייה לבחור מזון מגוון (מכל קבוצות המזון) ומאוזן (בכמות מתאימה). פירמידת המזון הישראלית מבוססת על מגוון המזונות בישראל ומותאמת לאופי התפריט הישראלי. כל קומה בפירמידה מתייחסת לקבוצת מזון אחרת. קבוצות המזון מוגדרות לפי רכיבי המזון העיקריים בהן. כל קומה מתאימה ברוחבה לכמות היחסית שיש לצרוך ממנה בתזונה יומית נבונה. לפירמידה שלושה חלקים עיקריים: הבסיס - מים, הגוף - קבוצות המזון (קומות ראשונה, שנייה, שלישית ורביעית), הקודקוד - ממתקים.

התרשים כולל המלצה לגבי כמות המזונות שמומלץ לאכול מכל קבוצה. המסר העיקרי של הפירמידה הוא פעילות גופנית ותזונה נבונה - מתכון לבריאות. תבנית הפירמידה משמשת אותנו כיום, אולם היא עשויה לעבור שינויים בעתיד.

הפירמידה מתוארת מהבסיס לקודקוד:

להרבות:

- מים

לגוון יום יום:

- דגנים

- ירקות ופירות

- מזונות עשירים בחלבונים

- מזונות עשירים בשומנים

להמעיט:

- ממתקים, חטיפים, שתייה מתוקה

פעילות גופנית ותזונה נבונה - מתכון לבריאות

270*

הרגלי תזונה מקדמי בריאות

לתפקוד תקין של הגוף ולהרגשה הטובה חשוב להקפיד על תפריט מגוון ומאוזן. כך נקדם את הבריאות שלנו.

ילד א: בחיי, הייתי יכול לאכול כל היום רק בורקס

ילד ב: השתגעת? לא בריא לאכול אותו דבר כל היום. צריך לגוון ולאכול מזון בריא

ילדה: מה לא בריא בזה? מה זה חשוב מה אוכלים? העיקר שזה טעים!

משימה: מהו תפריט מקדם בריאות?

בעקבות המשימה - נדע...

- להסביר את המאפיינים של תפריט מגוון ומאוזן.

- להעריך ולשפוט תפריטים על פי מאפיינים של תפריט מקדם בריאות.

- להעריך את הרגלי האכילה האישיים, לתכנן תוכנית לשינוי הרגלים ולבצע אותה.

חלק א: מהו תפריט מגוון ומאוזן?

קראו את המידעון הבא והשיבו על השאלה שבסופו.

מידעון: מזון מגוון ומאוזן

כדי שגופנו יפעל כראוי, חשוב לספק לו את החומרים הדרושים. חשוב לכלול בתפריט מזונות מכל קבוצות המזון. כך נוכל לספק לגוף חלבונים, פחמימות, שומנים, ויטמינים ומינרלים.

תפריט שכולל מזונות מכל קבוצות המזון נקרא תפריט מגוון. אכילת תפריט מגוון עוזרת לגוף לפעול טוב יותר ולהרגיש טוב יותר. אבל לא די בכך שהתפריט יהיה מגוון.

271*

חשוב שהתפריט יהיה גם מאוזן מבחינת הכמויות המומלצות לאכילה מכל קבוצת מזון. כמו כן, יש לדאוג שהתפריט יכיל מזונות בריאים המומלצים בכל קבוצת מזון. למשל, מקבוצת השומנים והשמנים רצוי להעדיף שמן מצמחים, ומקבוצת הלחם ומוצריו רצוי לאכול דגנים מלאים, כמו חיטה מלאה ואורז מלא. תפריט מגוון ומאוזן שכולל מזונות בריאים מכל קבוצות המזון בכמות המתאימה נקרא תפריט מקדם בריאות.

שאלה

1. מה דעתכם על דברי הדמויות (שבעמוד הקודם)? כתבו את דעתכם.

שלבו בתשובה את המושגים תפריט מגוון ותפריט מאוזן.

חלק ב: איזה תפריט מקדם בריאות?

לפניכם שני תפריטים משתי מסעדות - מסעדת "חופשי על האש" ומסעדת "הכפר". היעזרו בקטע המידע מהן קבוצות המזון? (עמודים 264-267) ובמידעון של חלק א במשימה זו (עמוד 270) והעריכו איזה מבין התפריטים הוא תפריט מקדם בריאות על פי הנקודות הבאות:

1. הגדירו קריטריונים שבעזרתם תוכלו לקבוע האם התפריט מקדם בריאות. תכננו טבלת השוואה לארגון מידע ושרטטו אותה במחברת או בקובץ מחשב. רשמו בטבלה את הקריטריונים שלפיהן תשוו בין שני התפריטים.

2. עיינו בשני התפריטים ובדקו באיזו מידה עונה כל אחד מהתפריטים האלה על הקריטריונים שקבעתם?

3. השוו בין שני התפריטים והסיקו: באיזו מסעדה מציעים תפריט מקדם בריאות? נמקו את תשובותיכם.

מסעדת "חופשי על האש"

מנה ראשונה

תבשיל של חומוס ופול, טחינה,

חצילים ופלפלים מטוגנים

מנה שנייה

תערובת בשרים צלויים על האש:

סטייק בקר, כבד, צלעות כבש

תוספת: אורז לבן או צ'יפס מטוגן

משקה

מיצים ממותקים מוגזים

קינוח

עוגת שוקולד או בקלאווה

מסעדת "הכפר"

מנה ראשונה

סלט ירקות עם זרעי חמניות

מנה שנייה

שיפודי הודו או דג צלוי על האש,

תפוח אגמה אפוי או אורז מלא עם עדשים

משקה

מיצים טבעיים

קינוח

מלון או אבטיח

מילון:

תפריט: רשימה מפורטת של המאכלים שאנו אוכלים בזמן מסוים. למשל בארוחה, במשך יממה אחת או במשך שבוע.

272*

חלק ג: האם הרגלי האכילה שלנו הם מקדמי בריאות?

1. עקבו אחר הרגלי האכילה שלכם במשך שלוש יממות.

שרטטו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) וארגנו בה את תוצאות המעקב.

טבלת מעקב: הרגלי האכילה שלי

יממה,  שעה,  המזון שאכלתי, כמות המזון,  מה הייתה הסיבה?

2. מיינו את מה שאכלתם בכל יום על פי חמש קבוצות המזון (ראו עמודים 267-264). שרטטו טבלה, העתיקו למחברת או לקובץ מחשב וארגנו בה את המידע שמיינתם.

א. בדקו: האם אכלתם במשך שלוש היממות מכל קבוצות המזון?

ב. בדקו: מאילו קבוצות מזון אכלתם הכי הרבה? מדוע?

ג. בדקו: האם אכלתם מכל קבוצות המזון את "המזונות הבריאים"?

ד. הסיקו: האם התפריט שלכם הוא "תפריט מקדם בריאות"?

על פי מה הסקתם?

3. בדקו: האם יש לכם הרגל אכילה שהייתם רוצים לשנות? מהו? (למשל, לוותר על אכילת אחד הממתקים שרגילים לאכול ולאכול יותר פירות וירקות).

4. החליטו על מטרה מסוימת שאתם מרגישים שאתם יכולים להצליח להשיג (למשל, לאכול פרי בארוחת עשר ולהפחית את כמות הממתקים).

5. פעלו להשגת המטרה במשך שבוע. האם הצלחתם (הסבירו)?

איך הרגשתם?

שימו לב: במידת הצורך תוכלו להיעזר גם במידע המופיע בתוויות מוצר מזונות שונים. בתווית המוצר מופיע מידע על כמות רכיבי המזון שמוצר המזון מכיל.

273*

מזון הולך לעיבוד

אפשר למיין את המזונות שאנו אוכלים על פי מזון טבעי או מזון מעובד. מזון טבעי הוא מזון שאין בו תוספת של חומרים ושלא עבר עיבוד (שינוי) על ידי האדם למשל, ריסוק, בישול. פירות וירקות שלמים ודבש הם דוגמאות למזון טבעי. מזון מעובד הוא מוצר מזון שהתקבל כתוצאה מתהליכי עיבוד למשל, חיתוך, אפייה, הוספת חומרי צבע. לחם, מיצים, פסטה וחטיפים הם דוגמאות למזון מעובד.

משימה: טבעי או מעובד?

בעקבות המשימה ~ נדע...

- למיין מזונות למזונות מעובדים ולמזונות טבעיים.

- להסביר מדוע בני אדם מעבדים מזון.

הנחיות

1. מיינו את רשימת המזונות שלפניכם לפי מזון טבעי ומזון מעובד. כיצד ידעתם לאיזו קבוצה לשייך כל מזון?

רשימה: מלפפון ירוק, מלפפון חמוץ, סלט ירקות, חומוס, קציצת בשר, מיץ עגבניות, דבש, אבטיח, חביתה, לחמנייה, אגוזים, עגבנייה, רסק תפוחים

2. חזרו ובדקו בתפריטי המזון שלכם (ראו במשימה מהו תפריט מקדם בריאות?), מאיזו קבוצה אתם אוכלים יותר מהמזונות המעובדים או מהמזונות הטבעיים? מדוע, לדעתכם?

3. קראו את השאלות הבאות. השיבו על כל שאלה ונמקו את תשובתכם.

א. האם תעדיפו לאכול בשר טרי שלא בושל?

ב. האם תרצו לאכול את גרגירי החיטה במקום לחם?

ג. האם תרצו ליהנות משתיית מיץ תפוזים רק בעונת החורף?

ד. האם תסתפקו בשתיית חלב ישר מעטיני הפרה?

ה. האם תרצו לקחת לטיול השנתי רק מזון טבעי?

ו. האם תסכימו לאכול פסטה ללא רוטב ותבלינים?

4. כל אחת מהשאלות שהוצגו בסעיף 3 מתייחסת לסיבה שבגללה בני אדם מעבדים מזון.

עיינו שוב בשאלות ובתשובות שרשמתם והשיבו: מדוע בני אדם מעבדים מזון?

274*

משימה: עיבוד מזון

קוראים, כותבים ומבינים

בעקבות קריאת קטע המידע - נדע...

- להסביר את המטרות של עיבוד מזון.

- לתאר שיטות של עיבוד מזון.

- להסביר את החשיבות שיש לשימור מזון.

- לאפיין מוצרי מזון מעובדים.

- לקרוא מידע מתוויות מוצר ולהסיק מסקנות.

קראו את שני חלקי קטע המידע הבא והשיבו על השאלות שבעמוד 276.

עיבוד מזון

חלק א: מזון הולך לעיבוד

בני האדם פיתחו שיטות לעיבוד מזון במטרה לספק צרכים שונים.

בעזרת שיטות עיבוד המזון בני אדם מגבירים את יכולתם להשיג מטרות רבות: - לשפר את הטעם, הריח והמראה של המזון.

- להגדיל את ההנאה שבאכילת מזון.

- לקצר את זמן ההכנה של סוגי מזון שונים.

- להגדיל את מגוון סוגי המזון.

- להאריך את משך השימוש בו.

- להגדיל את הזמינות של המזון ללא תלות במקום או בעונה.

תהליך עיבוד המזון יכול לשנות תכונות שונות של המזון: את הצורה, את הצבע, את הטעם, את הריח, את המרקם וכן את העמידות שלו לחיידקים ולפטריות ועוד. עם זאת חשוב להביא בחשבון שחלק משיטות העיבוד הורסות חלק מהחומרים שנמצאים במזון. למשל, טמפרטורה גבוהה הורסת את רוב הוויטמינים הנמצאים במזון.

לעיתים מוסיפים למזון צבעי מאכל וממתיקים מלאכותיים המשפרים את מראה המזון ואת טעמו. ידוע שחלק מחומרים אלה עלול להזיק, לכן רצוי להימנע מאכילת מזון מעובד שמכיל צבעי מאכל וממתיקים מלאכותיים.

קיימות שיטות שונות לעיבוד מזון. לדוגמה: ייבוש, בישול, קילוף, אפייה,

חיתוך, הוספת חומרים, ריסוק, סחיטה, טחינה, טיגון, קלייה.

275*

חלק ב: עיבוד מזון לשימור

חלק משיטות עיבוד המזון משמשות גם לשימור מזון. כאשר משמרים מזון, מונעים מחיידקים ומפטריות להתפתח בו, להתרבות ולקלקל את המזון. שימור מזון מאפשר לנו להשתמש במזון זמן ממושך יותר בלי שיתקלקל. כך אפשר להשתמש בו ללא תלות במקום או בעונה.

באילו שיטות עיבוד משמרים מזון?

ייבוש: בתהליך הייבוש מוציאים מים מן המזון בשיטות שונות (ייבוש בחום השמש, ייבוש בתנור) ואורזים אותו בדרך כלל באריזה אטימה.

כך נוהגים למשל, בייצור פסטה, פירות יבשים, חטיפים ודגנים.

מים הם צורך קיומי לכל היצורים החיים. ללא מים, גם יצורים זעירים כמו חיידקים, אינם יכולים להתקיים. במצב של יובש וחוסר מים הם אינם יכולים להתפתח, להתרבות ולכן המזון אינו מתקלקל.

הקפאה: בתהליך ההקפאה מקררים את המזון לטמפרטורה נמוכה, מתחת ל-20 מעלות צלזיוס, וכך מעכבים את התפתחות החיידקים והנבגים של הפטריות. דוגמאות לסוגי מזון קפואים: בשר, ירקות, בצק, גלידה.

עיקור: בתהליך העיקור מחממים את המזון לטמפרטורה גבוהה שהורסת את החיידקים ואת הנבגים של פטריות. את המזון המעוקר אורזים בתנאים סטריליים (נקיים לחלוטין מחיידקים ומנבגים של פטריות). חלב משומר וירקות משומרים הם דוגמאות למזון שעובד בשיטת העיקור.

פסטור: בתהליך הפסטור מחממים חלב או מיצים לטמפרטורה בינונית, 60-70 מעלות צלזיוס בקירוב, טמפרטורה כזאת מונעת התרבות של חלק מהחיידקים, בעיקר החיידקים המזיקים.

הוספת חומרים: בתהליך זה מוסיפים למזון חומרים משמרים. חומרים אלה מונעים את ההתפתחות של חיידקים ופטריות.

על תוויות המוצר של מוצרי המזון מצוין אם הוספו למזון חומרים כאלה ואם כן, אילו חומרים.

ידוע שחלק מחומרים אלה עלול להזיק, לכן רצוי להימנע מאכילת מזון מעובד שמכיל חומרים משמרים.

276*

שימו לב! על אף תהליכי השימור השונים עלול המזון להתקלקל כעבור זמן, לכן מציינים על האריזה את התאריך האחרון לשיווק המוצר ואת תאריך התפוגה שלו. חשוב לבדוק את התאריכים האלה. אחסון נכון של מוצרי מזון מסייע להאריך את משך הזמן שבו אפשר לאכול את המזון, לכן חשוב להקפיד על הוראות האחסון שעל גבי האריזה.

שאלות

1. בעמודים אלה מוצגים איורים של מזונות מעובדים. כתבו את שיטת עיבוד המזון שעובר כל אחד מהמזונות.

שימו לב: יכולה להיות יותר משיטה אחת לעיבוד כול אחד מהמזונות.

מחסן שיטות לעיבוד מזון: ייבוש, בישול, קילוף, אפייה, חיתוך, הוספת חומרים, ריסוק, סחיטה, טחינה, עיקור, הקפאה, פסטור, טיגון וקלייה.

2. ערכו רשימה של חמישה מזונות מעובדים שיש בביתכם.

היעזרו במידע שבתווית המוצר ובדקו את הפרטים הבאים:

א. מה היה המזון הטבעי שעיבדו למזון מעובד? למשל, עגבנייה (מזון טבעי) עיבדו לרסק עגבניות (מזון מעובד).

ב. לאילו מטרות עיבדו את המזון הטבעי? (בחרו מתוך הרשימה שבעמוד 274).

ג. אילו תכונות של המזון הטבעי השתנו כתוצאה מתהליכי העיבוד שהמזון עבר?

ד. באילו שיטות עיבוד מזון השתמשו לקבלת המזון המעובד? התייחסו גם לשימור מזון.

שימו לב: תוכלו לארגן את התשובות גם בטבלה מתאימה.

שניצל

צנים

פלפל שחור גרוס

אבקת קקאו

בשר משומר

מילון

תאריך תפוגה: מועד השימוש האחרון על ידי הצרכן. אם תאריך התפוגה פג (עבר) אסור לאכול את המזון.

277*

3. בחרו מוצר מזון מעובד שיש לכם בבית.

א. קראו את תווית המוצר והשלימו את המידע הבא:

חלב עמיד

ירקות קפואים

דג מלוח

- שם היצרן וכתובתו:

- תיאור המוצר:

- מזונות שמהם ייצרו את המוצר:

- רכיבי המזון העיקריים של המוצר:

- חומרים משמרים:

- צבעי מאכל:

- הוראות אחסון:

- תאריך שיווק:

- ירקות קפואים

- תאריך תפוגה:

- כמות המזון:

ב. עיינו במידע שאספתם וכתבו: האם אתם ממליצים לאכול את המוצר הזה? הביאו ראיות התומכות בהמלצה שלכם מתוך המידע שאספתם.

ג. הסבירו: מדוע חשוב שסוגי מידע אלה יופיעו על התווית?

ד. הביאו את המוצר שבחרתם לכיתה. עיינו בתוויות המוצר של העמיתים בקבוצה ודונו: אילו מוצרי מזון אתם ממליצים לאכול?

ביצה מטוגנת

רסק עגבניות

תפוחי אדמה מטוגנים

תווית מוצר

278*

משימה: מה גרם לתפוחי העץ להשחיר?

חוקרים ומגלים

בעקבות המשימה - נדע...

- לתכנן ולבצע תהליך חקר מדעי.

- להסיק מסקנות ולהסביר אותן.

- להעלות רעיונות לשימוש בידע מדעי לפתרון טכנולוגי.

קראו את סיפור המקרה הבא ופעלו על פי ההנחיות שבהמשך.

סיפור מקרה: פותרים את תעלומת תפוחי העץ

איה ריסקה תפוחי עץ לאחיה הקטן והלכה לשחק. כעבור שעה היא ראתה שרסק התפוחים שינה את צבעו לחום כהה. איה שאלה: מה גרם לתפוחי העץ להשחיר?

דיון

- העלו השערות מדוע השחירו תפוחי העץ?

חלק א: בודקים השערה

איה העלתה את ההשערה הבאה: ייתכן שהאוויר שהיה במגע עם רסק התפוחים הוא שגרם לרסק להשחיר.

1. על מה מבוססת ההשערה של איה?

2. תכננו ניסוי לבדיקת ההשערה של איה. בתכנון התייחסו לנקודות הבאות:

א. הגורם המשפיע שאת השפעתו רוצים לבדוק.

ב. הגורם המושפע שרוצים לבדוק ואת דרך הבדיקה או המדידה שלו.

ג. קבוצת הבקרה: הגורם הנבדק והגורמים הקבועים (ללא הגורם המשפיע).

ד. קבוצות הניסוי: הגורם הנבדק (הגורם המושפע) והגורמים הקבועים בניסוי.

ה. חזרות בניסוי (כיצד וכמה פעמים?).

ו. איסוף הנתונים (כיצד תאספו ותארגנו את הנתונים?).

ביצוע הניסוי

1. בצעו את הניסוי לפי התכנון.

2. תארו את התוצאות שקיבלתם.

מסקנות הניסוי

1. הסיקו מסקנה: מה למדתם מן התוצאות?

2. האם המסקנות מאששות את ההשערה או מפריכות אותה?

3. הסבירו את מסקנת הניסוי.

4. הציגו את התוצאות ואת המסקנות בכיתה וקבלו משוב מהחברים על כל אחת מהפעולות שעשיתם בתכנון הניסוי ובביצועו.

279*

חלק ב: בוחנים השערות נוספות

השערות נוספות שעלו בכיתה היו:

ייתכן שהאור או הטמפרטורה הם אלה שגרמו להשחרת רסק התפוחים.

חשיבה

1. בחרו השערה אחת / או יותר, תכננו דרך לבדיקת ההשערה.

בדקו את ההשערה בדרך שתכננתם, אספו תוצאות והסיקו מסקנות.

שימו לב: לבדיקת ההשערה היעזרו בנווט תהליך החקר המדעי שבארגז הכלים שבסוף ספר הלימוד.

חלק ג: המדע בשירות הטכנולוגיה

1. כיצד יכולות תוצאות ומסקנות הניסויים לשרת אותנו למצוא דרך למניעת השחרת תפוחי העץ?

2. בהתאם לממצאי החקר, העלו רעיונות לפתרונות טכנולוגיים לבעיה: כיצד אפשר למנוע את ההשחרה של תפוחי העץ?

עבודת צוות

חושבים ועושים טכנולוגיה

מתנסים בעיבוד מזון

שימו לב: את המשימה הבאה צריך לעשות בעזרת מבוגר/ת. עיינו בספרי בישול המצויים אצלכם בבית או בספרייה.

בחרו מתכון אחד והכינו את המזון לפי הוראות.

כל מתכון להכנת מזון כולל רשימת מצרכי מזון וחומרים, רשימת כלים והנחיות לתהליך העיבוד.

בתיאבון!

שאלות

1. מה היו השיקולים שלכם לבחור דווקא את המתכון הזה? האם התייחסתם, למשל, לרכיבי המזון? לחומרי צבע? להנאה שלכם מהמזון?

2. באילו מצרכים השתמשתם? האם הם טבעיים או מעובדים? באילו כלים נעזרתם? איזה תפקיד היה לכל כלי בתהליך העיבוד? באיזו שיטת / שיטות עיבוד השתמשתם?

3. מה היו שלבי הכנת המתכון?

4. במה שונה מוצר המזון שהכנתם מהמזונות (חומרי הגלם) שמהם הכנתם אותו?

5. הכינו תווית למוצר המזון שהכנתם. מה תרשמו על התווית?

6. הכינו פרסומת למזון שהכנתם.

איזה מידע תרצו לכלול בפרסומת? הסבירו.

7. הביאו את המזון שהכנתם לכיתה והציגו אותו בפני התלמידים.

האם מומלץ לאכול אותו? נמקו.

8. אכלו את המזונות שהבאתם. בתיאבון!

280*

מזון הולך לעיכול

לתפקוד תקין של הגוף ולבריאותו, רכיבי המזון הנמצאים במזונות שאנו אוכלים (פחמימות, חלבונים, שומנים, ויטמינים, מינרלים ומים) צריכים להגיע לכל תאי הגוף.

כיצד זה קורה?

איך יכול תפוח, למשל, להגיע אל תאי הגוף?

המזון בשלמותו אינו יכול להיקלט בתאי הגוף, שכן תאי הגוף קטנים מאוד. גם פירורי המזון שמתקבלים בעקבות לעיסתו אינם יכולים להיקלט בתאי הגוף. לפיכך, על המזון להתפרק לחומרים פשוטים שבנויים מחלקיקים זעירים מאוד מאוד, להיספג בכלי הדם ובאמצעותם להגיע אל תאי הגוף. לפעולה של פירוק המזון ולספיגתו לדם קוראים עיכול.

פירוק המזון לחומרים פשוטים שבנויים מחלקיקים וספיגת המזון המפורק לדם מתרחשים במערכת העיכול. אלה הם שני התפקודים המרכזיים של מערכת העיכול.

כיצד מותאמת מערכת העיכול לתפקודיה?

מילון:

ספיגה לדם: תהליך שבו חלקיקים זעירים שהתקבלו מפירוק חומרי המזון עוברים ממערכת העיכול אל כלי הדם.

דגם מערכת העיכול

281*

משימה: המסע של המזון בגוף

בעקבות המשימה - נדע...

- לתאר את מבנה מערכת העיכול ואת התפקודים של איבריה בתהליך העיכול.

- להסביר את ההתאמות של איברי מערכת העיכול לתפקודיהם.

- לנסח שאלות על מערכת העיכול.

- להציג ידע בדרכים מגוונות (דגם, ציור, תרשים).

- להעריך את תרומת הדגם להבניית הידע המדעי.

שימו לב: המשימה מורכבת מארבעה חלקים:

חלק א: מערכת העיכול (עמוד 181), חלק ב: צינור העיכול (עמוד 182),

חלק ג: בלוטות העיכול (עמוד 286), חלק ד: סיכום המשימה (עמוד 287).

חלק א: מערכת העיכול

ציוד: דגם של מערכת העיכול, מפה של מערכת העיכול

תצפית

התבוננו בדגם, במפה ובאיור שבעמוד זה והשיבו:

1. זהו את צינור העיכול.

2. היכן הוא מתחיל והיכן הוא מסתיים?

3. אילו איברים שייכים לצינור העיכול?

4. מדוע נקרא צינור העיכול בשם צינור?

5. זהו את בלוטות העיכול וציינו את שמותיהן.

6. לאילו איברים של צינור העיכול קשורות בלוטות העיכול?

7. זהו את המיקום של מערכת העיכול ואת איבריה בגופכם.

8. בעקבות התצפית נסחו שאלות על מערכת העיכול.

מחסן מילות שאלה: מה הקשר? באיזו מידה? מהי ההתאמה? כיצד משפיע? מהו ההבדל? מה דומה?

פירוט חלקי מערכת העיכול:

פה

ושט

קיבה

בלוטת הלבלב

בלוטות הרוק

בלוטת הכבד

מעיים

פי הטבעת

מערכת העיכול

מערכת העיכול מורכבת מצינור ארוך מאוד המתחיל בפה ומסתיים בפי הטבעת. אל הצינור מחוברות שלוש בלוטות המפרישות חומרים אל צינור העיכול.

282*

חלק ב: צינור העיכול

צינור העיכול כולל את החלקים הבאים: פה, ושט, קיבה; מעיים.

הפה

התחנה הראשונה במסע של המזון במערכת העיכול היא הפה. בפה יש שיניים שחותכות וטוחנות את המזון לפירורים קטנים. בחלל הפה מופרש הרוק שמרטיב את פירורי המזון ומרכך אותם. הלשון טועמת את המזון, מערבבת ולשה את המזון המפורר עם הרוק. כשאנו לועסים את המזון אנו הופכים אותו לעיסה רטובה.

בפה מתחיל פירוק של החומר עמילן לסוכר פשוט יותר. הפירוק נעשה בעזרת הרוק. תוכלו להרגיש בטעם המתוק של הסוכר (תוצר הפירוק) אם תלעסו פרוסת לחם במשך כמה דקות.

שאלות

1. השיבו: מה היה קורה אילו...

א. השיניים לא היו חותכות ומפוררות את המזון?

ב. הלשון לא הייתה טועמת את המזון?

ג. הלשון לא הייתה לשה את המזון?

ד. הרוק לא היה מרטיב את המזון?

2. הסיקו: כיצד מותאמים האיברים בפה לתפקודם בעיכול המזון?

בלוטות הרוק

מילון

עמילן: סוג של פחמימה מורכבת.

283*

הושט

המזון שהפך לעיסה עובר מהפה אל הושט. הושט הוא איבר שרירי בצורת צינור המחבר בין הפה לקיבה. המזון הלעוס אינו "נופל" מהפה לקיבה. פעולת ההתכווצות וההתרפות של שרירי הושט גורמת למזון להידחף לכיוון הקיבה.

בונים דגם: מזון עובר בושט

1. קחו צינור גומי גמיש באורך חצי מטר וגולה מתאימה, שהקוטר שלה גדול

מעט מגודל הצינור. נסו להעביר את הגולה דרך הצינור.

2. תארו איזו פעולה עשיתם כדי שהגולה תעבור מקצה אחד של הצינור לקצה השני.

3. מה מייצג כל אחד ממרכיבי הדגם שבניתם?

מה מייצגת הגולה? מה מייצג הצינור? מה מייצגת הפעולה שעשיתם?

4. הסבירו בעזרת הדגם כיצד מותאם מבנה הוושט למעבר מזון דרכו?

5. כיצד תרם לכם הדגם להבנת פעולת הושט?

הקיבה

מהושט המזון מגיע אל הקיבה. הקיבה היא איבר שרירי חלול בצורת שק הנמצא בחלק העליון של הבטן, מעט משמאל. לקיבה שני תפקודים:

- לטחון את המזון: בקיבה המזון נטחן והופך למעין דייסה. הפעולה מתבצעת באמצעות השרירים החזקים שנמצאים בדפנות הקיבה. פעולת ההתכווצות וההתרפות שלהם גורמת למזון להיטחן ולהפוך לעיסה ולהידחף לכיוון המעיים.

- לפרק את המזון: בקיבה מתחיל פירוק החלבונים לחומרים פשוטים יותר. הפעולה מתבצעת באמצעות חומרי עיכול שמופרשים אל תוך הקיבה מהדפנות של הקיבה.

שאלות

1. מה היה קורה, אילו...

א. הקיבה היתה דומה בצורתה לצינור הוושט?

ב. דופנות הקיבה לא היו עשויות משרירים?

ג. חומרי עיכול לא היו מופרשים אל תוך הקיבה מהדפנות שלה?

2. הסיקו: כיצד מותאמת הקיבה לתפקודיה בעיכול המזון?

284*

המעיים

מהקיבה עיסת המזון שהתפרקה באופן חלקי מגיעה אל המעיים.

המעיים הם צינור ארוך מאוד המקופל בתוך הבטן. המעיים נחלקים לשני אזורים: המעי הדק (7-6 מטרים) והמעי הגס (1 מטר). בדפנות המעיים יש שרירים. פעולת ההתכווצות וההתרפות שלהם גורמת לעיסה שבתוכם להתקדם בצינור העיכול לכיוון פי הטבעת. אם מניחים מסכת על הבטן אפשר לקלוט את הקולות שנוצרים כתוצאה מהתכווצויות המעיים.

במעי הדק מסתיים פירוק החלבונים, הפחמימות והשומנים לחומרי מזון פשוטים יותר - בעלי חלקיקים קטנים מאוד. במעיים מתרחשת הספיגה של חומרי המזון הפשוטים לתוך נוזל הדם.

לאורכו של המעי הדק יש חשיבות מרובה בתהליך העיכול: האורך מאפשר לרוב חומרי המזון הפשוטים להיספג דרך דופן המעי אל תוך נוזל הדם. חומרי מזון שלא נספגו לדם בחלקו העליון של המעי יוכלו להיספג בהמשך המעי. מזונות שלא התפרקו ולא נספגו לדם עוברים למעי הגס.

במעי הגס נספגים המים מתוך העיסה שנותרה אל נוזל הדם. עיסת המזון שלא התפרקה נעה לאורך הצינור ונפלטת מהגוף כצואה דרך פי הטבעת.

תצפית: קולות מהמעיים

אפשר להבחין בפעילות מערכת העיכול באמצעות האזנה בעזרת מסכת.

א. הצמידו מסכת לבטן שלכם והאזינו במשך כדקה, עד שתשמעו את הקולות העולים מהמעיים.

ב. תארו את הקולות שאתם קולטים.

ג. ממה נובעים הקולות הללו, לדעתכם?

285*

בונים דגם: מזון נספג מהמעי לדם

ציוד: תמצית תה, מים בכוס שקופה

1. מלאו כוס במים פושרים עד למחציתה.

2. לפניכם שקית תה. מה יש בתוכה?

3. הכניסו לכוס את שקית התה הסגורה.

4. מתבוננים במתרחש: מה קורה לצבע המים שבכוס?

5. הסבירו את התופעה. כיצד נצבעו המים בכוס?

במשימה זו בניתם דגם.

א. הדגם הוא ייצוג של המציאות.

שקית התה מייצגת את המעי.

- מה מייצג תוכן השקית?

- מה מייצגת דופן השקית?

ב. הכוס עם המים מייצגים את כלי הדם.

- מה מייצגים המים?

ג. האם לדעתכם יעברו העלים של תה אל המים שבכוס? הסבירו.

ד. הסבירו בעזרת הדגם את תהליך ספיגת המזון מהמעי לדם.

הסיקו: כיצד מותאמים המעיים לתפקודם בתהליך עיכול המזון?

כיצד תרם לכם הדגם להבנת פעולת המעיים?

אל הרשת

היכנסו לאתר אופק במדע וטכנולוגיה

1. היכנסו לכיתה ה.

2. בחרו בנושא: גוף האדם ובריאותו.

3. היכנסו לפעילות מסעו של המזון במערכת העיכול.

4. היכנסו לתחנות השונות של מערכת העיכול ולמדו על המתרחש בהם.

286*

חלק ג: בלוטות העיכול

נוסף על צינור העיכול, מערכת העיכול כוללת גם שלוש בלוטות. הבלוטות מפרישות חומרים שמסייעים לפעולת העיכול של המזון: בלוטות הרוק, בלוטת הכבד ובלוטת הלבלב. הבלוטות מפרישות חומרי עיכול שגורמות לפירוק המזון.

בלוטות הרוק נמצאות בפה. הן מייצרות רוק ומפרישות אותו לתוך חלל הפה. הרוק מרטיב את המזון. ברוק מצוי חומר שמפרק את העמילן (סוג של פחמימה) לחומר פשוט יותר.

הכבד הוא בלוטה גדולה הנמצאת בבטן למעלה, מצד ימין. לכבד יש תפקודים רבים בגוף, הוא מנקה מהדם רעלים שונים, הוא מייצר חומרים, הוא אוגר בתוכו חומרים לשעת צורך ועוד. חשיבותו העיקרית למערכת העיכול היא בזה שהוא מפריש לחלל המעי את מיץ המרה. מיץ המרה מסייע בפירוק השומנים שבמזון כדי שיוכלו להיספג בדם. חלק ממיץ המרה נשמר בכיס המרה הצמוד לכבד.

הלבלב גם הוא בלוטה והוא מייצר ומפריש לחלל המעי את מיץ הלבלב שעוזר לפרק את הפחמימות, החלבונים והשומנים שעדיין לא התפרקו.

בלוטות העיכול:

בלוטות הכבד

בלוטות הרוק

בלוטות הלבלב

287*

משימה: בלוטות בפעולה

1. הכינו טבלה במחברת או בקובץ מחשב (ראו דוגמה) וכתבו בה את התשובות לשאלות המופיעות בטבלה.

טבלה לארגון מידע: בלוטות העיכול

שאלות,  בלוטות רוק,  בלוטת הכבד,  בלוטת הלבלב

2. הסבירו כיצד הפעולה של צינור העיכול תושפע אם...

א. בלוטות הרוק לא ייצרו רוק.

ב. הכבד לא ייצר את מיץ המרה.

ג. הלבלב לא ייצר את מיץ הלבלב.

חלק ד: סיכום המשימה

היעזרו בקטעי המידע ובפעילויות המופיעים בחלקים של המשימה ובצעו את הפעילויות הבאות.

פעילויות

1. ציירו תרשים של צינור העיכול (ראו דוגמה).

א. רשמו מספר ליד כל חלק של צינור העיכול.

ב. רשמו ליד כל מספר את השם המתאים של החלק של צינור העיכול.

ג. הוסיפו לתרשים את שלוש בלוטות העיכול וציינו את שמן.

ד. כתבו כותרת לתרשים.

288*

2. העתיקו את התבנית של התרשים שלפניכם למחברת או לקובץ מחשב.

א. השלימו במלבנים את המילים המתאימות לתהליך העיכול.

מחסן מילים: מעיים, ספיגה, פירוק, קיבה

ב. באילו חלקים של צינור העיכול מתרחשים תהליכי הפירוק של המזון?

ג. באיזה חלק של מערכת העיכול מתרחש תהליך הספיגה של המזון לדם?

ד. כתבו כותרת מתאימה לתרשים.

3. באיזה איבר של צינור העיכול נספגים המים שנמצאים בחלל המעי אל הדם?

4. כיצד מגיעים החומרים שמופרשים מבלוטות העיכול אל צינור העיכול?

289*

משימה:הקשר בין איברי מערכת העיכול לתפקודה

בעקבות המשימה - נדע...

- לזהות במערכת העיכול איברים וקשרים ביניהם.

- להציג בתרשים השלם וחלקיו את מערכת העיכול ואת מרכיביה.

- להעריך את תרומת התרשים השלם וחלקיו להכרת מבנה מערכת העיכול והקשר בין מרכיביה.

הנחיות

1. הכינו תרשים דומה במחברת או במחשב.

תוכלו להיעזר בכלים דיגיטלים.

א. איבר 1, איבר 2, איבר 3, איבר 4, איבר 5

ב. מה יקרה למערכת אם איבר ייפגע?

ג. מסקנה: מהו תפקודו של כל איבר במערכת (שלם)?

ד. מסקנה: כיצד תלויה פעולתה של מערכת העיכול בכל איבריה?

חשיבה

2. כתבו במלבן העליון את שמה של המערכת (מערכת העיכול).

3. רשמו במלבנים שבשורה א את שמות האיברים של מערכת העיכול.

4. רשמו במלבנים שבשורה ב מה יקרה לתפקוד המערכת אם אחד האיברים ייפגע (התייחסו לכל האיברים).

5. רשמו במלבנים שבשורה ג מסקנה אודות התפקוד של כל איבר במערכת העיכול (התייחסו לכל האיברים).

6. רשמו במלבן התחתון מסקנה: כיצד תלוי התפקוד של מערכת העיכול בכל איבריה?

7. השיבו על השאלות:

א. כיצד תרם לכם התרשים השלם וחלקיו להבנת התפקוד של מערכת העיכול והקשר בין איבריה?

ב. האם התרשים יכול לסייע בהבנת מערכות אחרות בגוף האדם?

תנו דוגמה.

290*

יש לנו אתגר!

מכינים מוצרי מזון מעובדים "בריאים"

חשיבה

וזהו סיפור המעשה...

ועד היישוב באחד היישובים בארץ החליט לארגן שוק איכרים לתושבים.

הדרישה של הוועד הייתה שבשוק יימכרו מוצרי מזון מעובדים "בריאים".

תלמידי כיתה ה מבית ספר "השקמים" ביישוב הציעו להקים דוכן למכירה של פירות וירקות משומרים.

עבודת צוות

בפני התלמידים עמד אתגר: כיצד להכין שימורי פירות וירקות "בריאים" שיימכרו בהצלחה רבה בשוק האיכרים?

מצטרפים לאתגר

1. כתבו את רשימת הפעולות שצריך לעשות כדי להתמודד עם האתגר בהצלחה. לכל פעולה, רשמו מדוע חשוב לבצע אותה.

ארגנו את תשובותיכם בטבלה הבאה.

טבלה לארגון מידע: רשימת הפעולות

שם הפעולה,  נימוק: מדוע חשוב לעשות את הפעולה?,  דרכים לביצוע הפעולה

2. בכיתה התעורר ויכוח אילו מוצרי פירות וירקות משומרים כדאי למכור בשוק האיכרים. אחד התלמידים הציע לערוך סקר בין תושבי היישוב.

אם ההצעה נראית לכם, תכננו שאלון לסקר, העבירו אותו לקהל היעד שלכם והסיקו מסקנות אודות:

1. שיטות שימור מזון שקהל היעד שלכם מעדיף.

2. סוגי הפירות והירקות המשומרים שקהל היעד שלכם מעדיף.

291*

3. בעקבות הסקר שערכו תלמידי הכיתה נמצא שקהל היעד מעדיף מלפפונים חמוצים במלח.

מה דעתכם: האם חשוב לחקור את שאלות החקר הבאות כדי לדעת כיצד להכין מלפפונים חמוצים במלח? נמקו את תשובתכם.

א. האם יש קשר בין טמפרטורת הסביבה לבין מהירות ההחמצה של המלפפונים?

ב. האם יש קשר בין כמות המלח לבין מהירות ההחמצה של המלפפונים?

4. נסחו שאלות חקר שהתשובות עליהן יכולות לסייע לכם בתכנון שיטת ההחמצה של המלפפונים.

להמשך תהליך החקר היעזרו בנווט תהליך החקר המדעי (פנו לארגז הכלים שבסוף הספר).

ניווט תהליך החקר המדעי:

- תופעה

- ניסוח שאלת חקר

- העלאת השערות ובחינתן

- תכנון מהלך החקר וביצועו

- הסקת מסקנות

חקירה, הערכה, ביצוע

שימו לב!

יש להראות את תכנון הניסוי למורה לפני ביצועו.

שימו לב: חשוב לחקור גורמים שונים שיכולים להשפיע על החמצת המלפפונים. לצורך זה, התחלקו לקבוצות. כל קבוצה תחקור האם הגורם שאותו היא בודקת משפיע על החמצת המלפפונים. אל תשכחו לכתוב תשובה משותפת: אילו גורמים משפיעים על החמצת המלפפונים?

5. היעזרו בתשובות לשאלות 1-4 והגדירו את הדרישות מהמוצר שלכם (מלפפונים חמוצים במלח) ואת האילוצים (ידע, זמן, כסף).

292*

מה הלאה?

להמשך תהליך תכנון והכנת המוצרים "ירקות ופירות משומרים בריאים" - היעזרו בנווט תהליך התיכון (פנו לארגז הכלים שבסוף הספר).

בנווט שלוש משימות מרכזיות:

א. הגדרת הבעיה, דרישות ואילוצים.

ב. העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים.

ג. תכנון ובניית דגם או אב טיפוס.

בארגז הכלים שבסוף ספר הלימוד תמצאו מידע על משימות נוספות וכן מידע על הפעולות שצריך לעשות בכל משימה.

שימו לב: אתרו את המשימות והפעולות שעשיתם בסעיפים 1-5 בנווט.

ניווט תהליך התיכון:

בעיה / צורך

הגדרת הבעיה הדרישות והאילוצים

העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים

תכנון ובניית דגם או אב טיפוס - פתרון מתאים

חקירה, הערכה, ביצוע

רגע אחרי...

1. כיצד עזר לכם תהליך החקר המדעי לתכנון המוצר?

2. כיצד עזר לכם תהליך התיכון להתמודד עם האתגר?

293*

בפרק זה למדנו ש...

השלימו את המושגים במשפטי הסיכום הבאים:

- את המזונות מחלקים לקבוצות מזון. כל קבוצת מזון עשירה ברכיב מזון עיקרי.

- תפריט מקדם בריאות הוא תפריט מגוון ומאוזן.

- מזון מעובד / משומר הוא מזון שעבר שינויים כדי להתאים לצרכים השונים שלנו.

מיומנויות שהפעלנו...

- ערכנו ניסויים ותצפיות.

- תכננו וערכנו תהליך חקר שלם.

- הצגנו מידע בטבלה, בדגם ובתרשים והסקנו מסקנות.

- אספנו נתונים והסקנו מסקנות.

- ניסחנו קשרים בין רכיבים: סיבה-תוצאה, השלם וחלקיו.

- ערכנו העברה מדגם למציאות.

- תכננו וביצענו דרכי פעולה לאימוץ הרגלים מקדמי בריאות.

294*

במבט חוזר

לפניכם שאלות ומשימות שבעזרתן תוכלו לתרגל וליישם את מה שלמדתם בפרק זה. במידת הצורך תוכלו כמובן להיעזר בספר הלימוד.

1. כתבו במחברת את המושג המתאים להגדרות הבאות.

מחסן מושגים: פחמימות, כבד, ויטמינים, ושט, פי הטבעת, קיבה, חלבונים, ממתקים, מינרלים, מעי דק, שומנים, בלוטות רוק, לבלב, פה.

א. חומרים שבונים את הגוף, למשל את השרירים. הם נמצאים בסוגי מזון מקבוצת הבשר ותחליפיו.

ב. שם של בלוטה גדולה שנמצאת בצד ימין של הבטן.

היא מפרישה למעי את מיץ מרה.

ג. דרכו נכנס המזון לגוף.

ד. ברזל וסידן הם דוגמאות לחומרים אלה.

ה. חומרים שתפקידם לספק אנרגיה לגוף נמצאים בסוגי מזון מקבוצת הלחם.

ו. הן מפרישות חומר המפרק עמילן בפה.

ז. חומרים שחיוניים לפעולות שונות בגוף ונמצאים בפירות ובירקות.

ח. צינור המחבר את הפה לקיבה.

ט. יש להמעיט באכילתם אך לא לוותר עליהם לגמרי.

י. דרכו יוצאת הפסולת שלא נספגה במערכת העיכול.

יא. צינור ארוך מאוד שדרך הדופן שלו נספגים מרכיבי המזון לדם.

יב. חומרים המופרשים מבלוטה זו משלימים את פירוק המזון במעי.

2. תארו מה היה קורה אילו...

א. צינור הושט היה עשוי טבעות סחוס כמו קנה הנשימה.

ב. הקיבה לא הייתה עשויה שרירים.

ג. המעי היה קצר מאוד.

ד. בלוטות הרוק היו מפסיקות להפריש רוק.

ה. מים לא היו נספגים אל נוזל הדם מהמעי הגס.

ו. המזון לא היה מתפרק לחלקיקים קטנים.

3. אורית נגסה בכריך הגבינה. הכריך מורכב מלחם, מגבינה לבנה ומעגבנייה. תארו בכל דרך שתבחרו (סיפור, שיר, ציור, תרשים ועוד) מה קורה לכל אחד ממרכיבי הכריך בכל איבר בצינור העיכול: בפה, בושט, בקיבה ובמעיים.

295*

4. לפניכם דוגמאות לארוחות שונות שאנו אוכלים במשך היום.

בחרו מכל שתי אפשרויות את הארוחה המומלצת ביותר מבחינה בריאותית. נמקו את הבחירה שלכם.

ילד: איזו פעולת חשיבה צריך לעשות כדי לקבוע איזו ארוחה מומלצת?

זמני ארוחות,  אפשרות 1,  אפשרות 2

ארוחת בוקר,  טוסט משתי פרוסות לחם לבן בחמאה וגבינה צהובה, שוקו,  

דגני בוקר מחיטה מלאה, חצי כוס חלב

ארוחת עשר,  במבה, מיץ פטל,  כריך עם אבוקדו, תפוח, מים

ארוחת צהריים,  שוק של עוף בתנור, פתיתים ושעועית ירוקה, מיץ תפוזים,  

המבורגר בלחמנייה, ציפס, קוקה קולה

ארוחת ארבע,  פרי,  חטיף שוקולד

ארוחת ערב,  חביתה מקושקשת וסלט ירקות קטן (מתובל בשמן זית), פרוסת לחם בגבינה לבנה ומעדן יוגורט,  שתי פרוסות לחם בשוקולד למריחה, מעדן שוקולד ומשקה ממותק

5. בחרו מוצר מזון שאתם אוהבים במיוחד.

א. חברו סיסמת פרסומת לצריכה נבונה של המוצר.

ב. מהם מאפייני המוצר שניסיתם להדגיש בפרסומת שכתבתם?

ג. האם פריטי המידע המופיעים על גבי האריזה נכללים בפרסומת שלכם?

6. כיצד נשכנע ילדים להעדיף מזון בריא יותר? העלו רעיונות לפעילות במשפחה, בכיתה, בבית הספר, בשכונה ואפילו במדינה כולה לשיפור הרגלי התזונה בקרב ילדים.

296*

ארגז כלים

296*

נווט (נווט: אמצעי שמסייע להתמצא בדרך ולהגיע אל היעד) תהליך- התיכון

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

הגדרת הבעיה הדרישות והאילוצים

העלאת רעיונות ובחירת רעיון מתאים

תכנון ובניית דגם או אב טיפוס - פתרון טכנולוגי מתאים

חקירה, הערכה, ביצוע

שלוש האליפסות החיצוניות

כל 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.

297*

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 רעיון 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 ואת השיטות המתאימים לבניית הפתרון.

- לתכנן את סדר הפעולות לבניית הפתרון.

- לנסח בעיה טכנולוגית.

- 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.

- 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.

298*

נווט (נווט: אמצעי שמסייע להתמצא בדרך ולהגיע אל היעד.) תהליך החקר המדעי

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.

299*

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.

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 השערות ניתנות לבדיקה על ידי ניסוי או תצפית.

- ועוד.

בתהליך החקר המדעי בודקים את כל ההשערות.

משימה

תכנון החקר ועריכת הניסוי / התצפית

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.

300*

מילון מושגים

300*

אטמוספרה: מעטפת גזים העוטפת את כוכבי הלכת. האטמוספרה של כדור הארץ מורכבת מ-78 אחוז חנקן, מ- 21 אחוז חמצן, מ- 1 אחוז ארגון,מ-0.04 אחוז פחמן דו-חמצני וכמויות זעירות מאוד של גזים אחרים (עמוד 180).

אילוצים: המגבלות שצריך להתחשב בהן כאשר מתכננים פתרון טכנולוגי (עמוד: 129).

אפיון מוצר: תהליך שבו מתייחסים לדרישות מהמוצר, לאילוצים ולקהל היעד שעבורו מכינים את המוצר (עמוד: 146).

אשלג: סוג של מלח (מכיל אשלגן), צבעו לבן, מתמוסס היטב במים. משמש כחומר דשן לצמחים (עמוד: 96).

בלוטות מערכת העיכול: מרכיבים במערכת העיכול שמפרישים חומרים שמסייעים לפירוק המזון (רוק, כבד, לבלב) (עמוד: 286).

בריכות אידוי: בריכות רדודות המשמשות להפקת מלחים ממי ים או אגם. המים שבתמיסה מתאדים והמלחים המומסים בהם שוקעים לקרקעית ומשם הם נאספים (עמוד: 97).

גוף מאיר: גוף שמפיק אור בעצמו. השמש היא דוגמה לגוף מאיר בחלל (עמוד: 166).

גוף מואר: גוף שאינו מפיק אור בעצמו (עמוד: 166).

גלקסיה: אזורים "צפופי כוכבים" המכילים מאות מיליארדי כוכבים אבק וגזים (עמוד: 163).

דרישות מהמוצר: התכונות שצריכות להיות במוצר כדי שיענה על הצורך (עמוד: 146).

דשנים: חומרים המשמשים להעשרת הקרקע ומשמשים כחומרי הזנה חיוניים לגדילה ולהתפתחות צמחים (עמוד: 90).

דשנים מן החי: חומרי הזנה חיוניים לגדילה ולהתפתחות צמחים שמקורם בפרש של בעלי חיים ומשרידי צמחים שהרקיבו (עמוד: 91).

דשנים שאינם מן החי: חומרי הזנה חיוניים לגדילה ולהתפתחות צמחים שמקורם במשאבי טבע שאינם מן החי, כדוגמת פוספט ואשלג (עמוד: 92).

התכה: תהליך של הפיכת חומר ממצב צבירה מוצק למצב צבירה נוזל באמצעות חימום (עמודים 66 ,67).

התמצקות: שינוי מצב צבירה של חומר מנוזל למוצק כתוצאה מגריעת חום (עמודים: 68 ,67 ,66).

חומר גלם: חומר שמשמש לייצור מוצרים. חומר גלם יכול להיות טבעי או מעובד (עמוד: 68).

חומר טבעי: חומר שמקורו בטבע ולא עבר שינויים על ידי האדם (עמודים: 116 ,10).

חומרים חכמים: חומרים שתכונות מסויימות שלהם משתנות כאשר מפעילים עליהם לחץ, או מחממים אותם, או מעבירים דרכם זרם חשמלי ועוד. החומרים חוזרים למצבם הקודם כאשר מפסיקים את כל הפעולות (עמוד 124).

חומר מלאכותי: חומר שנוצר על ידי האדם והוא לא קיים בטבע (עמוד: 115-116).

חומר מעובד: חומר שעבר תהליכי שינוי על ידי האדם לקבלת תכונות רצויות (שינוי צורה, שינוי תכונות ועוד) (עמודים: 9-10).

חומרים פלסטיים: חומרים מלאכותיים שמקורם בנפט הגולמי. הם משמשים לייצור מוצרי פלסטיק כמו שקיות פלסטיק, כלי פלסטיק ועוד (עמודים: 115-116).

חלל: אזור ריק. אין בו כלום (עמוד: 162).

טכנולוגיות לחקר החלל: אמצעים טכנולוגיים שהאדם בנה לאיסוף מידע (טלסקופ), לתנועה בחלל (מעבורת חלל) ולשהייה בחלל (חליפות, מושבות חלל). (עמוד: 197).

ייצור ידני: תהליך שבו מוצרים מיוצרים בבתי מלאכה וכל השלבים מבוצעים על ידי אותם בעלי מקצוע (עמוד: 138).

ייצור תעשייתי: תהליך שבו מוצרים מיוצרים באופן המוני במפעלי תעשייה על ידי מכונות והתמחות של בעלי מקצוע בכל אחד משלבי התהליך (עמודים: 144, 138).

יציקה: שיטה טכנולוגית לקבלת מוצר בצורה מסוימת המבוססת על התכה והתמצקות. (עמוד: 68).

יקום: הוא המכלול של החלל וכל הגופים שנמצאים בו: גלקסיות, כוכבים, מערכות שמש וכוכבי לכת ועוד (עמוד: 162).

ירח: גוף שמקיף כוכב לכת בתנועה מחזורית. גוף מואר על ידי השמש (עמוד: 169).

כוכב (שמש): כדור גז לוהט ענק הנמצא בחלל ומפיק אור בעצמו (עמודים: 168-169).

כוכבי לכת (פלנטות): גופים שמקיפים את השמש בתנועה מחזורית (עמודים: 168-169).

מומס: חומר שהתמוסס בנוזל. למשל, בתמיסת מלח, המלח הוא החומר המומס (עמוד: 97).

מוצר: מה שהאדם תכנן וייצר כדי לתת מענה לצורך (עמוד: 9).

מזון טבעי: מזון שאין בו תוספת של חומרים ושלא עבר עיבוד (שינוי) על ידי האדם (עמוד: 273).

301*

מזון מעובד: מוצר מזון שהתקבל כתוצאה מתהליכי עיבוד (עמוד: 273).

מחזור: הפקת חומרי גלם ממוצרים שאינם בשימוש לשם ייצור חומרים חדשים (עמוד: 76).

מחסור במים בגוף: התייבשות, מצב של גירעון בכמות המים בגוף (עמוד: 253).

מחצבה: מקום שחוצבים בו סלעים תחת כיפת השמיים (עמוד: 36).

מטילי מתכת: חומרים שמהם מכינים מוצרי מתכת באמצעות תהליכי עיבוד שונים (עמוד 64)

מלח הבישול: סוג של מלח (מכיל נתרן). צבעו לבן, מתמוסס היטב במים. משמש כתבלין ולשימושים שונים בתעשייה (עמודים: 84-85).

ממס: החומר שגורם לחומרים להתמוסס בתוכו. למשל, בתמיסת מלח, המים הם החומר הממס (עמוד: 97).

מסג: תוצר המתקבל מהתמצקות תערובת נוזלית של מתכות (עמוד: 68).

מערכת הנשימה: מערכת בגוף המאפשרת קליטת חמצן מהאוויר לצורך הפקת אנרגיה ופליטת פחמן דו-חמצני שנוצר בגוף אל מחוצה לו (עמודים: 222-225).

מערכת העיכול: מערכת בגוף שקולטת חומרי המזון ובה מתרחשים תהליכי פירוק המזון וספיגתם לדם (עמוד: 281).

מערכת השמש: מבנה ביקום שכולל כוכב מרכזי (שמש) שמקיפים אותו כוכבי לכת (עמוד: 166).

משאבי טבע מן החי: צמחים ובעלי חיים שאינם מבויתים, שאותם מנצל האדם לסיפוק צרכיו (עמוד: 11).

משאבי טבע שאינם מן החי: חומרים טבעיים ומקורות אנרגיה שאותם מנצל האדם לסיפוק צרכיו (עמודים: 12-13).

משאבי טבע: כל מה שבני האדם לוקחים מן הטבע לצורך קיומם ולשיפור איכות חייהם (כינוי לחומרים, צמחים, בעלי חיים ומקורות אנרגיה) (עמודים: 13, 10).

משאבים מתחדשים: משאבי טבע שאפשר להשתמש בהם ללא הגבלה (עמודים: 13, 12).

משאבים מתכלים: משאבי טבע שכמותם בטבע סופית. כמותם הולכת ופוחתת בעקבות שימוש מוגבר בהם (עמודים: 74, 13, 12).

מתכות: חומרים שיש להם תכונות משותפות: מוצקים (למעט כספית), מוליכי חום, מוליכי חשמל, מבריקים וקשים (עמוד: 50).

נשימה: תהליך שבו נקלט החמצן הדרוש להפקת האנרגיה הדרושה לקיומם של יצורים חיים (עמודים: 226, 220).

נשיפה: תהליך של הוצאת אוויר מתוך הריאות (עמודים: 226-227).

סלעים: חומרים במצב צבירה מוצק שמרכיבים את השכבה המוצקה העליונה של כדור הארץ (עמוד: 20).

סקר שוק: בדיקה שבאמצעותה אוספים מידע לפני ייצור המוצר כדי לדעת אם המוצר עונה על הצרכים של קהל היעד (עמודים: 148).

עיבוד מזון: תהליך של שינוי תכונות המזון על מנת להשביתו ולהתאימו לטעמים ולצרכים שונים (עמודים: 274-275).

עיבוד שבבי: שיטה לעיצוב צורתם של מוצרים על ידי הסרת שבבים של החומר, עד לקבלת הצורה הרצויה. למשל, הכנת הזיזים במפתח. (עמודים: 70, 69).

עיכול: תהליך פירוק המזון וספיגתו בדם (עמוד: 280).

עפרת מתכת: סלע שמפיקים ממנו מתכת (עמודים: 58-59).

ערגול: שיטה לרידוד מתכות באמצעות פעולה של גלילים (בדומה לרידוד בצק על ידי מערוך). התוצר המתקבל הוא פח (עמודים: 70-71).

פוספט: סוג של מלח (מכיל זרחן), צבעו לבן-צהוב, מתמוסס בקושי במים. משמש כחומר דשן לצמחים (עמוד: 93).

פיתוח בר-קיימא: דרך ומחשבה לניצול משאבי טבע בתבונה מבלי לסכן את היכולת של הדורות הבאים לספק את הצרכים שלהם (עמוד: 76).

פלסטיק: כינוי לקבוצה גדולה של חומרים שייצרו אותם מחומרים פלסטיים. דוגמאות: פוליאסטר, פי-וי-סי, פוליאתילן וגומי סינתטי. (עמוד: 113).

פס ייצור: תהליך ייצור המורכב מכמה תחנות עבודה, שבכל אחת מהן מבוצע שלב אחד של תהליך הייצור. בסופו של התהליך מתקבל מוצר סופי (עמוד: 143).

פרסום: פעולת תקשורת מתוכננת המיועדת להעביר מסרים לקהל יעד (עמוד: 156).

צריפה: שיטה להפקת מתכות מן העפרה באמצעות חימום העפרה לטמפרטורות גבוהות (עמוד: 60).

קבוצות מזון: דרך למיון מזון לפי רכיבי מזון עיקרים: קבוצת הלחם ומוצריו, קבוצת הירקות והפירות, קבוצת הבשר ותחליפיו, קבוצת השמנים והשומנים וקבוצת הממתקים (עמוד: 264).

303*

קהל יעד: הצרכנים של מוצר (עמוד: 141).

קרקע: תערובת של חומרים שמקורם בסלעים שעברו תהליכי בליה (עמודים: 30, 28).

קרקע חולית: בישראל זוהי קרקע המורכבת בעיקר מגרגירים של החומר קוורץ (עמוד: 34).

קרקע חרסיתית: קרקע המורכבת ברובה מגרגירים של החומר חרסית. גרגירי החרסית זעירים ביותר, ואפשר לראותם רק באמצעות מיקרוסקופ (עמוד: 33).

ריקוע: שיטה של רידוד מתכות. נעשית בעיקר באמצעות הקשה ממושכת בפטיש על גבי המתכת, עד שהיא נעשית שטוחה ודקה (עמוד: 71).

רכיבי מזון: סוגים של חומרי מזון שחיוניים לגוף: פחמימות, חלבונים, שומנים, ויטמינים, מינרלים ומים (עמודים: 264-268).

שאיפה: תהליך הכנסת אוויר לתוך הריאות (עמודים: 226-227).

שביל החלב: הגלקסיה שאליה שייכת מערכת השמש שלנו (עמוד: 164).

שיווק: פעילות המקדמת מכירה של מוצרים, תוך התייחסות לקהל היעד והבנה של צורכי הלקוחות, יכולותיהם והעדפותיהם (עמוד: 152).

שימור מזון: תהליך עיבוד מזון ופעולות למניעת קלקול. השימור מאפשר להשתמש במזון זמן ממושך יותר בלי שיתקלקל (עמודים: 274-276).

תאריך תפוגה: מועד השימוש האחרון של מוצר מזון על ידי הצרכן (עמוד: 276).

תהליך תיכון: התהליך שבאמצעותו פותרים בני האדם בעיות בטכנולוגיה (עמודים: 296-297).

תמיסה: התוצר המתקבל כאשר חומר מתמוסס בנוזל (ממס). התמיסה צלולה והחומר המומס מתפזר באופן אחיד בתוך הנוזל - הממס (עמוד: 97).

תעשייה: מערכת מאורגנת של מפעלים המייצרת מוצרים בייצור המוני, כדי לספק צרכים ורצונות של בני האדם (עמוד: 144).

תפריט מאוזן: תפריט שקיים בו איזון מבחינת כמויות המזון המומלצות לאכילה מכל קבוצת מזון (עמודים: 270-271).

תפריט מגוון: תפריט שכולל מזונות מכל קבוצות המזון (עמודים: 270-271).

סוף הספר