מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה -...

15
מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת ב חלל הקופסה? מדריך למורהimagine explore learn נושא בליעת קול- מיסוך קול שכבת גיל כיתה ו זמן90 דקות רציונאל יח ידה זו מתמקדת ב נושא אנרגיית קול במסגרת תחום התוכן- מדעי החומר- פיזיקה. במהלך היחידה התלמידים בוחנים את תופעת בליעת גלי קול בניסוי הבודק כיצד ריפוד קופסה בחומרים שונים משפיע על העברה ובליעת גלי הקול בחלל הקופסה. התלמידים בודקים חומרים שונים ומדרגים את החומרים שבחנו על פי ממצאי הקבוצה והממצאים השיתופיים של קבוצות אחרות ב כיתה, הם מארגנים את הנתונים בטבלה, מנתחים אותם ומסיקים מסקנות לגבי החומר שמשמש כ מבודד הקול הטוב ביותר מבין כל החומרים שנבדקו. ביחידה זו מהווה המשךמהי( ליחידה העוסקת בהתפשטות הקול והעברתו)? השפעת המרחק על עוצמת הקול באוויר ומומלץ ללמד קודם את נושא התפשטות הקול ואחר כך בליעת קול. קולות וצלילים נוצרים על ידי תנודות שמעבירות אנרגיה דרך( חומר תווך) כלשהוא ב אוויר, ב מוצק ים ונוזל ים. אחת מתכונות החומרים היא תכונה של אקוסטיות, תכונות אקוסטיות מתייחסות לתגובת חומר לגלי קול. גלי הקול היוצאים מפינו, או ממקור הקול, מת קדמים ומתרחקים מאתנו בהתמדה, אלא אם כן הם נתקלים בדרכם במחסום , בחומר כלשהוא, הגורם לשינוי במסלולם. כאשר גלי הקול ה מתפשטים בחלל נתקלים במחסום( למשל, חומרים כמו קיר, סלע) הם מושלכים חזרה ומגיעים שוב למקום ממנו יצאו. ( תופעות של מעבר קול, ו.) החזרת קול באולמות קונצרטים ותיאטראות משתמשים לבניית הקירות בחומרים שיאפשרו החזרת קול בכוון הקהל. משטחים קשים וחלקים משמשים בדרך כלל כמחזירים טובים של גלי קול, ואילו משטחים רכים ומחוספסים, כגון בד הם מחזירים גרועים. אם מדברים באולם ריק אפשר לשמוע הדהוד חוזר. אם באותו אולם יושבים אנשים רבים, לא ישמע כמעט כל הד, כיון שהבגדים קולטים במידה מרובה את גלי הקול, ומונעים את החזרתם)בליעת קול( . בכבישים בינעירוניים הקרובים למקומות מגורים בונים קירות אקוסטיים לאורך הכבישים הראשיים. תפקידו של הקיר האקוסטי לבלוע את הקולו ת . כאשר גלי הקול חודרים לחומר הם מאבדים

Upload: fourier-education

Post on 24-Jul-2016

249 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

 

TRANSCRIPT

Page 1: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

למורהמדריך ?חלל הקופסהב מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת

imagine • explore • learn

נושא

מיסוך קול -בליעת קול

שכבת גיל

וכיתה

דקות 90 זמן

רציונאל

-מדעי החומר -במסגרת תחום התוכן קולאנרגיית נושא ידה זו מתמקדת ביח

בניסוי קולגלי בליעת תופעת במהלך היחידה התלמידים בוחנים את .פיזיקה

הקול גלי הבודק כיצד ריפוד קופסה בחומרים שונים משפיע על העברה ובליעת

בחלל הקופסה. התלמידים בודקים חומרים שונים ומדרגים את החומרים

קבוצות אחרות שבחנו על פי ממצאי הקבוצה והממצאים השיתופיים של

ומסיקים מסקנות אותםמנתחים מארגנים את הנתונים בטבלה, כיתה, הם ב

מבודד הקול הטוב ביותר מבין כל החומרים שנבדקו. שמשמש כלגבי החומר

ליחידה העוסקת בהתפשטות הקול והעברתו )מהי מהווה המשך ביחידה זו

ומומלץ ללמד קודם את נושא השפעת המרחק על עוצמת הקול באוויר?(

הקול ואחר כך בליעת קול. התפשטות

( תווךחומר )נוצרים על ידי תנודות שמעבירות אנרגיה דרך קולות וצלילים

אחת מתכונות החומרים היא תכונה של . יםונוזלים מוצקבאוויר, בכלשהוא

גלי הקול אקוסטיות, תכונות אקוסטיות מתייחסות לתגובת חומר לגלי קול.

אלא ,קדמים ומתרחקים מאתנו בהתמדהמת, או ממקור הקול ,היוצאים מפינו

.הגורם לשינוי במסלולם, , בחומר כלשהוא אם כן הם נתקלים בדרכם במחסום

, קירחומרים כמו למשל, )בחלל נתקלים במחסום מתפשטיםכאשר גלי הקול ה

מעבר תופעות של ). הם מושלכים חזרה ומגיעים שוב למקום ממנו יצאו( סלע

באולמות קונצרטים ותיאטראות משתמשים לבניית הקירות החזרת קול(.וקול,

בחומרים שיאפשרו החזרת קול בכוון הקהל.

, משטחים קשים וחלקים משמשים בדרך כלל כמחזירים טובים של גלי קול

אם מדברים . כגון בד הם מחזירים גרועים, ואילו משטחים רכים ומחוספסים

, אנשים רביםיושבים אם באותו אולם . הדהוד חוזר באולם ריק אפשר לשמוע

, את גלי הקול כיון שהבגדים קולטים במידה מרובה, לא ישמע כמעט כל הד

בכבישים בינעירוניים הקרובים למקומות . )בליעת קול( ומונעים את החזרתם

מגורים בונים קירות אקוסטיים לאורך הכבישים הראשיים. תפקידו של הקיר

. כאשר גלי הקול חודרים לחומר הם מאבדים תלבלוע את הקולוהאקוסטי

Page 2: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

מהאנרגיה שלהם לחומר ובאופן זה גל הקול הולך ודועך והרעש הנוצר עקב

תנועת המכוניות אינו מועבר לאיזור המגורים. דוגמה נוספת היא קירות

הבולעים את הקולות.באולפני הקלטות אקוסטיים

: עקרונות מדעיים

אורכיים גלי הקול.

(ולא בריק) רק בתווך יםקול עוברגלי.

קול עובר בתווך חלק עובר וחלק ממנו נבלעגל כש.

מטרות תוכן

וציוני דרך

פיזיקה–מדעי החומר

אנרגיהתת נושא:

רעיונות והדגשים:

( אנרגיה סוגי) שונים מופעים לאנרגיה

:ציוני דרך

(בריק ולא) במוצק, בנוזל, בגז הולכה ,בחומר הקול התפשטות

עוצמת קול, דציבל, בליעת קול, העברת קול, תווך, התפשטות הקול, מושגים עיקריים

:ידע תחום התוכן ידע קודם נדרש סוגי אנרגיה

:מיומנויות למידה .איסוף נתונים והסקת מסקנות ניסויעריכת -

:מיומנויות חקר וגילוי 21-מיומנויות המאה

כתיבת קריאת נתונים מגרף, , עריכת ניסוי, העלאת השערה .הסקת מסקנות, תוצאות

חשיבה ביקורתית

מיפוי

תכונות הקול

החזרת קול מהירות הקול

תופעת ההד

בליעת קול

סוגי תווך מיסוך קול

בחומרים מתכות )שונים ..(עץ,

באוויר במים

עוצמת הקול

Page 3: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

פעילותמהלך ה

אתגר

בתיאור תופעת ההד הבאה לידי ביטוי אצל קבוצת חברים הפעילות פותחת שמנגנים במרתף ריק. מטרת האתגר ליצור עניין וסקרנות לתופעות הקשורות

קול החזרת קול )הד( ובליעת קול. הבעיה המוצגת לילדים בקול: העברת יוצרת הנעה לחקור את התופעה של ההד )החזרת קול( ולהציע פיתרון לבעיה

קבוצת חברים מכיתה ו' הקימה להקה: אודי היה המתופף, אורית הזמרת,

יואב ניגן בגיטרה בס.

תו של אודי. הם כתבו והלחינו את השירים והתאמנו במרתף הגדול והריק בבי

הכל היה מושלם עבור הלהקה הצעירה למעט.... ההד! בכל פעם ששרו וניגנו

נשמע הד...ד...ד....

כיוון שלא היה להם מספיק כסף להקליט באולפן הקלטות הם החליטו ללמוד

ולפתור את בעיית ההד במרתף. הכל על הקול

תארו במילים את תופעת ההד. .1

ההד המרתף? הציעו רעיונות לפיתרון בעיית .2

הציעו דרך לבדוק את הרעיונות שהנכם מציעים. .3

מה נחקור?

כיצד עורכים ניסוי הבודקבוחנים את תופעת בליעת הקול. הם התלמידים

ריפוד פנימי של קופסה כל פעם בחומר אחר משפיע על עוצמת הקול הנמדדת

בתוך הקופסה כשהמטרה היא לגלות מיהו החומר מבודד הקול הטוב ביותר

כדי שיוכלו בהמשך לייעץ ללהקת החברים מכיתה ו' כיצד להתגבר על תופעת

החזרת קול )ההד(.

באוויר באמצעות ניסוי בליעת הקולנבחן את תופעת במעבדה ממוחשבת זו

השפעת חומרים שונים על עוצמת הקול המתפשטת בחלל קופסה. הבודק

ציוד

רצועות בלבד 8ניתן לרכוש במקום גליל שלם של סקוטש זכר ונקבה

רצועות 18זכר+ נקבה ברוחב של דופן הקופסה שתשמש למדידה, ועוד

דפנות -4 רצועות לכל חומר שיתחברו ל 8נקבה ברוחב דופן הקופסה ,

.הפנימיות של הקופסה

+טאבלט אינשטיין+ או לאבמייט איינשטיין

חיישן קול

מקור קול(pure tone )(4ל מצורף, יש להעבירMP או לסולולארי

( להשמעה

Page 4: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

440Hz.wav

(זכר ונקבה)גליל סקוטש

קופסת נעליים עם מכסה

סרגל

(סיילטייפ)נייר דבק

3 חומרים לבחירה:

צמר גפן

קלקר

קרטון

ספוג

נייר טואלט

סול

הפיאות הצדדיות של התיבה 4* הכמות של כל חומר צריכה לכסות את

הקופסה שבחרתם(.)בהתאם לגודל

העמדת הניסוי

עבודה קבוצתית

שניות הארכת זמן המדידה בשל 30- 20-המדידה אינה אורכת יותר מ

העובדה שהתלמידים קודם מפעילים את מקור הקול , סוגרים את הקופסה ורק

.אחר כך מתחילים את הניסוי

הפעילו את טאבלט אינשטיין+ או לאבמייט איינשטיין+ .1

הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .2

(( MiLAB-ה לחצו על תוכנת .3

הגדירו את מערך אוגר הנתונים .4

אוגר הנתונים

( חיצוניdB) 45-85 חיישן קול

דגימות בשניה 25 קצב הדגימה:

שניות 60 :הדגימהמשך

ביצוע הניסוי

עבודה קבוצתית

הנתונים גרף או עמודות?ייצוג

כאשר אנו רוצים לתאר תופעה המשתנה באופן רציף בגרף קוויאנו בוחרים

עם הזמן או כקשר בין שני משתנים )למשל מרחק וקול(. לעומת זאת במד

העמודה מציגה ערך נמדד בזמן מסויים או ערך מייצג של ,עמודות –תצוגה

תנה כתלות בזמן. במדידת קבוצת נתונים )למשל ממוצע( ולא תופעה המש

עוצמת הקול בחלל הקופסה נבחר בבר תצוגה של עמודות או מד תצוגה

דיגיטלי להציג את הנתונים ולא בגרף קווי.

Page 5: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

הפיאות הפנימיות חיבור חומרים לדפנות

בביצוע הניסוי כל פעם מחברים לדופן הפיאות הפנימיות חומר אחר. בפיאות

רצועות סקוטש זכר ואליהם 4ופן קבוע הפנימיות של הקופסה מדביקים בא

מצמידים ברצועות סקוטש )נקבה( חומרים שונים. כל חומר שהתלמידים

רצועות לכל חומר( באמצעות קילוף נייר 8בוחרים ידבק לרצועות נקבה )

רצועות הזכר המודבקות באופן קבוע 8-הדבק, ורצועות אילו יוצמדו כל פעם ל

את רצועות הנקבה והחומרים מראש , יש בפאות הפנימיות. אפשר להכין

לקחת בחשבון שהחומרים שיבדקו יהיו פחות או יותר בעובי ובכמות דומה כדי

לשמור על גורמים קבועים בניסוי.

1מדידה בחרו את אחת הפינות בתוך קופסת הנעליים וקבעו בסיילוטיפ .1

את מקור הקול בפינה זו.

חברו את כבל חיישן הקול לאחת היציאות בטאבלט. .2

הציבו את חיישן הקול ממול למקור הקול )הקפידו שהרמקול .3

שלו יהיה מכוון לעבר מקור הקול( קבעו את חיישן הקול

בסיילוטייפ לקופסה.

הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .4

על צלמית הפעילו את מקור הקול, סגרו את הקופסה ולחצו .5

) התחל כדי להתחיל רישום של הנתונים. (

פעמים. 3חזרו על המדידה .6

שנמדדה. ממוצע עוצמת הקולבסיום רשמו את .7

()ידי לחיצה על צלמית שמור -שמרו את הנתונים על .8

.בסרגל הכלים העליון

עיבוד נתונים

עבודה קבוצתית

חשוב להדגיש חזרתיות התלמידים ממלאים את הטבלה במהלך המדידות

אם לא )לראות שהתוצאות די דומות , במדידה להעלאת מהימנות הניסוי

ולחזור שוב על , לשאול את התלמידים מה לדעתם גרם לשינוי בתוצאות

ריכוז התוצאות בטבלה יעזור לתלמידים להסיק מידע ישיר (. המדידה

(.מסקנות)ומידע עקיף( תוצאות )

במהלך ביצוע המדידותהשלימו את הטבלה . 1

. העלו את הממצאים לטבלה שיתופית.2

מדידת

עוצמת הקול

בקופסה

הריקה

מדידת עוצמת הקול )

dB בקופסה המכוסה )

בדפנות

צמר גפן בחומר

מדידת עוצמת

( dBהקול )

בקופסה המכוסה

בדפנות

מדידת עוצמת

( dBהקול )

בקופסה המכוסה

בדפנות

Page 6: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

בחומר______ בחומר______ (dB)דציבל

1מדידה

2מדידה

3מדידה

ממוצע

...רגע לפני

ההשערה מתבססת על המדידה של עוצמת הקול בתוך הקופסה ללא ריפוד

מדידה זו משמשת כקבוצת ביקורת להשוואת עוצמות הקול שימדדו בהמשל

בתום המדידות מומלץ לחזור השונים.לאחר ריפוד התיבה בחומרים

להשערות ולהשוות את ההשערות מול תוצאות המדידה שהתקבלו.

, ציירו את גובה העמודה שהתקבלה ממדידת עוצמת הקול בקופסה הריקה

(.ציינו את עוצמת הקול בדציבלים בציר האנכי)

כשנרפד לא תשתנה/ תרד/ תעלה עוצמת הקול בדציבלים כיצד : כעת שערו

?את פיאות הקופסה כל פעם בחומר אחר

חומרים מתוך הרשימה המוצגת בציר האפקי וציירו את גובה 2בחרו

.העמודות המציגות את השערתכם

השפעת החומר על עוצמת הקול

ביצוע הניסוי

התלמידים מחליפים את החומר צמר גפן בחומר אחר לבחירתם. יש לנתק

רק את רצועות הנקבה עם הצמר גפן המודבק. להכין רצועות נקבה

רצועות נקבה( עם חומר חדש לבירת התלמידים ולהצמיד 8חדשות)

לרצועות הזכר הקבועות בדפנות התיבה הפנימיות . לא לשכוח להזכיר

ק חומרים בכמויות ועובי קבועים.לתלמידים להקפיד להדבי

קרטון צמר גפן קלקר סול ספוג נייר

על

קוה

ת מ

צו

ליבצי

ד)

Page 7: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

2מדידה

מדדו את רוחב הפאות הצדדיות בקופסה. .1

2רצועות סקוטש )זכר ונקבה( ברוחב הפיאות של הקופסה, 8גזרו .2

צמר גפן(. -)ברצועות אלה נשתמש לבדיקת החומר הראשון לכל פאה

רצועות נקבה באותו הרוחב של הפיאות שגזרתם . 16גזרו עוד .3

8חומרים נוספים , 2אלה נשתמש בהמשך לבדיקת )ברצועות

רצועות נקבה שיתחברו לכל חומר(.

2של הקופסה בחלק הפנימיהדביקו לרוחב כל אחת מהפאות .4

רצועות סקוטש )זכר( , רצועה אחת בחלק העליון ורצועה שנייה בחלק

התחתון של הפאה.

רצועות הסקוטש )נקבה( והדביקו את צמר הוציאו את נייר הדבק מעל .5

הגפן לרוחב הרצועות, כך שכל אחת מארבעת הפאות תהיה מרופדת

בצמר גפן.

(נקבה)רצועות סקוטש

Page 8: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

הצמידו את רצועות הצמר גפן )נקבה ( אל הרצועות )זכר( בדופן .6

של התיבה. תהפנימי

הקפידו שכל אחת מפאות הקופסה תהייה מרופדות בצמר הגפן .7

ותו עובי.באותה כמות ובא

הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .8

) התחלהפעילו את מקור הקול, סגרו את הקופסה ולחצו על צלמית .9

כדי להתחיל רישום של הנתונים. (

) התחלולחצו על צלמית .10 כדי להתחיל רישום של הנתונים. (

פעמים. 3חזרו על המדידה .11

שנמדדה ממוצע עוצמת הקולבסיום רשמו את .12

בסרגל ()ידי לחיצה על צלמית שמור -שמרו את הנתונים על .13

.הכלים העליון

עיבוד נתונים

התלמידים ממלאים את הטבלה במהלך המדידות חשוב להדגיש חזרתיות

במדידה להעלאת מהימנות הניסוי, לראות שהתוצאות די דומות )אם לא

בתוצאות, ולחזור שוב על לשאול את התלמידים מה לדעתם גרם לשינוי

המדידה(. ריכוז התוצאות בטבלה יעזור לתלמידים להסיק מידע ישיר

)תוצאות ( ומידע עקיף)מסקנות(.

. השלימו את הטבלה במהלך ביצוע המדידות1

. העלו את הממצאים לטבלה שיתופית.2

מדידת עוצמת

הקול בקופסה

הריקה

מדידת עוצמת הקול

(dB בקופסה )

המכוסה בדפנות

מדידת עוצמת הקול

(dB בקופסה )

המכוסה בדפנות

מדידת עוצמת

( dBהקול )

Page 9: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

(dB)דציבל צמר גפןבחומר

בקופסה המכוסה בחומר______

בדפנות

בחומר______

1מדידה

2מדידה

3מדידה

ממוצע

ביצוע הניסוי

גפן בחומר אחר לבחירתם. יש לנתק התלמידים מחליפים את החומר צמר

רק את רצועות הנקבה עם הצמר גפן המודבק. להכין רצועות נקבה

רצועות נקבה( עם חומר חדש לבירת התלמידים ולהצמיד 8חדשות)

לרצועות הזכר הקבועות בדפנות התיבה הפנימיות . לא לשכוח להזכיר

לתלמידים להקפיד להדביק חומרים בכמויות ועובי קבועים.

3מדידה

כדי לבדוק חומר חדש יש להוציא את צמר הגפן מחיבורן לדופן .1

הפאות הפנימיות.

הפרידו את רצועות הנקבה של צמר הגפן מחיבורן לרצועות )הזכר( .2

המודבקות על דופן התיבה והניחו בצד.

כעת נחבר חומר חדש לפי בחירתכם, לשם כך הפרידו מגליל .3

הסקוטש את רצועות הנקבה, )רצועות שתתחברנה לרצועות

המודבקות בדופן התיבה(.

רצועות שגזרתם ברוחב פיאות התיבה. 8קחו .4

בחרו חומר נוסף מתוך רשימת החומרים המוצעת )קלקר, קרטון, .5

יר טואלט,סול(.ספוג, ני

הוציאו את נייר הדבק מעל רצועות הסקוטש )נקבה( והדביקו את .6

החומר שבחרתם לרוחב הרצועות, כך שכל אחת מארבעת הפאות

(נקבה)רצועות סקוטש

Page 10: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

הפנימיות תהיה מרופדת בחומר הנבחר.

דוגמא לחומר ספוג

הצמידו את רצועות החומר שבחרתם )נקבה ( אל הרצועות )זכר( .7

של הקופסה. תהפנימי בדופן

הקפידו לשמור על אותה כמות ואותו עובי של החומרים השונים .8

בריפוד הפאות של הקופסה בכל החומרים.

הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .9

) התחלהפעילו את מקור הקול, סגרו את הקופסה ולחצו על צלמית .10

כדי להתחיל רישום של הנתונים. (

פעמים. 3חזרו על המדידה .11

שנמדדה ממוצע עוצמת הקולבסיום רשמו את .12

בסרגל ()ידי לחיצה על צלמית שמור -שמרו את הנתונים על .13

.הכלים העליון

עיבוד נתונים

התלמידים ממלאים את הטבלה במהלך המדידות חשוב להדגיש

חזרתיות במדידה להעלאת מהימנות הניסוי, לראות שהתוצאות די דומות

)אם לא לשאול את התלמידים מה לדעתם גרם לשינוי בתוצאות, ולחזור

שוב על המדידה(. ריכוז התוצאות בטבלה יעזור לתלמידים להסיק מידע

Page 11: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

דע עקיף)מסקנות(. ישיר )תוצאות ( ומי

. השלימו את הטבלה במהלך ביצוע המדידות 1

. העלו את הממצאים לטבלה שיתופית.2

מדידת עוצמת

הקול בקופסה

הריקה

(dB)דציבל

מדידת עוצמת

( dBהקול )

בקופסה המכוסה

בדפנות

צמר גפן בחומר

מדידת עוצמת

( dBהקול )

בקופסה המכוסה

בדפנות

בחומר______

מדידת עוצמת

( dBהקול )

בקופסה המכוסה

בדפנות

בחומר______

1מדידה

2מדידה

3מדידה

ממוצע

התלמידים מחליפים את החומר צמר גפן בחומר אחר לבחירתם. יש שוב ביצוע הניסוי

לנתק רק את רצועות הנקבה עם הצמר גפן המודבק. להכין רצועות נקבה

רצועות נקבה( עם חומר חדש לבירת התלמידים ולהצמיד 8חדשות)

לרצועות הזכר הקבועות בדפנות התיבה הפנימיות . לא לשכוח להזכיר

יק חומרים בכמויות ועובי קבועים.לתלמידים להקפיד להדב

4מדידה

הפרידו את רצועות החומר שבחרתם מחיבורן לרצועות המודבקות על .1

דופן התיבה והניחו בצד.

הפרידו שוב מגליל הסקוטש את רצועות הנקבה, )רצועות .2

שתתחברנה לרצועות המודבקות בדופן התיבה(

רצועות ברוחב פיאות התיבה. 8גזרו עוד .3

Page 12: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

בחרו חומר נוסף מתוך רשימת החומרים המוצעת )קלקר, קרטון, .4

ספוג, נייר טואלט,סול(.

הוציאו את נייר הדבק מעל רצועות הסקוטש )נקבה( והדביקו את .5

החומר שבחרתם לרוחב הרצועות, כך שכל אחת מארבעת הפאות

תהיה מרופדת בחומר הנבחר.

ספוגדוגמא לחומר

הצמידו את רצועות החומר שבחרתם )נקבה ( אל הרצועות )זכר( .6

. הפנימית של הקופסהבדופן

הקפידו לשמור על אותה כמות ואותו עובי של החומרים השונים .7

בריפוד הפאות של הקופסה בכל החומרים.

הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .8

) התחלהקופסה ולחצו על צלמית הפעילו את מקור הקול, סגרו את .9

כדי להתחיל רישום של הנתונים. (

פעמים. 3חזרו על המדידה .10

(נקבה)רצועות סקוטש

Page 13: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

שנמדדה ממוצע עוצמת הקולבסיום רשמו את .11

בסרגל ()ידי לחיצה על צלמית שמור -שמרו את הנתונים על .12

.הכלים העליון

עיבוד נתונים

התלמידים ממלאים את הטבלה במהלך המדידות חשוב להדגיש חזרתיות

במדידה להעלאת מהימנות הניסוי, לראות שהתוצאות די דומות )אם לא

לשאול את התלמידים מה לדעתם גרם לשינוי בתוצאות, ולחזור שוב על

ריכוז התוצאות בטבלה יעזור לתלמידים להסיק מידע ישיר המדידה(.

ע עקיף)מסקנות(.)תוצאות ( ומיד

. השלימו את הטבלה במהלך ביצוע המדידות1

. העלו את הממצאים לטבלה שיתופית.2

מדידת עוצמת

הקול בקופסה

הריקה

(dB)דציבל

מדידת עוצמת הקול

(dB בקופסה )

המכוסה בדפנות

צמר גפן בחומר

מדידת עוצמת הקול

(dB בקופסה )

המכוסה בדפנות

בחומר______

מדידת עוצמת הקול

(dB בקופסה )

המכוסה בדפנות

בחומר______

1מדידה

2מדידה

3מדידה

ממוצע

תוצאות

ומסקנות

הם מסיקים לאחר שהתלמידים משווים את השערתם לתוצאות המדידה סקנות ישירות מתוך התוצאות בטבלה:מ

מיפוי ברמת הקבוצה: הם בודקים איזה ראשית התלמידים עושים .1)החומר שבו נמדדה עוצמת קול -חומר החזיר את רוב גלי הקול

גבוהה ביותר(. ואיזה חומר בלע את רוב גלי הקול )החומר שבו נמדדה עוצמת הקול הנמוכה ביותר(.

ומדרגים את בשלב הבא התלמידים עושים מיון ברמת הכיתה .2לפי עוצמת הקול שנמדדה, הם פית החומרים שהועלו לטבלה השיתו

)החומר שבו נמדדה -בודקים איזה חומר החזיר את רוב גלי הקולעוצמת קול גבוהה ביותר(. ואיזה חומר בלע את רוב גלי הקול )החומר

Page 14: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

שבו נמדדה עוצמת הקול הנמוכה ביותר(..

לאחר המיון נערך מיפוי ברמת הכיתה : הם בודקים איזה חומר .3וממשיגים את תופעת בליעת קול )והחזרת -גלי הקול החזיר את רוב

קול כתופעות המתקיימות יחד(.ולומדים מהו חומר מבודד קול.

חומרים בהם נמדדה עוצמת הקול גבוהה החזירו את רוב גלי הקול ובלעו מעט חומרים בהם נמדדה עוצמת הקול נמוכה בלעו את רוב גלי הקול -ולהיפך

והחזירו מעט.

השערתכם אשר הצגתם בדיאגרמת עמודות לבין הממצאים השוו בין המופיעים בדיאגרמת העמודות

:דונו בשאלות הבאות

דיון במליאה

באיזה חומר מתוך החומרים שמדדתם בקבוצה עוצמת קול .א

הייתה הגבוהה ביותר?

באיזה חומר מתוך החומרים שמדדתם בקבוצה עוצמת קול .ב

הייתה הנמוכה ביותר?

הקול הטוב ביותר לפי ממצאי החומר מבודד .ג

עוצמת הקול שנמדדה בוהחומר )הקבוצה_______________

רוב גלי הקול -הוא מבודד הקול הטוב ביותר הנמוכה ביותר

(חזרוגלי קול נבלעו בחומר ומעט

השוו את תוצאות המדידות שקיבלתם לממצאים הכיתתיים ודרגו .ד

מהגבוהה ביותר את החומרים לפי רמת עוצמת הקול שנמדדה

עד לנמוכה ביותר.

לפי ממצאי בצורה הטובה ביותרהקול את גלי בודד שהחומר .ה

עוצמת הקול שנמדדה בוהחומר _______________: הכיתה

רוב גלי הקול -הוא מבודד הקול הטוב ביותר הנמוכה ביותר

(חזרוגלי קול נבלעו בחומר ומעט

עוצמת הקול מעט/ רובחומר מבודד קול הינו חומר שבולע את .ו

רק חלק ממנה. חזירומ

יישום

לאחר שהתלמידים בדקו כיצד ריפוד דפנות הקופסה בחומרים שונים משפיע

על עוצמת הקול הנמדדת והסיקו מסקנות לגבי חומרים המסייעים בבליעת קול

הם חוזרים לבעיית האתגר ומציעים חומרים שיכולים לעזור בבידוד קול ומניעת

ניתן להעשיר את היישום בהפנייה לקטעי מידע בנושא קירות אקוסטיים ההד.

ושימושים יישומיים לאקוסטיקה בחיי היומיום למשל באולמות של קונצרטים

ותיאטראות, באולפני הקלטות. בבתי קולנוע ובבתים פרטיים שרוצים אטימה

מפני רעש.

שהתנסתם חזרו לבעיית האתגר שהוצגה בתחילת הפעילות, כעת לאחר בבדיקת ההשפעה של חומרים שונים על התפשטות הקול בחלל ומצאתם חומרים שיכולים לבלוע קול ולעזור בפתרון בעיית ההד, הציעו ללהקת החברים

Page 15: מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת בחלל הקופסה - מדריך למורה

מכיתה ו' פתרונות יישומיים למניעת ההד במרתף ביתו של אודי.

רקע מדעי

צורה של אנרגיה המשמשת אותנו ואת בעלי החיים כדי ות וצלילים הםקול

הקול נוצר על ידי תנודות שמעבירות אנרגיה דרך האוויר או . ליצור תקשורת

עד כמה חזקות עוצמת הקול מבטאת (. מוצק, נוזל)דרך חומרים אחרים

עוצמת (. החוזק שבו אנו שומעים את הקולות) התנודות שיוצרות את הקול

, מעבר קול: תופעות הקשורות בקול dB).) דות של דציבליםהקול נמדדת ביחי

. ובליעת קול( הד)החזרת קול

מתקדמים ומתרחקים מאתנו , או ממקור הקול ,גלי הקול היוצאים מפינו

בחומר כלשהוא-כלומר , אלא אם כן הם נתקלים בדרכם במחסום ,בהתמדה

בחלל נתקלים במחסום מתפשטיםכאשר גלי הקול ה .הגורם לשינוי במסלולם

הם מושלכים חזרה ומגיעים שוב למקום ממנו ( סלע, קירלמשל, חומרים כמו )

)תופעות של מעבר קול, והחזרת קול(. באולמות קונצרטים ותיאטראות . יצאו

משתמשים לבניית הקירות בחומרים שיאפשרו החזרת קול בכוון הקהל.

, ם טובים של גלי קולמשטחים קשים וחלקים משמשים בדרך כלל כמחזירי

חלק גדול מגלי הקול חוזר וחלק , כאשר גל קול פוגע במשטח קשה וחלק

אם . כגון בד הם מחזירים גרועים, אילו משטחים רכים ומחוספסיםו. קטן נבלע

יושבים אם באותו אולם . מדברים באולם ריק אפשר לשמוע הדהוד חוזר

את שהבגדים קולטים במידה מרובהכיון , לא ישמע כמעט כל הד, אנשים רבים

כאשר גלי קול פוגעים במשטחים רכים . ומונעים את החזרתם, גלי הקול

.ומחוספסים חלק גדול מגלי הקול נבלע וחלק קטן חוזר