יסודי ספר לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית
imagine • explore • learn
/ כיתה ו'אנרגית קולנושא:
מהי השפעת החומר על עוצמת הקול המתפשטת
?קופסההחלל ב
אתגר
ורית הזמרת, יואב ניגן בגיטרה בס.ה: אודי היה המתופף, אמכיתה ו' הקימה להקחברים קבוצת
. הכל היה מושלם ביתו של אודיהגדול והריק בבמרתף הם כתבו והלחינו את השירים והתאמנו
עבור הלהקה הצעירה למעט.... ההד! בכל פעם ששרו וניגנו נשמע הד...ד...ד....
הכל על הקולכיוון שלא היה להם מספיק כסף להקליט באולפן הקלטות הם החליטו ללמוד
ולפתור את בעיית ההד במרתף.
תארו במילים את תופעת ההד. .1
הציעו רעיונות לפיתרון בעיית ההד המרתף? .2
הציעו דרך לבדוק את הרעיונות שהנכם מציעים. .3
מה נחקור?
השפעת באמצעות ניסוי הבודקבאוויר קולהבליעת נבחן את תופעת במעבדה ממוחשבת זו
.חלל קופסהעוצמת הקול המתפשטת בחומרים שונים על
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
וחומריםציוד
+טאבלט אינשטיין+ או לאבמייט איינשטיין
חיישן קול
( מקור קולpure tone )
440Hz.wav
)גליל סקוטש )זכר ונקבה
עם מכסה קופסת נעליים
סרגל
טייפ(ונייר דבק )סל
3 :חומרים לבחירה
צמר גפן
קלקר
קרטון
ספוג
נייר טואלט
סול
הצדדיות של התיבה )בהתאם לגודל פיאות ה 4 את לכסותצריכה של כל חומרכמות ה *
(.בחרתםהקופסה ש
העמדת הניסוי
עבודה קבוצתית
הפעילו את טאבלט אינשטיין+ או לאבמייט איינשטיין+ .1
הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .2
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
(( MiLAB-ה לחצו על תוכנת .3
הגדירו את מערך אוגר הנתונים .4
הנתונים וגראמערך
( חיצוניdB) 45-85 קול
דגימות בשניה 25 קצב הדגימה:
: הדגימהמשך שניות 60
ביצוע הניסוי
1מדידה
את מקור הקול פיקבעו בסלוטיבתוך קופסת הנעליים ו את אחת הפינותבחרו .1
.בפינה זו
כבל חיישן הקול לאחת היציאות בטאבלט. אתחברו .2
לעבר )הקפידו שהרמקול שלו יהיה מכוון הקול למקור ממולהקול הציבו את חיישן .3
.קבעו את חיישן הקול בסלוטייפ לקופסה מקור הקול(
הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .4
) התחלולחצו על צלמית , סגרו את הקופסה הפעילו את מקור הקול .5 כדי (
.להתחיל רישום של הנתונים
פעמים. 3חזרו על המדידה .6
שנמדדה. ממוצע עוצמת הקולרשמו את בסיום .7
בסרגל () שמורידי לחיצה על צלמית -שמרו את הנתונים עלתנו שם לניסוי ו .8
.הכלים העליון
עיבוד נתונים
השלימו את הטבלה במהלך ביצוע המדידות. 1
לטבלה שיתופית.. העלו את הממצאים 2
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
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
ני...לפרגע
, )ציינו את עוצמת ציירו את גובה העמודה שהתקבלה ממדידת עוצמת הקול בקופסה הריקה
(.הקול בדציבלים בציר האנכי
כשנרפד את פיאות תעלה / תרד/ לא תשתנהעוצמת הקול בדציבלים כיצד שערו: כעת
הקופסה כל פעם בחומר אחר?
עמודות המציגות את את גובה ה וציירו מתוך הרשימה המוצגת בציר האפקי חומרים 2בחרו
.השערתכם
השפעת החומר על עוצמת הקול
קרטון צמר גפן קלקר סול ספוג נייר טואלט קופסה ריקה
ם(לי
בצי
ד(
ולקה
ת מ
צעו
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
ביצוע הניסוי
2מדידה
מדדו את רוחב הפאות הצדדיות בקופסה. .1
)ברצועות לכל פאה 2חב הפיאות של הקופסה, רצועות סקוטש )זכר ונקבה( ברו 8גזרו .2
(.צמר גפן -אלה נשתמש לבדיקת החומר הראשון
)ברצועות אלה נשתמש רצועות נקבה באותו הרוחב של הפיאות שגזרתם . 16גזרו עוד .3
רצועות נקבה שיתחברו לכל חומר(. 8חומרים נוספים , 2בהמשך לבדיקת
,רצועות סקוטש )זכר( 2 אחת מהפאות בחלק הפנימי של הקופסהלרוחב כל הדביקו .4
העליון ורצועה שנייה בחלק התחתון של הפאה.רצועה אחת בחלק
רצועות סקוטש )נקבה(
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
צמר הגפן לרוחב הוציאו את נייר הדבק מעל רצועות הסקוטש )נקבה( והדביקו את .5
אחת מארבעת הפאות תהיה מרופדת בצמר גפן.הרצועות, כך שכל
של תהפנימי הצמידו את רצועות הצמר גפן )נקבה ( אל הרצועות )זכר( בדופן .6
ה. קופסה
הקפידו שכל אחת מפאות הקופסה תהייה מרופדות בצמר הגפן באותה כמות ובאותו .7
עובי.
הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .8
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
) התחלולחצו על צלמית סגרו את הקופסה ,הפעילו את מקור הקול .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 הכלים העליון () שמורידי לחיצה על צלמית -שמרו את הנתונים על .13
עיבוד נתונים
. השלימו את הטבלה במהלך ביצוע המדידות1
. העלו את הממצאים לטבלה שיתופית.2
עוצמת מדידת
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
ביצוע הניסוי
3מדידה
כדי לבדוק חומר חדש יש להוציא את צמר הגפן מחיבורן לדופן הפאות הפנימיות. .1
המודבקות על דופן )הזכר( צמר הגפן מחיבורן לרצועות הנקבה של את רצועות הפרידו .2
והניחו בצד. התיבה
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
את רצועות מגליל הסקוטש הפרידו כעת נחבר חומר חדש לפי בחירתכם, לשם כך .3
., )רצועות שתתחברנה לרצועות המודבקות בדופן התיבה(נקבהה
ברוחב פיאות התיבה.שגזרתם רצועות 8 קחו .4
קרטון, ספוג, נייר טואלט,קלקר, מתוך רשימת החומרים המוצעת ) בחרו חומר נוסף .5
.(סול
שבחרתם הוציאו את נייר הדבק מעל רצועות הסקוטש )נקבה( והדביקו את החומר .6
בחומר תהיה מרופדת הפנימיות אחת מארבעת הפאות לרוחב הרצועות, כך שכל
.הנבחר
דוגמא לחומר ספוג
רצועות סקוטש )נקבה(
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
של תהפנימי בדופן)נקבה ( אל הרצועות )זכר( החומר שבחרתםהצמידו את רצועות .7
הקופסה.
לשמור על אותה כמות ואותו עובי של החומרים השונים בריפוד הפאות של הקפידו .8
הקופסה בכל החומרים.
הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .9
) התחלולחצו על צלמית סגרו את הקופסה ,הפעילו את מקור הקול .10 כדי להתחיל (
רישום של הנתונים.
פעמים. 3על המדידה חזרו .11
שנמדדה ממוצע עוצמת הקולבסיום רשמו את .12
.בסרגל הכלים העליון () שמורידי לחיצה על צלמית -שמרו את הנתונים על .13
עיבוד נתונים
. השלימו את הטבלה במהלך ביצוע המדידות1
. 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
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
ביצוע הניסוי
4מדידה
כדי לבדוק חומר חדש יש להוציא את צמר הגפן מחיבורן לדופן הפאות הפנימיות. .1
הפרידו את רצועות הנקבה של צמר הגפן מחיבורן לרצועות )הזכר( המודבקות על דופן .2
התיבה והניחו בצד.
כעת נחבר חומר חדש לפי בחירתכם, לשם כך הפרידו מגליל הסקוטש את רצועות .3
ה לרצועות המודבקות בדופן התיבה(. הנקבה, )רצועות שתתחברנ
רצועות שגזרתם ברוחב פיאות התיבה. 8קחו .4
קלקר, קרטון, ספוג, נייר בחרו חומר נוסף מתוך רשימת החומרים המוצעת ) .5
(.טואלט,סול
שבחרתם הוציאו את נייר הדבק מעל רצועות הסקוטש )נקבה( והדביקו את החומר .6
הפנימיות תהיה מרופדת בחומר אחת מארבעת הפאותלרוחב הרצועות, כך שכל
הנבחר.
רצועות סקוטש )נקבה(
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
דוגמא לחומר ספוג
של ת)נקבה ( אל הרצועות )זכר( בדופן הפנימי הצמידו את רצועות החומר שבחרתם .7
. הקופסה
של הקפידו לשמור על אותה כמות ואותו עובי של החומרים השונים בריפוד הפאות .8
הקופסה בכל החומרים.
הקפידו לשמור על שקט בזמן מדידות עוצמת הקול. .9
) התחלולחצו על צלמית סגרו את הקופסה ,הפעילו את מקור הקול .10 כדי להתחיל (
רישום של הנתונים.
פעמים. 3חזרו על המדידה .11
שנמדדה ממוצע עוצמת הקולבסיום רשמו את .12
.בסרגל הכלים העליון () שמורידי לחיצה על צלמית -שמרו את הנתונים על .13
עיבוד נתונים
. השלימו את הטבלה במהלך ביצוע המדידות1
. העלו את הממצאים לטבלה שיתופית.2
מדידת עוצמת
הקול בקופסה
הריקה
מדידת עוצמת
( dBהקול )
בקופסה המכוסה
בדפנות
מדידת עוצמת
( dBהקול )
בקופסה המכוסה
מדידת עוצמת
( dBהקול )
בקופסה המכוסה
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
(dB)דציבל גפןצמר בחומר
בדפנות
בחומר______
בדפנות
בחומר______
1מדידה
2מדידה
3מדידה
ממוצע
סקנותומתוצאות
מהמדידות.שהתקבלו השוו בין השערתכם אשר הצגתם בדיאגרמת עמודות לבין הממצאים
הבאות: דונו בשאלות
דיון במליאה
גבוהה ביותר?הייתה העוצמת קול מתוך החומרים שמדדתם בקבוצהבאיזה חומר .1
נמוכה ביותר?באיזה חומר מתוך החומרים שמדדתם בקבוצה עוצמת קול הייתה ה .2
החומר מבודד הקול הטוב ביותר לפי ממצאי הקבוצה_______________ .3
וו את תוצאות המדידות שקיבלתם לממצאים הכיתתיים ודרגו את החומרים לפי הש .4
עוצמת הקול שנמדדה מהגבוהה ביותר עד לנמוכה ביותר.רמת
_______________לפי ממצאי הכיתההחומר מבודד הקול הטוב ביותר .5
השלימו: .6
רק חלק חזירעוצמת הקול ומ מעט/ רובחומר מבודד קול הינו חומר שבולע את
ממנה.
יישום
של ההשפעה לאחר שהתנסתם בבדיקתחזרו לבעיית האתגר שהוצגה בתחילת הפעילות, כעת
התפשטות הקול בחלל ומצאתם חומרים שיכולים לבלוע קול ולעזור בפתרון על שונים חומרים
של , הציעו ללהקת החברים מכיתה ו' פתרונות יישומיים למניעת ההד במרתף ביתובעיית ההד
אודי.
רקע מדעי
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
צורה של אנרגיה המשמשת אותנו ואת בעלי החיים כדי ליצור תקשורת. הקול ות וצלילים הםקול
נוצר על ידי תנודות שמעבירות אנרגיה דרך האוויר או דרך חומרים אחרים )נוזל, מוצק(. עוצמת
ומעים את הקולות(. )החוזק שבו אנו ש עד כמה חזקות התנודות שיוצרות את הקולהקול מבטאת
תופעות הקשורות בקול : מעבר קול, החזרת dB).) עוצמת הקול נמדדת ביחידות של דציבלים
ובליעת קול. )הד( קול
אלא אם כן הם ,או ממקור הקול, מתקדמים ומתרחקים מאתנו בהתמדה גלי הקול היוצאים מפינו,
כאשר גלי הקול הגורם לשינוי במסלולם. בחומר כלשהוא-, כלומר נתקלים בדרכם במחסום
קיר, סלע( הם מושלכים חזרה ומגיעים למשל, חומרים כמו בחלל נתקלים במחסום ) מתפשטיםה
)תופעות של מעבר קול, והחזרת קול(. באולמות קונצרטים ותיאטראות שוב למקום ממנו יצאו.
משטחים קשים וחלקים ל. משתמשים לבניית הקירות בחומרים שיאפשרו החזרת קול בכוון הקה
כאשר גל קול פוגע במשטח קשה וחלק, חלק , משמשים בדרך כלל כמחזירים טובים של גלי קול
אילו משטחים רכים ומחוספסים, כגון בד הם מחזירים . וגדול מגלי הקול חוזר וחלק קטן נבלע
אנשים יושבים גרועים. אם מדברים באולם ריק אפשר לשמוע הדהוד חוזר. אם באותו אולם
את גלי הקול, ומונעים את רבים, לא ישמע כמעט כל הד, כיון שהבגדים קולטים במידה מרובה
געים במשטחים רכים ומחוספסים חלק גדול מגלי הקול נבלע כאשר גלי קול פו. החזרתם
וחלק קטן חוזר.
'ומתוך מסמך ההתנסויות המרכזיות המוצעות לכיתה
הקול אנרגיית רעיונות ודגשים
אנרגיה( )סוגי שונים מופעים לאנרגיה
בריק( ולא) במוצק, בנוזל, בגז הולכה( בחומר הקול התפשטות ציוני דרך
יסודי לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר
imagine • explore • learn
נתונה לשאלה השערות העלאת ניסוי מיומנויות
הקול מתפשט כיצד ?
הניסוי סיכום
ומגיעות המתפשטות אוויר מתנודות נוצר הקול: לתופעה הסבר
.לאוזניים
-ההתנסות
הניסוי/התצפית/תהליך
טכנולוגי/דגם
באוויר הקול התפשטות
הקולות בעוצמת השינוי השפעת ובבדיקת שינוי עוצמת הקול
.הניילון יריעת תנודות על הרמקול מן הבוקעים
הצעות למקורות
תומכים
אביב תל אוניברסיטת רמות הוצאת' ו לכתה וטכנולוגיה מדע
.224- 225 עמודים
74-76 עמודים כינרת הוצאת' ו מדע מסע.
117-125 עמודים רכס הוצאת, שישי חלק טכנולוגי בעידן מדע
