Continuăm astăzi cu alte idei de activități propuse de Emma Vanston de la Science Sparks și inspirate din opera marelui artist, om de știință și inventator Leonardo da Vinci.

Leonardo da Vinci – omul de știință

Anatomie

În perioada Renașterii oamenii nu știau prea multe despre interiorul corpului omenesc, așa cum știm noi astăzi. Unul din cele mai vestite desene ale lui Leonardo se numește Omul Vitruvian, care reprezintă o parte din studiile lui Leonardo despre proporțiile corpului uman și legăturile dintre acestea și natură.

Leonardo considera că proporțiile ideale ale corpului sunt definite de reguli matematice și el a utilizat aceste reguli în desenele și picturile lui.

1. Vă puteți calcula proporțiile corpului

Puteți testa cu ușurință dacă lungimea brațelor voastre este egală cu înălțimea corpului*. Această proporție se numește Ape Index (ape = antropoid).

* https://www.science-sparks.com/is-your-arm-span-equal-to-your-height/

O altă regulă matematică pe care Leonardo a folosit-o în desenele lui este aceea că lungimea palmei unei persoane trebuie să fie egală cu 1/10 din înălțimea lui.

Ca și alt celebru sculptor și pictor – Michelangelo, Leonardo a făcut autopsii pe cadavre pentru a afla cum arată interiorul corpului uman. Schițele lui sunt incredibil de amănunțite și includ oasele, încheieturile, tendoanele și vasele de sânge.

Studiile de științe și natură

Rocile

Leonardo era interesat să afle cum s-au format munții și cum a săpat apa canale în toate formele de teren. El s-a gândit de asemenea la straturile de roci formate în diferitele epoci ale istoriei Pământului, straturile de bază fiind cele mai vechi – ceea ce noi știm acum că este adevărat.

Una din activitățile pe care le puteți face pentru a onora studiile lui Leonardo și a-i demonstra teoria este să vă creați propriile roci sedimentare… comestibile**

** https://www.science-sparks.com/edible-rocks-rock-investigation/

Pentru a învăța despre ciclul rocilor, ciocolata este un material perfect, deoarece poate fi încălzită, răcită și comprimată, exact ca rocile.

2. Cum să re-creați rocile?

În această activitate vom folosi ciocolata ca să demonstrăm cum se formează trei tipuri de roci – rocile sedimentare, cele vulcanice și cele metamorfice.

Materialele necesare:

Ciocolată simplă rasă – de menaj, albă sau cu lapte

Biscuiți sfărâmați

Tavă de copt brioșe

Forme de brioșe

Folie alimentară/ de aluminiu

Rocile sedimentare

Rocile sedimentare se formează la fundul mărilor. Straturile de roci sfărâmate transportate de râuri se adună la fundul mărilor și oceanelor. Pe măsură ce se adaugă straturi, ele încep să exercite presiunea asupra straturilor de la fund și, de-a lungul unei lungi perioade de timp, apa este eliminată și se formează cristale de săruri. Elementele din săruri lipesc împreună bucățile de rocă. Până la urmă (câteodată durează milioane de ani) se formează roci sedimentare. Aceste tipuri de roci conțin și fosile ale animalelor marine moarte.

Cum să faci roci sedimentare din ciocolată și biscuiți

Utilizează diferite tipuri de ciocolată rasă și biscuiți sfărâmați pentru a crea straturi de ”roci” diferit colorate într-o formă de brioșe.

Pune o mică bucată de folie de aluminiu peste straturile din formă și presează cât mai tare, compactând ciocolata și biscuiții. Ceea ce obții reprezintă rocile sedimentare!

Roci vulcanice

Rocile vulcanice se formează la mare adâncime, acolo unde temperaturile sunt destul de mari pentru a transforma rocile în lichid (magmă). Rocile vulcanice nu conțin fosile, deoarece sunt formate prin topirea rocilor existente.

Cum să faci roci vulcanice din ciocolată

De data asta trebuie să topiți ciocolata. Poți face asta punând-o într-un vas de sticlă în cuptorul cu microunde, sau o poți pune într-un recipient de aluminiu plasat într-un vas cu apă foarte fierbinte – cere ajutorul unui adult.

Noi am lăsat în ciocolată și biscuiți rași, dar tu poți să nu-i pui ca totul să arate ca o rocă topită.

Lasă ciocolata topită să se răcească.

Roci metamorfice

Rocile metamorfice se formează din roci sedimentare și vulcanice care sunt transformate de presiunea din interiorul scoarței Pământului. Acestea conțin rareori fosile.

Cum să faci roci metamorfice din ciocolată

Ca să imiți rocile metamorfice adevărate ia jumătate din rocile tale sedimentare din biscuiți și ciocolată și jumătate din rocile tale vulcanice din ciocolată și topește-le, la fel cum ai făcut pentru rocile vulcanice.

Lasă amestecul să se răcească și presează-l puțin. Acest proces demonstrează într-un mod amuzant efectul căldurii și al presiunii.

Și la sfârșit de poți delecta cu rocile tale comestibile! 🙂

Leonardo inventatorul

Leonardo a inventat mașini zburătoare, poduri, mașini de război, vehicule auto-propulsate și chiar instrumente muzicale – ideile lui fiind cu 100 de ani mai avansate față de nivelul timpului în care a trăit.

Vehiculele autopropulsate

Pe vremea lui Leonardo, oamenii călătoreau călare și în căruțe sau trăsuri. Leonardo a conceput o mașină autopropulsată care, după 500 de ani chiar a fost construită conform proiectului lui și a funcționat!

Prima mașină modernă a fost construită în 1886, ceea ce arată cât de mult au depășit ideile lui Leonardo nivelul epocii în care a trăit.

Puteți face și voi o mașină autopropulsată cu ajutorul unui proiect simplu***.

*** https://www.science-sparks.com/cotton-reel-car/

3. Mașina cu bobină de ață

Prima noastră încercare de a face o mașină cu bobină nu a mers și nici nu a arătat pe atât de bine pe cât am sperat, dar este un mic proiect de inginerie grozav, cu multe posibilități.

Materialele necesare:

• o bobină de plastic de la ațe, goală
• 2 bețișoare de plastic sau scobitori rotunde, tari
• o șaibă (mare cât sa depășească dimensiunea găurii bobinei)
• elastice colorate (ai nevoie de mai multe pentru că se rup!)

Am tăiat bețișoarele (sau scobiturile) la o lungime pe măsura capetelor bobinei. Am îndoit unul din bețișoare și l-am plasat la unul din capete, cu părțile îndoite băgate în găurile din capacul bobinei, prinzând unul din capetele elasticului de acest bețișor. Am trecut elasticul prin gaura din interiorul bobinei și prin gaura de la șaiba pusă pe celălalt capăt al bobinei, apoi am prins elasticul de celălalt bețișor.

Pentru a face bobina să se miște trebuie să ții bobina nemișcată și să întorci bețișorul de la capătul cu șaibă (așa cum faci cu rotița de la ceasurile vechi) și apoi să-i dai drumul.

La noi bobina s-a mișcat, dar destul de haotic și tindea să meargă în cercuri. Poate ție îți izbutește mai bine 🙂

De ce se mișcă?

Răsucirea bețișorului face elasticul să se răsucească. Celălalt capăt este atașat de bețișorul blocat în găurile bobinei, așa că nu se poate roti liber. Când elasticul se răsucește noi îl întindem, așa că el stochează energie. (Noi știm că se întâmplă asta deoarece atunci când dăm drumul elasticului el se dezrăsucește). Cu cât este răsucit mai mult cu atât mai multă energie este înmagazinată (atenție să nu se rupă!).

Când punem bobina jos și dăm drumul bețișorului, banda de elastic se dezrăsucește. Deoarece bețișorul este destul de lung, elasticul nu se poate dezrăsuci pe deplin mișcând bețișorul și o parte din energie face bobina să se rotească. Asta împinge toată construcția înainte.

Cum putem să îmbunătățim mașina?

Eu o să încerc să folosesc o bucată de lumânare în loc de șaibă, ca să măresc fricțiunea dintre ea și bobină.

Am putea adăuga ceva la capetele bobinei ca să obținem mai multă tracțiune. .

Te poți gândi la alte idei?

Helicopterul lui Leonardo

Leonardo a schițat multe idei despre modul în care oamenii ar putea zbura și printre acestea se numără un elicopter și o parașută. El și-a bazat ideea de helicopter pe Șurubul lui Arhimede (#1) – am făcut și noi recent o mini-versiune a acestei mașinării.

#1 https://www.science-sparks.com/archimedes-screw/

Șurubul lui Arhimede este un tip de mașină utilizată pentru ridicarea apei. De obicei șurubul este amplasat în interiorul unei țevi largi și este învârtit de un motor. Rotația șurubului forțează lichidul sau obiecte mici să urce. Această invenție simplă este încă folosită și astăzi, în multe forme, datorită costurilor mici de întreținere și nivelului înalt de fiabilitate. Un Șurub al lui Arhimede este compus în esență dintr-un cilindru și un tub poziționate pe un plan înclinat. Pentru a urca apa partea de jos a tubului și a șurubului trebuie să stea în apă.

Oare chiar Arhimede a inventat această mașinărie?

Istoricii datează apariția Șurubului lui Arhimede în jurul anului 250 BC, dar există și unele dovezi că a fost utilizat chiar mai devreme. Este posibil ca Arhimede să fi îmbunătățit modelul unei mașinării care deja exista dar, în general i se atribuie lui Arhimede invenția acestui șurub.

Cine a fost Arhimede?

Arhimede a fost un matematician, astronom și inventator incredibil care a trăit în secolul 3 înaintea erei noastre. Arhimede este renumit pentru că a calculat valoarea numărului pi (π) și pentru că și-a dat seama că un obiect scufundat înlocuiește propriul volum de apă (de ce pot pluti obiecte mai grele decât apa) – Principiul lui Arhimede (#2).

https://en.wikipedia.org/wiki/Pi – Numărul Pi

#2 https://www.science-sparks.com/what-is-the-archimedes-principle/ – Ce este Principiul lui Arhimede

Oamenii de știință din Grecia antică au făcut multe descoperiri importante care au schimbat substanțial evoluția științei de-a lungul veacurilor. Printre alți oameni de știință greci se numără Pitagora, Aristotel, Ptolemeu și Euclid.

4. Construiește un simplu Șurub al lui Arhimede

Poți crea un model foarte simplu utilizând un cilindru și un tub subțire de plastic.

Materialele necesare:

• Un tub de plastic sau carton
• Tub subțire de plastic (dublu ca lungime în raport de tubul de carton)
• Bandă de lipit
• Un container mai mare cu apă

Instrucțiuni

Noi am folosi un tub de carton pe care l-am acoperit cu folia alimentară transparentă, ca să-l facem impermeabil la apă (inclusiv pe partea interioară, acolo unde tubul va sta în apă).

Înfășoară tubul subțire în jurul tubului mare, în spirală și prinde-l bine la ambele capete cu bandă adezivă.

Plasează unul din capetele tubului mare în containerul cu apă, cu celălalt capăt ridicat oblic pe marginea containerului și rotește tubul. Vei vedea apa ridicându-se de-a lungul tubului, antrenată de spirala formată din tubul subțire.

Dacă nu funcționează, încearcă să rotești tubul în cealaltă direcție.

Pentru a ne testa invenția noi am folosit piese de DUPLO cu care am creat un suport mai înalt decât marginea recipientului cu apă pentru a mări înclinarea planului pe care se rotește tubul. De asemenea am folosit colorant alimentar ca să se vadă mai bine apa cum se ridică în lungul tubului – dar nu e obligatoriu să o faceți și voi.

5. Faceți o parașută

Conceptul de parașută al lui Leonardo consta dintr-o bucată de material prinsă de o piramidă din șipci de lemn cu o lungime de aproximativ 7 metri. O versiune a parașutei lui Leonardo da Vinci a fost testată în anul 2000 de către Adrian Nicholas (#3)

#3 https://www.theguardian.com/uk/2000/jun/28/juliahartleybrewer

Noi am făcut o mini-parașută utilizând paie și hârtie de ziar. O idee amuzantă este să concepi o cercetare care compară conceptul de parașută al lui Leonardo (care are o mică gaură în vârful piramidei), cu cel al parașutei moderne tradiționale (rotundă).

6. Faceți un mini-helicopter

Acest model de activitate (#4) pentru construirea unor elice de hârtie (spinners) care se învârtesc minunat prin aer constituie și o oportunitatea pentru o investigație științifică grozavă. Încercați să-i faceți mai mici sau mai mari pentru a afla ce impact are mărimea asupra timpului în care cad.

#4 https://www.science-sparks.com/easy-paper-spinners/

Am fost surprinsă de cât de bine funcționează aceste simple elice de hârtie (sau elicoptere de hârtie) și îți trebuie mai puțin de două minute să faci unul. Se rotesc uimitor de bine și pot inspira niște cercetări grozave.

Materialele necesare:

Diferite tipuri de hârtie

Agrafe de hârtie

Foarfece

Cum să faci un helicopter de hârtie

Uită-te la instrucțiunile din filmul următor:

Ți-ai construit helicopterul? Acum ține-l între degete (cu partea în care e agrafa în jos) și dă-i drumul să cadă spre pământ (preferabil de cât mai sus). Se rotește?

Lucruri la care să te gândești pentru cercetarea ta

Gândește-te la factorii care afectează rapiditatea cu care se învârtește și cade elicopterul tău:

• Tipul de hârtie
• Numărul de agrafe folosit
• Mărimea elicopterului
• Înălțimea de la care cade

Extensia activității

Copiii pot concepe un model corect de testare pentru a afla modul în care unul din factori afectează viteza cu care cade elicopterul. Gândește-te dacă să folosiți un cronometru sau să lansați două elicoptere diferite în același timp.

Momentele de învățare

Discutați despre rezistența aerului care încetinește mișcarea și despre faptul că atunci când un obiect cade rezistența aerului acționează în direcție contrară greutății.

Copiii ar trebui să poată explica ce forțe acționează asupra elicopterului în timp ce cade spre pământ – rezistența aerului îl împinge în sus în timp ce greutatea îi trage în jos.

7. Construiți un pod

Leonardo a schițat în caietele lui și modele de poduri. Ideea lui era să construiască un pod care se auto-susține (#5) Puteți să faceți și voi o mini-versiune a acestui pod.

#5 https://www.science-sparks.com/leonardo-da-vincis-self-supporting-bridge/

Cea mai simplă idee de pod a lui Leonardo a fost fără îndoială și cea mai ingenioasă. Modelul podului auto-sustenabil a fost și este încă folosit pretutindeni în lume.

Noi am încercat să realizăm astfel de poduri din mai multe tipuri de materiale aflate la îndemână – bețe de chibrit, bețișoare de înghețată și crengi din grădină. Deși ne-am chinuit puțin la început, până la urmă am găsit soluțiile – am început din capete și le-am unit la mijloc – și podurile noastre au stat frumos în picioare.

Acest tip de pod nu necesită fixarea împreună a elementelor de construcție și devine mai puternic cu cât greutatea pe care o suportă este mai mare. Încercați și voi și vedeți cât de rezistente sunt podurile voastre.

Leonardo a inventat și alte mașini interesante pe care le puteți vedea aici:

– https://historylists.org/other/9-incredible-leonardo-da-vinci-inventions.html

aici – https://incredibilia.ro/inventiile-lui-leonardo-da-vinci/

și aici – https://m.youtube.com/watch?v=PwOlIGGDVjE

Leonardo da Vinci muzicianul

Pe lângă celelalte talente, Leonardo era și un talentat muzician. Istoricii cred că el cânta la vioară. A și schițat în caietele sale idei de noi instrumente.

Puteți învăța și voi mai multe despre absorbția și reflectarea sunetelor cu ajutorul unui experiment simplu în care folosiți o cutie de plastic și elastice subțiri. Puteți vedea experimentul aici:

https://www.science-sparks.com/acoustic-science-sound-absorption-and-reflection/

Experimentați cu diferite grosimi de elastic pentru a vedea cum se schimbă sunetul. De asemenea, experimentați cu diferite mărimi ale recipientului.

Moștenirea lui Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci a murit în anul 1519. Munca sa dăinuiește și fascinează și astăzi oamenii, la 500 de ani după moartea sa. Iar asta este o realizare extraordinară. A lăsat în urmă o imensă moștenire de opere și idei și a inspirat oameni din întreaga lume.

Sursa: https://www.science-sparks.com/leonardo-da-vinci-science-activities/