دليل عملي لتعليم ميكانيكا الموائع عبر الصواريخ المائية والهواء المضغوط للأطفال 7–12: تصنيع، أمان، قياس المدى والارتفاع، جداول مقارنة، أفكار صفّية، أسئلة شائعة، وروابط ومنتجات من متجر الاختراعات – خليك مخترع
لماذا الصواريخ المائية؟
تجمع بين الفيزياء (قانون نيوتن الثالث، ضغط/حجم، طاقة وضع/حركية) والهندسة (زعنفة، مخروط، إحكام) والقياس (مدى، زمن، زاوية إطلاق). الأثر بصري وسريع؛ ما يجعلها أنشطة مثالية للحصص العملية ومهرجانات العلوم.
موارد سعودية موثوقة لدعم النشاط:
• وزارة التعليم — تجهيزات المدارس: https://moe.gov.sa/ar/education/generaleducation/Pages/SchoolSupplies.aspx
• FutureX — منصات التعلّم الوطنية: https://futurex.nelc.gov.sa/ar/services/platforms
• موهبة — المنافسات: https://www.mawhiba.sa/discover-mawhiba/competitions/
• رواق — مساقات عربية في الفيزياء والهندسة: https://www.rwaq.org/
ما هي الصواريخ المائية التعليمية؟
زجاجة مشروب غازي/ماء (PET) تعمل كخزان، يُحقن فيها هواء مضغوط مع كمية ماء. عند تحرير الصمام، يندفع الماء للخلف فتندفع الزجاجة للأمام (نيوتن 3). يمكن تحسين الاستقرار بـ زعنفة ومخروط.
الفرق عن اللعب الترفيهي: كل تجربة هنا تجيب سؤالًا علميًا: كم نسبة الماء المثلى؟ لماذا تؤثر الزاوية 45° على المدى؟ كيف تقلّل الزعانف التذبذب؟
تصنيف الأنشطة حسب العمر
H3: 7–9 سنوات — نموذج آمن بمضخة يد
- صاروخ مائي من زجاجة 1.5 لتر + زعانف كرتونية.
- إطلاق بضغط منخفض (30–40 PSI) في مساحة مفتوحة.
- قياس المدى الأفقي بمتر قياس.
H3: 10–12 سنة — قياس وتحسين
- تجارب نسبة الماء (ثلث/نصف/ثلثين).
- زوايا إطلاق (30°، 45°، 60°) ومقارنة المدى/الارتفاع.
- قاعدة إطلاق بصمام سريع + مقياس ضغط يدوي.
أطقم مفضلة جاهزة من خليك مخترع:
قاعدة إطلاق صواريخ مائية بمشبك وصمام، مضخة يد مع مقياس ضغط، زعنفة بلاستيكية قابلة للتثبيت، مخاريط جاهزة. ابحث داخل المتجر: “صاروخ مائي”، “قاعدة إطلاق”، “مضخة ضغط”، “زعنفة صاروخ”.
السلامة أولًا (مختصر وعملي)
- منطقة مفتوحة بعيدة عن الناس والسيارات (ملعب/ساحة).
- خوذات نظارات حماية للمشاركة القريبة.
- لا تتجاوز الضغط الموصى به للزجاجة (عادة < 60 PSI لزجاجات PET الجيدة، ومع إشراف).
- لا تقف فوق الصاروخ؛ الإطلاق يكون عن بعد بخيط/ذراع.
- استبدل أي زجاجة متشققة فورًا.
تصنيع صاروخ مائي (DIY)
المواد
زجاجة PET 1.5–2 لتر، شريط لاصق قوي، ورق مقوّى/بلاستيك لعمل الزعانف، مخروط أنفي (كرتون/قمع بلاستيك)، قاعدة إطلاق (مشبك/صمام)، مضخة هواء يدويّة بمقياس.
الخطوات المختصرة
- الهيكل: ثبّت 3–4 زعانف بزاوية صغيرة نحو الاستقامة؛ الزعانف الطويلة تزيد الثبات.
- المخروط: قصّ مخروطًا خفيفًا وألصقه على قاعدة الزجاجة (الجزء الذي سيصبح للأمام عند الإطلاق).
- القاعدة: ثبّت صمام الإطلاق في فوهة الزجاجة (يوجد في الأطقم الجاهزة).
- التعبئة: أضف ماء بنسبة 1/3–1/2 من حجم الزجاجة.
- الضغط: استخدم المضخة حتى 35–45 PSI كبداية.
- الإطلاق: اسحب خيط التحرير؛ سجّل المدى والارتفاع (يمكن حساب الارتفاع التقريبي من زمن الطيران).
الفكرة الفيزيائية: الماء يزيد الكتلة الدافعة ويضاعف الاندفاع (thrust)، لكن الإفراط به يزيد الوزن ويقلل التسارع. تزداد المسافة عندما يتحقق توازن بين كتلة الماء وضغط الهواء.
منتجات حقيقية من المتجر (داخل السياق)
- قاعدة إطلاق صواريخ مائية مع صمام سريع — إطلاق آمن ومتكرر.
- مضخة يد بمقياس ضغط — للتحكم في PSI بدقة.
- طقم زعانف ومخروط بلاستيكي خفيف — يقلّل التذبذب ويحسن الـDrag.
- مسطرة قصّ وزوايا + شريط قياس — لتوثيق المدى والزاوية علميًا.
تصفّح: https://belnventor.com
وابحث: «صاروخ مائي»، «قاعدة إطلاق»، «مضخة ضغط»، «زعانف صاروخ»
أسئلة شائعة (FAQ بصيغة مقتطفات)
لماذا لا يرتفع الصاروخ؟
كمية الماء كبيرة/صغيرة جدًا، ضغط منخفض، زعانف غير مستقيمة، رياح معاكسة
ما أفضل نسبة ماء؟
غالبًا بين ثلث إلى نصف الحجم. اختبر 3 نسب وسجّل المدى؛ اختر الأعلى.
هل 45° دائمًا الأفضل؟
في الهواء الساكن نعم عادة، لكن مع الرياح قد تتغير الزاوية المثلى قليلًا.
كيف أزيد الثبات؟
وزن المخروط خفيف في الأمام + زعانف طويلة مستقيمة + مركز ثقل أمام مركز الضغط.
هل يمكن قياس السرعة؟
صوّر الإطلاق بكاميرا بطيئة واحسب الإزاحة الإطارية الأولى أو استخدم بوابتين ضوئيتين إن توفرتا
أفكار صفّية ودفتر قياس
- فرضية: «نسبة الماء المثلى هي 1/3».
- متغيّر مستقل: نسبة الماء — تابع: المدى/الارتفاع — ثوابت: نوع الزجاجة، الضغط، الزاوية.
- 3 محاولات لكل نسبة وخذ المتوسط.
- منحنى (نسبة الماء ← المدى).
- مناقشة: لماذا ينخفض المدى عند الإفراط بالماء؟
ربط داخلي
- اقرأ أيضًا في المدونة: مشاريع الطاقة المتجددة للأطفال، هندسة الجسور والهياكل، مختبر الكهرباء والمغناطيس؛ لبناء مسار تعلّم هندسي متكامل.
- في المتجر: شاهد الأكثر مبيعًا وبكجات الموسم الخاصة بـ STEM: https://belnventor.com
روابط خارجية موثوقة (Backlinks داخل السياق)
- وزارة التعليم — تجهيزات المدارس: تجهيز الساحات والأنشطة العملية.
- https://moe.gov.sa/ar/education/generaleducation/Pages/SchoolSupplies.aspx
- FutureX — مسارات تعلم STEM:
- https://futurex.nelc.gov.sa/ar/services/platforms
- موهبة — المنافسات: شارك بمشروع «الصاروخ المائي» ضمن مسارات المواهب.
- https://www.mawhiba.sa/discover-mawhiba/competitions/
- رواق — دورات عربية في الميكانيكا والفيزياء:
- https://www.rwaq.org/
خاتمة الصاروخ المائي مختبر فيزيائي طائر: فكرة، تصميم، قياس، تحسين. ابدأوا بنموذج آمن بمضخة يد، ثم اختبروا نسبة الماء وزاوية الإطلاق وتصميم الزعانف. لتسهيل التنفيذ والحصول على ملحقات آمنة وموثوقة، تصفّحوا متجر الاختراعات – خليك مخترع وشاهدوا قواعد الإطلاق ومضخات الضغط والزعنفة الجاهزة: https://belnventor.com