علوم الأرض 10 فصل ثاني

التجربة 2

تيارات الكثافة
للمياهِ درجة حرارة محددة، ودرجة ملوحة محددة، ماذا يحصل عندما تلتقي كتل مائية مختلفة في درجات الحرارة أو الملوحة؟
المواد والأدوات:
حوض زجاجي مرتفع الحواف، كأسان ورقيتان، ماء ساخن، ماء بارد، ملح طعام، دبوس ورق، صبغة حمراء، صبغة زرقاء.
إرشاداتُ السلامةِ:
- الحذر من انسكاب الماء الساخن على الجسم.
- الحذر عند استخدام الحوض الزجاجي خشية الإصابة بجروح في حال كسره.
- الحذر عند استخدام الدبوس خشية الإصابة بجروح.
خطوات العمل:
1- أملأ الحوض بالماء من الصنبور إلى ارتفاع .
2- أملأ إحدى الكأسين بالماء الساخن، والكأس الأخرى بالماء البارد.

3- أضيف ثلاث ملاعق من الملح، وملعقة من الصبغة الزرقاء في كأس الماء البارد، وملعقة من الصبغة الحمراء في كأس الماء الساخن، وأحرك كل منهما جيدا.
4- أدخل دبوسا في جانب كل من الكأسين الورقيتين من الخارج على ارتفاع ، وأتركهما.
5- أضع الكأس الأولى في طرف الحوض الأيمن والأخرى في طرف الحوض الأيسر، ثم أسحب الدبوسين من الكأسين، وألاحظ حركة الماء المتدفّقة من كل منهما.
التحليلُ والاستنتاجُ:
1- أفسر لماذا أضيف الملح إلى الماء البارد.

لمحاكاة مياه المحيط الباردة وزيادة ملوحتها، ومن ثم كثافتها؛ حيث تكون أكثر ملوحة وكثافة من المياه الدافئة.
2- أقارن بين موقع الماء البارد وموقع الماء الدافئ بعد دخول كل منهما في الحوض، وبين علاقتهما بالكثافة.

الماء البارد يكون بالأسفل؛ لأن كثافته أكبر، بينما يكون الماء الدافئ في الأعلى؛ لأنه الأقل كثافة.
3- أستنتج سلوك تيارات المحيط في الماء بسبب الكثافة.

تسلك التيارات الباردة مسارات في قاع المحيط؛ بسبب زيادة كثافتها، بينما تتحرك التيارات الدافئة في مسارات تقع في المياه السطحية للمحيط بسبب قلة كثافتها.

تجربة إثرائية: تشكل الامواج البحرية وتكسرها

الخلفيةُ العلميةُ:
تنشأ معظم الأمواج البحرية بفعل الرياح، وتتأثر خصائص الأمواج البحرية بعدة عوامل، من أهمها: مساحة المسطح المائي وعمق الماء فيه، كذلك تؤثرسرعة الرياح وقوتها ومدة هبوبها في كل من: طول الأمواج البحرية المتشكلة، وارتفاعها وسرعتها.

الهدف: محاكاة كيفية تشكُّل الأمواج البحرية وتكسرها.

الموادُّ والأدواتُ:
حوض واسع على شكل متوازي مستطيلات، ماء، مروحة كهربائية، رقائق ألمنيوم.

إرشاداتُ السلامةِ:
- الحذر في أثناء استعمال المروحة الكهربائية.
- الحذر من انسكاب الماء من الحوض في أثناء تنفيذ التجربة.

خطواتُ العملِ:
1. أثني رقائق الألمنيوم على شكل طبقة سميكة؛ بحيث يساوي عرضُها عرض الحوض، وطولها حوالي نصف طول الحوض.
2. أشكل منطقة الحافة القارية للمحيط التي تمثل جزءًا من القارة يقع أسفل مياه المحيط عن طريق تثبيت طرف قطعة الألمنيوم على أحد أطراف الحوض، وأثنيها بشكل قطري بحيث يصل طرفها الآخر قاع الحوض.
3. أملأُ الحوض بالماء إلى حوافه.
4. أوجه المروحة الكهربائية باتجاه الحوض؛ بحيث تكون في الجهة المقابلة لمنطقة الحافة القارية التي شُكِّلت.
5. أشغل المروحة على سرعة منخفضة، وألاحظ خصائص الأمواج وهي تتحرك منذ نشأتها حتى تكسُّرها عند حافة الحوض الأخرى التي تمثل منطقة الشاطئ.
6. أشغل المروحة على سرعة مرتفعة، وألاحظ خصائص الأمواج وهي تتحرك منذ نشأتها حتى تكسرها عن حافة الحوض الأخرى التي تمثل منطقة الشاطئ.

التحليلُ والاستنتاجُ:
1. أُقارن بين سرعة الأمواج المتشكلة في الخطوتيْنِ 5 و 6.
سرعة الأمواج البحرية المتشكلة في النقطة 6 أكبر من سرعة الأمواج المتشكلة في النقطة 5 بسبب استخدام سرعة مرتفعة للمروحة في النقطة 6، واستخدام سرعة منخفضة للمروحة في النقطة 5.
2. أقارن بين طول الأمواج المتشكلة وارتفاعها في وسط الحوض، وقريبًا من الشاطئ.
في وسط الحوض يكون الطول الموجي للموجة أكبر، وارتفاعها أقل من المناطق القريبة من الشاطئ.
3. أفسر العلاقة بين سرعة الرياح وسرعة الأمواج البحرية.
كلما زادت سرعة الرياح زادت الطاقة المؤثرة في المياه؛ فتزيد سرعة الأمواج البحرية.
4. أستنتج تأثير تناقص العمق قريبًا من الشاطئ على طول الموجة وارتفاعها.
يؤدي تقليل عمق المحيط بالقرب من الشاطئ إلى احتكاك قاعدة الموجة بالقاع؛ فتقل سرعة الموجات وتتقارب فيقل الطول الموجي لها، ويزداد ارتفاعها كلما اتجهنا إلى الشاطئ.