Kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo-techniczne

W ramach zajęć rozwijających kompetencje kluczowe z matematyki i podstaw naukowo – technicznych, są prowadzone zajęcia z matematyki i przedmiotów przyrodniczych dla uczniów szkoły podstawowej i gimnazjum.
Głównym celem jest pomoc i wyrównanie poziomu uczniów, którzy mają problemy z przedmiotami ścisłymi/głównie z matematyki i fizyki/ W celu urozmaicenia zajęć i zachęcenia dzieci do uczestnictwa w nich, prowadzone są różnego rodzaju doświadczenia przybliżające świat nauki.
Do tej pory przeprowadzone doświadczenia:

Doświadczenie 1
Odchylanie strumienia wody
Materiały: plastikowa butelka, cyrkiel, plastikowa linijka
Przebieg doświadczenia: W butelce robimy dziurkę i nalewamy do niej wody (można butelkę trzymać w rękach lub postawić na brzegu stołu, dla potrzeb filmu butelkę umieściliśmy w statywie). Elektryzujemy linijkę pocierając o włosy. Odsłaniamy dziurkę w butelce i do płynącego strumienia przykładamy naelektryzowaną ekierkę. Strumień wody odchyla się w stronę naelektryzowanej linijki.
Wyjaśnienie: W cząsteczce wody następuje przesunięcie elektronów w stronę atomu tlenu. Powoduje to, że atom tlenu ma pewien ładunek ujemny, a atomy wodoru odpowiadający mu ładunek dodatni. Woda składa się więc z dipoli (jest to układ dwóch ładunków o tych samych znakach ale przeciwnych ładunkach). Taką substancję nazywamy polarną. Jeśli zbliżymy do strumienia wody linijkę, która jest naelektryzowana ujemnie to cząsteczki wody ustawią się tak, że jony dodatnie wodoru zbliżą się do linijki, a ujemne tlenu oddalą. Ładunki różnoimienne będą się przyciągały. Co prawda jednoimienne się odpychają ale są dalej od siebie i przyciąganie będzie decydujące. Strumień wody będzie się więc odchylał w stronę linijki.

Doświadczenie 2
Elektryzowanie ciał

Materiały: linijka, rura od odkurzacza, mały balonik, ściereczka lub inny kawałek materiału, papierki, puszka po groszku konserwowym, aluminiowa puszka po napoju
Przebieg doświadczenia: Bierzemy linijkę i elektryzujemy ją przez tarcie. Gdy przybliżamy ją do papierków, zostają one przyciągnięte przez linijkę. Elektryzujemy plastikową rurę od odkurzacza. Przybliżamy ją do obojętnej puszki po groszku konserwowym i aluminiowej puszki po napoju . Puszki są przyciągane przez rurę i toczą się za nią. Nadmuchujemy mały balonik, który podczas tej czynności elektryzuje się. Gdy przyłożymy go do ręki lub ubrania to jest przyciągany i nie spada.
Wyjaśnienie: Najprostszym sposobem elektryzowania jest pocieranie. W ten sposób elektryzuje się linijka lub rura od odkurzacza potarta o materiał. Elektrony podczas pocierania przechodzą z materiału na linijkę lub rurę i materiał posiada ładunek dodatni a linijka (rura) ujemny.
Gdy do puszki po groszku lub napoju przybliżymy ujemnie naelektryzowaną rurę od odkurzacza to w puszcze elektrony przesuną się dalej od rury, a w bliskiej odległości pozostaną ładunki dodatnie (patrz rysunek). Taki sposób elektryzowania nazywamy indukcją elektrostatyczną lub elektryzowaniem przez wpływ. Ładunki jednoimienne są bliżej siebie niż różnoimienne więc siła przyciągania jest większa niż odpychania i puszka podąża za rurą. Puszka po napoju porusza się szybciej ponieważ ma mniejszą masę.
Papier jest izolatorem i nie ma w nim elektronów swobodnych. Wewnątrz atomów następuje rozsunięcie ładunków. Ujemne elektrony odsuwają się od linijki, a bliżej pozostaną dodatnie jądra. Przyciąganie ujemnej linijki z ładunkami dodatnimi papierków jest większe niż odpychanie z elektronami i papierki są przyciągane przez linijkę.
Niektóre ciała elektryzują się samorzutnie na skutek kontaktu, np. podczas czesania lub zdejmowania ubrania. Okazuje się, że mały balonik elektryzuje się podczas nadmuchiwania.

Doświadczenie 3
Naelektryzowana gazeta
Materiały: kawałek gazety, folia, plastikowa rura od odkurzacza
Przebieg eksperymentu: Gazetę przykładamy do ściany i pocieramy ją energicznymi ruchami plastikową rurą od odkurzacza, w wyniku czego gazeta przywiera do ściany. Próbujemy delikatnie oderwać róg gazety. Ten jednak ponownie przylega do ściany. Podobnie zachowuje się folia.
Wyjaśnienie: Na skutek pocierania elektrony z elektrony z gazety lub foli przechodzą na plastikową rurę. Rura elektryzuje się więc ujemnie, a gazeta lub folia dodatnio. Taki sposób elektryzowania nazywamy elektryzowaniem przez tarcie lub pocieranie.
W atomach ściany natomiast następuje zdeformowanie powłok elektronowych. Elektrony w tych atomach przysuwają się bliżej gazety lub foli i przyciągają się z dodatnimi ładunkami gazety (fili). Co prawda dodatnie jony ściany odpychają się z dodatnimi ładunkami gazety ale odległość między nimi jest większa, więc siła odpychania jest mniejsza i przyciąganie.

Doświadczenie 4
Odpychanie się naelektryzowanych baloników i słomek

Materiały: trzy baloniki, nitka, drewniany kij, haczyk wykonany ze stalowego drutu, kilkanaście słomek do napojów, igła do przewlekania nitek przez słomki
Przebieg doświadczenia: Do trzech napompowanych balonów przyczepiamy nitki i zawiązujemy je w jednym punkcie na drewnianym kiju. Gdy są one nienaelektryzowane to wiszą obok siebie. Po naelektryzowaniu balonów pocierając je wełnianym swetrem balony ustawiają się w pewnej odległości od siebie.
Do kilkunastu słomek od napojów przewlekamy nitki i zawieszamy je na haczyku. Nienaelektryzowane słomki wiszą swobodnie obok siebie. Pocieramy kolejno słomki o wełniany sweter i zawieszamy je ponownie na haczyku. Słomki się odpychają tworząc rozszerzający się snop.
Wyjaśnienie: W wyniku pocierania o wełniany sweter baloniki i słomki elektryzują się ujemnie. Ładunki jednoimienne się odpychają więc baloniki i słomki odsuwają się od siebie tak, że nitki lub słomki tworzą pewien kąt z pionem o takiej wartości, aby siła wypadkowa siły elektrostatycznego odpychania i siły ciężkości była skierowana wzdłuż nitek lub słomek.

Doświadczenie 5
Linie pola magnetycznego zwojnicy
Materiały: sztywna kartka papieru A4 (może być tektura), około 10 metrów izolowanego miedzianego drutu zakupionego w sklepie elektrycznym, dwa stosy książek, bateria płaska, opiłki żelaza, słoik po koncentracie pomidorowym wraz zamykaniem w którym wykonano dziurki, śrubokręt krzyżakowy
Przebieg doświadczenia: W tekturze nakłuwamy dwa rzędy otworów. Przez każde dwa przeciwległe otwory nawijamy około siedmiu zwojów pamiętając by nawijać je w tym samym kierunku. Na początku i końcu zostawiamy około 50 cm luźnego przewodu. Kładziemy zwojnicę na dwóch stosach książek Podłączamy zwojnicę do źródła napięcia czyli dwóch baterii płaskich. Na tekturkę posypujemy opiłki żelaza. Lekko pukamy palcem w tekturkę aby opiłki podskoczyły i ustawiły się wzdłuż linii pola magnetycznego.
W środku zwojnicy linie pola są do siebie równoległe, natomiast na zewnątrz podobne do magnesu sztabkowego. W pobliżu przewodników przebijających kartkę widać kołowy kształt ustawionych opiłków.
Wyjaśnienie: Zwojnica w środku wytwarza pole jednorodne czyli w każdym punkcie wartość pola magnetycznego jest taka sama więc linie są do siebie równoległe i równoodległe. Na zewnątrz jest podobna do pola magnetycznego magnesu.
Wokół prostoliniowego przewodnika linie mają kształt kołowy. Niestety nie jest to zbyt silne pole, więc jeśli weźmiemy pojedynczy przewód to opiłki nie za bardzo chcą się ustawiać (my próbowaliśmy ale bez rezultatów). W naszej zwojnicy w każdym zwitku było kilka zwojów i w pobliżu przewodów widać kolisty kształt.