بخش مهمی از فیزیک ایجاد مدل هایی می باشد که ما را قادر می سازند پدیده ها را توصیف کنیم. مدل ها در پیش بینی های مبتنی بر مشاهدات مفید هستند. آزمایش های زیر را امتحان کنید، مدل های خودتان را ایجاد کنید و بر اساس آنچه که هم اکنون می دانید، پیش بینی های خود را صورت دهید. در ادامه این تعاریف را در ذهن داشته باشید.

جعبۀ سیاه

ریسمان ها را روی جعبۀ سیاه بکشید و ببینید چه رخ می دهد. ترکیب های مختلفی را بیازمایید، به حرکت و کشش ریسمان ها، صداهایی که می شنوید، و هر چیز دیگری که به شما ضربه می زند، توجه کنید. مشاهداتتان را ثبت کنید.

1. بر اساس مشاهداتتان مدلی ترسیم کنید که تفکر شما نسبت به ارتباط بین ریسمان ها و جعبۀ سیاه را نشان دهد.
   
2. با کشیدن مجدد ریسمان ها بر روی جعبۀ سیاه، صحت پیش بینی های خود را بیازمایید.
   
3. چگونه می توان از این آزمایش برای توضیح فرآیند تحقیق علمی استفاده کرد؟
   

توپ ساحلی

همراه با یک دوست، مشاهده کنید که وقتی که یک توپ ساحلی را در حالی که آن را در جهت های مختلف می چرخانید و همزمان به عقب و جلو پرتاب می کنید، چه اتفاقی برای توپ می افتد. مشاهداتتان را ثبت کنید.

1. اثرات هر چرخش را شرح دهید.
   
2. مدلی ترسیم کنید که نمایانگر مشاهدات شما باشد.
   

مولد واندوگراف (Van de Graaff Generator)

مطابق آنچه که در شکل بالا می بینید، تکه های کاغذ حاصل از یک پانچ سه سوراخه را بر روی یک مولد واندوگراف قرار دهید. مولد را روشن کنید و ببینید چه رخ می دهد. مشاهدات خود را ثبت کنید.

1. بر اساس مشاهداتتان مدلی ترسیم کنید که نشان دهید برای کاغذها چه اتفاقی می افتد.
   

سوپر توپ (Super Ball)

یک سوپر توپ را از ارتفاع مشخصی رها کنید. چند آزمایش انجام دهید، متغیرهایی مانند سرعت اولیۀ توپ و سرعت چرخش آن را تغییر دهید. مشاهداتتان را ثبت کنید. سپس قوانینی بسازید که شما را قادر به پیش بینی این موضوع سازند که آیا این توپ مبتنی بر سرعت اولیه اش و سرعت چرخشش، به ارتفاعی بالاتر از ارتفاع آغازینش می رسد یا خیر.

1. پیش بینی های خود را بیازمایید.
   
2. حرکت این سوپر توپ را با استفاده از مدلی دربارۀ اصل بقای انرژی (قانون پایستگی انرژی) توصیف کنید.
   

رادیومتر (Radiometer)

نوری را به یک رادیومتر (پرتوسنج) بتابانید و ببینید چه رخ می دهد. این فرآیند را با استفاده از سشوار در تنظیم سرد و تنظیم گرم تکرار کنید. مشاهدات خود را ثبت کنید.

1. چه چیزی باعث چرخش پره های رادیومتر می شود؟ یک فرضیه بنویسید.
   
2. انرژی چگونه منتقل می شود؟
   
3. بین گرما و نور چه شباهت هایی وجود دارد؟
   
4. درستی فرضیۀ خود را بیازمایید.
   

چندین تصویر با دو آینۀ تخت (Plane Mirror)

به کمک یک نقاله (زاویه سنج) الگویی مشابه آنچه در تصویر بالا می بینید، بسازید. آینه ها و سکه را مطابق شکل تنظیم کنید. سپس جدولی مشابه جدول زیر بسازید. هنگامی که آینه ها را روی زوایای خاصی تنظیم می کنید، تعداد تصاویر را بشمارید و مشاهداتتان را ثبت کنید.

1. یک معادلۀ ریاضی ایجاد کنید که تعداد تصاویر ظاهر شده را از روی زاویۀ بین آینه ها پیش بینی کند. نکته: در یک دایره \(360^{\circ}\) وجود دارد.