שבשבת רוח (Vane) הוא מתקן מכני, שניתן לבנות בקלות (הוראות בהמשך), ומשמש להדגמה של פעולת המרת אנרגיית התנועה של הרוח, לאנרגיית תנועה סיבובית. במציאות, המתקן משמש לקביעת כיוון תנועת הרוח. בעבר, כאשר כמות טורבינות הרוח היו בכל חווה חקלאית, רב היה השימוש בשבשבות לצורך כיוון הטורבינה.
דוגמאות של מתקנים מורכבים, מוצגות בתמונות הבאות:
קיימות צורות שונות לבניית המתקן, ויש בתהליך הבנייה הרבה מקום ליצירתיות של תלמידים.
דוגמה להוראות בנייה, הלקוחות מספר פעילויות, משנות השישים של המאה הקודמת (נכתב על ידי הסבא ז"ל של עורך אתר זה), מופיעה בתמונה הבאה:
הוראות בנייה מפורטות, מלוות בצילומים, כפי שביצעו מוטי מושינסקי ויוסף סוסנובסקי, ממכון דוידסון לחינוך מדעי.
הציוד הנדרש (המפורט בהמשך), מופיע בתמונה הבאה:
- שקף מפלסטיק קשיח (יכול להיות צבעוני).
- מספריים, מסמר או כלי ליצירת חור.
- כלי סימון (רצוי טוש צבעוני בלתי מחיק).
- פטיש ומסמר.
- סרגל.
הוראות בנייה והרכבה:
- חותכים את השקף בצורת ריבוע.
- מסמנים באמצעות טוש, על השקף, שני אלכסונים.
- עושים חור (באמצעות המסמר) בנקודת האמצע (חיתוך האלכסונים).
- חותכים לאורך כל אחד מהאלכסונים, מהפינה, עד לקצת יותר ממחצית המרחק למרכז (ראה תמונה):
- מקפלים כל אחת מפינות הריבוע, כך שהיא מגיעה למרכז הריבוע, והמסמר עובר דרכה, ראו תמונה:
- התוצאה המתקבלת מתוארת בתמונה:
ניתן לבצע פעילויות חקר מדעי באמצעות שבשבת הרוח, עם תלמידים ברמות שונות:
- לכוון אל מאוורר, ולבדוק את: השפעת המרחק מהמאוורר על עוצמת הסיבוב, השפעת גודל כנפי השבשבת על מהירות הסיבוב, וכו'.
- להעמיד את השבשבת על כן המאפשר סיבוב, לקשור חוט עם משקולת לציר הסיבוב של השבשבת, ולהמיר את אנרגיית הרוח לאנרגיית גובה (הרמה של המשקולת).
יתרונות המערכת:
- פשוטה לבנייה.
- אינה צורכת חשמל.
- מדגימה את עקרונות המרת אנרגיית הרוח בבירור.
- ניתנת לבנייה על ידי תלמידים בכל גיל.
לשבשבת רוח, קיימים מספר פרמטרים הקובעים את פעולתה:
- גודל הכנפיים (שטח).
- חיכוך בציר הסיבוב.
- מספר הכנפיים.
קיימים באינטרנט אתרים רבים המתארים בניית שבשבות רוח מסוגים שונים, כמו למשל, במוזיאון המדע בירושלים.
למי שמעוניין במערכי הוראה מסודרים, עם פעילויות חקר על אנרגיית רוח, מומלץ לראות את ההנחיות באתר (באנגלית):
http://www.fi.edu/PECO/wind-guide.pdf