ENGLISH צור קשר גלריה תרבות-מדע פיזיקה מחקרית מדע חישובי כימיה פיסיקה אודות
<< לכל המבזקים    
לוח אירועים
דף הבית  >>  מ"ח - מדע חישובי  >>  מ"ח - נא להכיר
תחרות שוורץ-רייסמן 2014 למצוינות מדעית

השנה נערכה התחרות השנייה על שם שוורץ-רייסמן לפרויקטים מצטיינים בחמד"ע. התחרות נושאת פרסים והיא מתקיים מדי שנה בין תלמידי חמד"ע, שהגישו עבודות מדעיות, פרי יצירתם.

השנה הגישו לתחרות תשע קבוצות של תלמידי מדע חישובי (מ"ח) את עבודות הגמר שלהם לכיתות י' י"א ו-י"ב. העבודות הכתובות נמסרו לצוות שופטים בעלי שם מן האקדמיה והתעשייה העילית.

בערב הגמר, שנערך ב-7 בינואר 2015, יציגו התלמידים, נציגי תשע הקבוצות, את הפרויקטים בהרצאות קצרות של עד 5 דקות בפני חבר השופטים והקהל.

לחצו כאן לצפייה בגלריית תמונות מן התחרות 

שופטי התחרות- בתשע"ה
פרופסור דניאל זייפמן, פרופסור לפיזיקה, נשיא מכון ויצמן למדע ויושב ראש הוועד המנהל של חמד"ע.
פרופסור רועי עוזרי, הפיזיקאי רועי עוזרי נולד בישראל ב־1969, חוקר במכון ויצמן למדע וחבר בוועד המנהל של חמד"ע.
מני ברזילי, יועץ אסטרטגי טכנולוגי, חבר בפורום יובל נאמן
פרופסור אשל בן יעקב, פרופסור בבית הספר לפיזיקה באוניברסיטת תל אביב, נשיא לשעבר של החברה הישראלית לפיזיקה וחבר בוועד המנהל של חמד"ע. הוא נחשב לאחד החוקרים המובילים בעולם לחקר התקשורת הבין-חיידקית. מופקד הקתדרה מאגי-גלאס לפיזיקה של מערכות מרוכבות, ועמית המרכז לפיזיקה ביולוגית תיאורטית (CTBP) באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו.


  

הפרוייקטים

כיתה י'

מודל חישובי של לוקמיה מיאלואידית כרונית. מגישות: הדס ירון גולדהירש ודנה רוזן עירוני א'. למדו בחמד"ע מדע חישובי אצל שלמה רוזנפלד מקום II

בעבודתנו עסקו התלמידות במידול תהליך היווצרות מחלת הלוקמיה. יש כארבעה סוגים לוקמיה, והן בחרו להתמקד בלוקמיה מילואידית כרונית.
לוקמיה מיאלואידית כרונית (CML) היא סרטן של תא האב במח העצם, ממנו נוצרים כל תאי הדם. באופן תקין, תאי הדם מיוצרים בצורה מסודרת ומבוקרת, אך במקרה של לוקמיה מיאלואידית כרונית תהליך זה יוצא משליטה והתאים ממשיכים להתחלק ללא בקרה.

 


  
מודל חישובי של חישוב הספק עבור רוכבי אופניים מגיש נדב הלחמי - עירוני י"ד - למד בחמד"ע מדע חישובי אצל שלמה רוזנפלד מקום I
בפרויקט "חישוב הספק עבור רוכבי אופניים" ניסה התלמיד לענות על שאלה ובעיה העולה רבות בקרב רוכבי הכביש והשטח: האם אפשר לחשב את הספק הרוכב בלי להשתמש במד הספק? בפרויקט חושב הספק
עבור רוכב מסוים והשווה להספקו הנמדד באמצעות מד הספק.

מודל חישובי של צורת חבל תלוי בשדה כבידה לא אחיד מגיש יניב שור  - עירוני י"ד - למד בחמד"ע מדע חישובי אצל שלמה רוזנפלד מקום III

העבודה עוסקת במציאת צורת חבל בשדה כבידה לא אחיד התלוי בין שני עמודים. מציאת צורת החבל מתבצעת בצורה אקראית על ידי מידול החבל כקבוצה של משקולות המחוברות בעזרת קפיצים. מיקום המשקולות משונה
באופן אקראי ועל ידי העדפת הגרלות המקטינות את האנרגיה הפוטנציאלית של המערכת נמצאת צורת החבל.

המודל מאפשר מציאת צורת החבל במצב שבו החבל נמצא במערכת מסתובבת המייצגת שדה כבידה לא אחיד. העבודה משתמשת בשיטות חישוביות על מנת לפתור בעיה זו שלמיטב ידיעתי אין לה פתרון אנליטי ויכולה לעזור גם בפתירת בעיות דומות בהם שדה הכבידה לא אחיד על ידי שינוי המודל.


  
  

כיתה י"א

מודל חישובי המדמה את שש  דרגות החופש של לווין צילום בחלל. קרני לב בר-אור- גימנסיה הרצליה. למדה מ"ח בחמד"ע אצל עידית גרומן מקום I

בעבודה זו נבנתה הדמיה של לויין הסובב את כדור הארץ, ומערכת בקרה שמטרתה לכוון את הלויין כך שהמצלמה המקובעת עליו תהיה מכוונת לצילום כדור הארץ בכל רגע של תנועת הלווין.

העבודה משתמשת בתיאוריה של כוח מרכזי, חוקי מתקף ותנע,  חוק שימור התנע הזויתי, מערכות צירים במרחב, ושיטות בקרת הכוון בשלושה מימדים.


  
הדמיה של תנועת שרשרת כדורים מגישים: אורי פלג, תיכון חדש ורונה יניב, אליאנס שלמדו בחמד"ע אצל עידית גרומן מקום III
עבודתנו נחקרה תנועתה של שרשרת כדורים המחוברים זה לזה במוטות חסרי מסה, ותנועת כל אחד מהכדורים מושפעת מהכדור הקודם. על הכדור התחתון בשרשרת מופעל כוח חיצוני, בעוד הכדור העליון מקובע למקום. המטרה הייתה לבדוק את השפעת הכדורים זה על זה ואת תנועת כל השרשרת יחדיו. התלמידים בדקו אם תנועת השרשרת כאוטית או מחזורית.
בשלב הראשון הם בנו הדמיה ממחושבת של המערכת באמצעות תוכנת Python. ניסחו משוואות המתארות את תנועת הכדורים בשרשרת. משוואות אלו הן משוואות דפרנציאליות מסדר שני שאין ניתנות לפיתרון אנליטי, ועל כן השתמשו התלמידים בתוכנת python כדי לפתור את מערכת המשוואות בצורה נומרית ולקבל קירוב טוב של המציאות.
לאחר בניית ההדמיה בדקו את פעילות המודל במגוון מצבי התחלה שונים, ועקבו אחרי התוצאות שהתקבלו. מתוצאות המודל עלה שתנועת השרשרת היא כאוטית. בשלב הסופי השוו התלמידים את תוצאות המודל עם ניסוי שערו עם שרשרת כדורים שתנועתם צולמה במצלמה מהירה.
לאחר עיבוד תוצאות הניסוי נמצא שהן תואמות במידה רבה את התוצאות שהתקבלו מן המודל הממוחשב.

  
סימולציה של תנועה ברואנית של חלקיק הכלוא במלכודת אופטית מגישים: עמרי ציטרין מעירוני ד' ואיתמר ברון מאליאנס שלמדו מדע חישובי בחמד"ע אצל יוסי קורדובה מקום II
חלקיק ברואני הכלוא במלכודת אופטית הינו גשוש רגיש לכוחות מולקולריים וננוסקופיים. הבנת תופעת התנועה הנגרמת מתרומות אקראיות ודטרמיניסטיות, יכולה להוביל להבנה פיזיקאית עמוקה של התנהגות ותהליכים סטוכסטיים, שהם תהליכים שהתפתחותם תלויה ברצף של משתנים מקריים שתוצאותיהם אינם דטרמיניסטיים, זאת אומרת, קיימים מספר מצבים שונים אליהם יכולה המערכת להגיע. המודליזציה של תהלכיםסטוכסטיים ריאליסטיים דורשת בדרך כלל הבנה עמוקה במתמטיקה וידע רב בכלים מתמטיים מתקדמים.

בפרוייקט זה דנו התלמידים בתיאור אלגוריתם המשתמש במשוואה דיפרנציאלית לחישוב התנועה של החלקיק הברואני הכלוא במלכודת האופטית וההתיחסות המספרית של התופעה לרעש לבן.


  
  

כיתה י"ב

זיהוי סרטן דם מסוג לוקמיה לימפוציטית באמצעות רשתות עצביות - אורי שביט ליידי דייויס למדו מדע חישובי בחמד"ע אצל איל כהן מקום II

עבודה זו מציגה גישה מקורית לפענוח של סרטן דם מסוג לוקמיה לימפוציטת (CLL) באמצעות אלגוריתם של רשתות עצביות מלאכותיות. המערכת מנתחת תמונות של תרביות דם ומסווגת את הקלט כתמונה דם של חולה או של אדם בריא.
תוצאות המחקר מאשרות שאפשר לסווג תמונות של תרביות דם ע"י שימוש ברשתות עיצביות מלאכותיות. המערכת סווגה תמונות תאי דם לבנים מבודדים בדיוק זיהוי של 81%.
בעבודה מוצגים מודל העיבוד התמונה ומודל הרשתות העצביות, תוצאות המודל, חקר התוצאות ואב טיפוס של אפליקציה להערכת בדיקת דם בזמן אמיתי.


  

השפעת מאפיינים שונים על הסיכון לחלות בדמנציה מגישים: רוני יצחקי ונגה מודריק מעירוני ד'  למדו בחמד"ע אצל שלמה רוזנפלד מקום I

בעבודה נבדקה מידת ההשפעה של גורמים שונים על הסיכון לחלות בדמנציה. בעזרת המערכת שנבנתה חושבה ההסתברות שאדם יסבול מדמנציה, כולל דרגת
החומרה שלה, על סמך 8 מאפיינים בלבד.
התלמידות גילו שלמאפיינים השונים יש השפעה רבה על הסיכון לחלות בדמנציה, ואולם, המערכת רמזה שלמין (גבר או אישה) יש השפעה פחותה ממה שנחשב בספרות המדעית.


  
שתיית אלכוהול בקרב בני נוער - תמר משיח ותום ויניצקי - אליאנס. מורה מ"ח בחמד"ע: שלמה רוזנפלד מקום III

בעבודת נחקרה תופעת שתיית אלכוהול בקרב בני נוער. הוכן שאלון שהתשובות אליו נותחו במערכת של למידה מלאכותית שקבעה את הגורמים המשפיעים על נטייתם של בני נוער לשתות אלכוהול.

מסכנת העבודה היא שחקיקת חוק שיאסור שתיית אלכוהול בגיל נמוך מ-18 תשפיע יותר מכל על ירידה בהיקף התופעה. איסור של ההורים לא משפיע במידה רבה.

תעודות הערכה לעבודות כיתה י':
 שי בוגומילסקי ומאיה רייטן - אליאנס
עבודת החקר של שי ומאיה עוסקת בחקר הזיכרון השמיעתי מהיבטים שונים. לצורך ביצוע הפרויקט פיתחו מאיה ושי יישום לאייפון המשמיע לנבדק סידרה באורך משתנה של מספרים אקראיים. לאחר שמיעת המספרים הנבדק צריך להקליד את הסדרה אותה שמע. באמצעות תוכנה זו הן בנו בסיס נתונים באמצעותו יכלו לחקור את הזיכרון השמיעתי בהיבטים: תלות מיקום האיבר בסדרת המספרים להסתברות של הזיכרון שלו, השפעות הגיל על הזיכרון השמיעתי ומספר הפריטים הממוצע שאדם זוכר לטווח קצר.
נטע הכהן ונעמה דיין - תיכון חדש ועירוני ד'
נטע ונעמה חקרו מודל גנטי של סוגי דם שונים. בעבודתם הן ניסו לבחון השערה כי יתרון אבולוציוני שיש לבעלי סוג דם O גורם לכך שסוג דם זה הוא השכיח באוכלוסייה. הן בנו מודל ממוחשב באמצעותו הן דימו הכלאות אקראיות בין אנשים מאוכלוסייה ובחנו את התפלגות סוגי הדם לאחר מספר גדול של דורות. הן מצאו כי כדי לקבל שכיחות המתאימה למציאות עליהן לתת יתרון אבולוציוני לבעלי סוג דם O.

מאור קיפניס וגיא קונן - תיכון חדש
בעבודתם חקרו מאור וגיא את תופעת ההמראה. הם בנו מודל ממוחשב שהדמה תיבה ארוכה בעלת חתך ריבועי של קרח יבש ובחנו כיצד כמות הקרח וצורתו משתנים בהנחה שהוא חשוף בחלל בעל טמפרטורה קבועה. בנוסף לחקר המודל בצעו מאור וגיא ניסוי בפועל באמצעותו אימתו את תוצאות המודל הממוחשב.
מ"ח - מדע חישובי
מ"ח - נא להכיר
?מהו מ"ח
קישורים
דף הפייסבוק של חמד"ע
Petel/moodle
Office 365
תדריכי מעבדה - פיזיקה
הרשמה לקורסי בחירה
בלוגים
כניסה למערכת תקשוב אישי
שם
סיסמה
בניית אתרים
חמד"ע - מרכז לחינוך מדעי, תל אביב יפו (עמותה). רחוב הפרדס 7, תל אביב, מיקוד 6424534. טלפון 03-5210800, פקס 03-5210810.
.Hemda - Center for Science Education 7 hapardess Street, Tel Aviv, IsraelZip Code 6424534. Tel 03-5210800, Fax 03-5210810