Η καμπύλη Brachistochrone: 18 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Η καμπύλη βραχιοστοχρόνης είναι ένα κλασικό πρόβλημα φυσικής, που αντλεί την ταχύτερη διαδρομή μεταξύ δύο σημείων Α και Β που βρίσκονται σε διαφορετικά υψόμετρα. Αν και αυτό το πρόβλημα μπορεί να φαίνεται απλό, προσφέρει ένα αντι-διαισθητικό αποτέλεσμα και επομένως είναι συναρπαστικό να το παρακολουθήσετε. Σε αυτά τα διδάγματα θα μάθει κανείς για το θεωρητικό πρόβλημα, θα αναπτύξει τη λύση και τελικά θα κατασκευάσει ένα μοντέλο που θα καταδεικνύει τις ιδιότητες αυτής της καταπληκτικής αρχής της φυσικής.

Αυτό το έργο έχει σχεδιαστεί για μαθητές λυκείου καθώς καλύπτουν σχετικές έννοιες στα μαθήματα θεωρίας. Αυτό το πρακτικό έργο όχι μόνο ενισχύει την κατανόηση του θέματος, αλλά προσφέρει επίσης μια σύνθεση πολλών άλλων τομέων που πρέπει να αναπτυχθούν. Για παράδειγμα, κατά τη δημιουργία του μοντέλου, οι μαθητές πρόκειται να μάθουν για την οπτική μέσω του νόμου του Snell, του προγραμματισμού υπολογιστών, της τρισδιάστατης μοντελοποίησης, της ψηφιακής φραμπαρίσματος και των βασικών δεξιοτήτων ξυλουργικής. Αυτό επιτρέπει σε μια ολόκληρη τάξη να συνεισφέρει μοιράζοντας το έργο μεταξύ τους, καθιστώντας το ομαδική προσπάθεια. Ο χρόνος που απαιτείται για την εκτέλεση αυτού του έργου είναι περίπου μία εβδομάδα και στη συνέχεια μπορεί να αποδειχθεί στην τάξη ή στους νεότερους μαθητές.

Δεν υπάρχει καλύτερος τρόπος για να μάθετε παρά μέσω του STEM, οπότε συνεχίστε για να φτιάξετε το δικό σας μοντέλο βραχιστοχρόνης που λειτουργεί. Αν σας αρέσει το έργο, ψηφίστε το στο διαγωνισμό στην τάξη.

Βήμα 1: Θεωρητικό πρόβλημα

Το πρόβλημα της βραχιοστοχρόνης είναι εκείνο που περιστρέφεται γύρω από την εύρεση μιας καμπύλης που ενώνει δύο σημεία Α και Β που βρίσκονται σε διαφορετικά υψόμετρα, έτσι ώστε το Β να μην βρίσκεται ακριβώς κάτω από το Α, έτσι ώστε η πτώση ενός μαρμάρου υπό την επίδραση ενός ομοιόμορφου βαρυτικού πεδίου κατά μήκος αυτής της διαδρομής θα φτάσει στο Β το συντομότερο δυνατό χρόνο. Το πρόβλημα τέθηκε από τον Johann Bernoulli το 1696.

Όταν ο Johann Bernoulli ρώτησε το πρόβλημα του brachistochrone, τον Ιούνιο του 1696, στους αναγνώστες του Acta Eruditorum, που ήταν ένα από τα πρώτα επιστημονικά περιοδικά των γερμανόφωνων χωρών της Ευρώπης, έλαβε απαντήσεις από 5 μαθηματικούς: Isaac Newton, Jakob Bernoulli, Gottfried Leibniz, Ehrenfried Walther von Tschirnhaus και Guillaume de l'Hôpital που ο καθένας έχει μοναδικές προσεγγίσεις!

Προειδοποίηση: τα παρακάτω βήματα περιέχουν την απάντηση και αποκαλύπτουν την ομορφιά πίσω από αυτό το πιο γρήγορο μονοπάτι. Αφιερώστε λίγο χρόνο για να προσπαθήσετε και να σκεφτείτε αυτό το πρόβλημα, ίσως να το σπάσετε ακριβώς όπως μία από αυτές τις πέντε ιδιοφυίες.

Βήμα 2: Χρήση του νόμου του Snell για επίδειξη

Μία από τις προσεγγίσεις για την επίλυση του προβλήματος της βραχιοστοχρόνης είναι η αντιμετώπιση του προβλήματος σχεδιάζοντας αναλογίες με τον Νόμο του Snell. Ο νόμος του Snell χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη διαδρομή που θα ακολουθούσε μια δέσμη φωτός για να περάσει από το ένα σημείο στο άλλο ενώ μεταβαίνει σε δύο διαφορετικά μέσα, χρησιμοποιώντας την αρχή του Fermat, η οποία λέει ότι μια δέσμη φωτός θα παίρνει πάντα την ταχύτερη διαδρομή. Μπορείτε να βρείτε μια τυπική εξαγωγή αυτής της εξίσωσης με την επίσκεψη στον παρακάτω σύνδεσμο.

Δεδομένου ότι ένα αντικείμενο ελεύθερης πτώσης υπό την επίδραση του βαρυτικού πεδίου μπορεί να συγκριθεί με μια δέσμη φωτός που μεταβαίνει μέσω μεταβαλλόμενων μέσων, κάθε φορά που η δέσμη φωτός συναντά ένα νέο μέσο, η δέσμη αποκλίνει ελαφρώς. Η γωνία αυτής της απόκλισης μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον νόμο του Snell. Καθώς συνεχίζει κανείς να προσθέτει στρώματα μειωτικής πυκνότητας μπροστά από την αποκλίνουσα δέσμη φωτός, έως ότου η δέσμη φθάσει στην κρίσιμη γωνία, όπου η δέσμη απλώς ανακλάται, η τροχιά της δέσμης περιγράφει την καμπύλη βρακιστοχρόνης. (η κόκκινη καμπύλη στο παραπάνω διάγραμμα)

Η καμπύλη βραχιοστοχρόνης είναι στην πραγματικότητα ένα κυκλοειδές που είναι η καμπύλη που ανιχνεύεται από ένα σημείο στο χείλος ενός κυκλικού τροχού καθώς ο τροχός κυλά σε ευθεία γραμμή χωρίς ολίσθηση. Έτσι, αν χρειαστεί να σχεδιάσουμε την καμπύλη, μπορούμε απλά να χρησιμοποιήσουμε την παραπάνω μέθοδο για να την δημιουργήσουμε. Μια άλλη μοναδική ιδιότητα της καμπύλης είναι ότι μια μπάλα που απελευθερώνεται από οποιοδήποτε σημείο της καμπύλης θα πάρει ακριβώς τον ίδιο χρόνο για να φτάσει στο κάτω μέρος. Τα παρακάτω βήματα περιγράφουν τη διαδικασία πραγματοποίησης πειράματος στην τάξη με την κατασκευή ενός μοντέλου.

Βήμα 3: Πρακτικό μοντέλο πειράματος

Το μοντέλο αποτελείται από μονοπάτια με λέιζερ που λειτουργούν ως κομμάτια για τα μάρμαρα. Για να αποδείξουμε ότι η καμπύλη βραχιοστοχρόνης είναι η ταχύτερη διαδρομή από το σημείο Α στο Β, αποφασίσαμε να τη συγκρίνουμε με δύο άλλες διαδρομές. Καθώς αρκετοί άνθρωποι διαισθητικά αισθάνονταν ότι το συντομότερο μέρος είναι το γρηγορότερο, αποφασίσαμε να βάλουμε μια ευθεία κλίση που συνδέει και τα δύο σημεία ως το δεύτερο μονοπάτι. Η τρίτη είναι μια απότομη καμπύλη, καθώς κάποιος θα ένιωθε ότι η ξαφνική πτώση θα δημιουργούσε αρκετή ταχύτητα για να νικήσει τους υπόλοιπους.

Το δεύτερο πείραμα στο οποίο οι μπάλες απελευθερώνονται από διαφορετικά ύψη σε τρεις διαδρομές βραχιοστοχρόνης, έχει ως αποτέλεσμα οι μπάλες να φτάνουν ταυτόχρονα. Έτσι το μοντέλο μας διαθέτει τρισδιάστατους εκτυπωμένους οδηγούς που παρέχουν εύκολη εναλλαξιμότητα μεταξύ των ακρυλικών πάνελ που επιτρέπουν τη διεξαγωγή και των δύο πειραμάτων.

Τέλος, ο μηχανισμός απελευθέρωσης διασφαλίζει ότι οι μπάλες πέφτουν μαζί και η μονάδα χρονισμού στο κάτω μέρος καταγράφει τους χρονισμούς καθώς οι μπάλες φτάνουν στο κάτω μέρος. Για να το πετύχουμε αυτό έχουμε ενσωματώσει τρεις οριακούς διακόπτες που ενεργοποιούνται όταν το ενεργοποιούν οι μπάλες.

Σημείωση: Θα μπορούσε κανείς απλά να αντιγράψει αυτό το σχέδιο και να το φτιάξει από χαρτόνι ή άλλα υλικά που είναι εύκολα διαθέσιμα

Βήμα 4: Απαιτούνται υλικά

Εδώ είναι τα μέρη και τα εφόδια για να φτιάξετε ένα μοντέλο εργασίας του πειράματος της βραχιοστοχρόνης

ΣΚΕΥΗ, ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ:

Πλάκα από ξύλο πεύκου 1 " - διαστάσεις 100cm σε 10cm

Neodymium Magnetx 4 - διαστάσεις. 1 εκατοστό διάμετρο και 0,5 εκατοστό ύψος

Τρισδιάστατο νήμα εκτύπωσης- PLA ή ABS είναι εντάξει

M3 Threaded Insert x 8 - (προαιρετικό)

Μ3 Μπουλόνι x 8 - 2,5 εκατοστά μήκος

Βίδα ξύλου x 3 - 6cm μήκος

Βίδα ξύλου 12 - 2,5 εκατοστά μήκος

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ:

Arduino Uno

Limit Switchx 4- αυτοί οι διακόπτες θα λειτουργήσουν ως σύστημα χρονισμού

Κουμπί ώθησης

Οθόνη LCD

Jumpwire x πολλά

Το συνολικό κόστος του μοντέλου έφτασε τα 3 0 $

Βήμα 5: Τρισδιάστατη εκτύπωση

Αρκετά μέρη όπως ο μηχανισμός απελευθέρωσης και το κιβώτιο ελέγχου κατασκευάστηκαν με τη βοήθεια ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή. Η παρακάτω λίστα περιέχει το συνολικό αριθμό εξαρτημάτων και τις προδιαγραφές εκτύπωσης. Όλα τα αρχεία STL παρέχονται σε έναν φάκελο που επισυνάπτεται παραπάνω, επιτρέποντας σε κάποιον να κάνει τις απαραίτητες τροποποιήσεις του εάν είναι απαραίτητο.

Πλαίσιο ελέγχου x 1, 20% γέμισμα

Οδηγός x 6, πλήρωση 30%

End Stop x 1, 20% συμπλήρωση

Pivot Arm x 1, 20% γέμισμα

Pivot Mount x 1, 30% γέμισμα

Κυκλοφορία Τεμάχιο x 1, 20% πλήρωση

Τα μέρη εκτυπώθηκαν σε PLA καθώς δεν υπάρχει ιδιαίτερη καταπόνηση στα κομμάτια. Συνολικά χρειάστηκαν περίπου 40 ώρες εκτύπωσης.

Βήμα 6: Laser Cutting the Paths

Οι διάφορες διαδρομές που σχεδιάσαμε στο fusion 360 εξήχθησαν ως αρχεία.dxf και στη συνέχεια κόπηκαν με λέιζερ. Επιλέξαμε αδιαφανές λευκό ακρυλικό με πάχος 3mm για να κάνουμε τις καμπύλες. Μπορεί κανείς να το φτιάξει ακόμη και από ξύλο με εργαλεία χειρός, αλλά είναι σημαντικό να διασφαλιστεί ότι το υλικό που επιλέγεται είναι άκαμπτο καθώς η ευελιξία μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο οι μπάλες κυλούν προς τα κάτω.

6 x καμπύλη Brachistochrone

2 x Απότομη καμπύλη

2 x Ευθεία καμπύλη

Βήμα 7: Κοπή του ξύλου

Το πλαίσιο του μοντέλου είναι κατασκευασμένο από ξύλο. Επιλέξαμε 1 "από 4" πεύκο καθώς είχαμε κάποια υπόλοιπα από ένα προηγούμενο έργο, αν και κάποιος μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα ξύλο της επιλογής του. Χρησιμοποιώντας ένα κυκλικό πριόνι και έναν οδηγό κόψαμε δύο κομμάτια ξύλου μήκους:

48cm που είναι το μήκος της διαδρομής

31 εκατοστά που είναι το ύψος

Καθαρίσαμε τις τραχιές άκρες τρίβοντας το ελαφρά στο τριβείο δίσκου.

Βήμα 8: Διάτρηση των οπών

Πριν βιδώσετε τα δύο κομμάτια μαζί, σημειώστε το πάχος του ξύλου στο ένα άκρο του κάτω τεμαχίου και κεντράρετε τρεις ίσες αποστάσεις. Χρησιμοποιήσαμε ένα κομμάτι 5 χιλιοστών για να δημιουργήσουμε μια πιλοτική τρύπα και στα δύο κομμάτια ξύλου.

Σημείωση: Προσέξτε να μην σπάσετε το κατακόρυφο κομμάτι ξύλου καθώς θα τρυπήσετε στον τελικό κόκκο. Χρησιμοποιήστε επίσης μακριές βίδες ξύλου καθώς είναι σημαντικό το πλαίσιο να μην κουνιέται και το πάνω μέρος λόγω της μόχλευσης.

Βήμα 9: Ενσωμάτωση των θερμοσίφωνων και των μαγνητών

Καθώς τα νήματα σε τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη τείνουν να φθείρονται με την πάροδο του χρόνου, αποφασίσαμε να ενσωματώσουμε ψύκτες. Οι οπές είναι ελαφρώς μικρότερες για να επιτρέπουν στο θερμοσίφωνα να πιάνει καλύτερα το πλαστικό. Τοποθετήσαμε θερμοσίφωνες Μ3 πάνω από τις τρύπες και τις σπρώξαμε με την άκρη ενός συγκολλητικού σιδήρου. Η θερμότητα λιώνει το πλαστικό, αφήνοντας τα δόντια να κολλήσουν μέσα. Βεβαιωθείτε ότι είναι στο ίδιο επίπεδο με την επιφάνεια και έχουν μπει κάθετα. Συνολικά υπάρχουν 8 σημεία για τα ένθετα με σπείρωμα: 4 για το καπάκι και 4 για την τοποθέτηση του Arduino Uno.

Για να διευκολύνουμε την τοποθέτηση της μονάδας χρονισμού, ενσωματώσαμε μαγνήτες στο κουτί, διευκολύνοντας την αποσύνδεση εάν απαιτούνται ποτέ αλλαγές. Οι μαγνήτες πρέπει να προσανατολίζονται προς την ίδια κατεύθυνση πριν ωθηθούν στη θέση τους.σ

Βήμα 10: Προσάρτηση των διακοπτών ορίου

Οι τρεις οριακοί διακόπτες είναι προσαρτημένοι στη μία πλευρά της μονάδας χρονισμού που βλέπει στο κάτω μέρος των διαδρομών. Έτσι, καθώς οι μπάλες κάνουν κλικ στους διακόπτες, μπορείτε να καθορίσετε ποια μπάλα έφτασε πρώτη και να εμφανίσετε το χρονισμό σε μια οθόνη LCD. Συγκολλήστε σε μικρές λωρίδες σύρματος στους ακροδέκτες και στερεώστε τις στις σχισμές με μια κόλλα CA κόλλας καθώς δεν πρέπει να χαλαρώνουν μετά από συνεχή χτυπήματα.

Βήμα 11: Οθόνη LCD

Το καπάκι της μονάδας χρονισμού έχει μια ορθογώνια διακοπή για την οθόνη LCD και μια τρύπα για το κουμπί "έναρξη". Ασφαλίσαμε την οθόνη με ταμπάκια θερμής κόλλας μέχρι να ξεπλυθεί με την επιφάνεια του καπακιού και στερεώσαμε το κόκκινο κουμπί με το παξιμάδι στερέωσης.

Βήμα 12: Καλωδίωση των Ηλεκτρονικών

Η καλωδίωση αποτελείται από τη σύνδεση των διαφόρων εξαρτημάτων στις σωστές ακίδες του Arduino. Ακολουθήστε το διάγραμμα καλωδίωσης που επισυνάπτεται παραπάνω για να ρυθμίσετε το κουτί.

Βήμα 13: Μεταφόρτωση του κώδικα

Μπορείτε να βρείτε τον κώδικα Arduino για το έργο brachistochrone παρακάτω. Υπάρχουν δύο ανοίγματα στο διαμέρισμα ηλεκτρονικών για εύκολη πρόσβαση στη θύρα προγραμματισμού του Arduino και για την πρίζα.

Το κόκκινο κουμπί που είναι προσαρτημένο στην κορυφή του κουτιού χρησιμοποιείται για την εκκίνηση του χρονοδιακόπτη. Μόλις τα μάρμαρα κυλήσουν προς τα κάτω στις καμπύλες και ενεργοποιήσουν τους οριακούς διακόπτες, οι οποίοι τοποθετούνται στο κάτω μέρος, οι χρονισμοί καταγράφονται διαδοχικά. Αφού χτυπήσουν και οι τρεις μπάλες, η οθόνη LCD εμφανίζει τα αποτελέσματα, ευθυγραμμισμένα με τις αντίστοιχες καμπύλες (εικόνες που επισυνάπτονται παραπάνω). Μόλις σημειώσετε τα αποτελέσματα σε περίπτωση που απαιτείται δεύτερη ανάγνωση, απλώς πατήστε ξανά το κύριο κουμπί για να ανανεώσετε το χρονόμετρο και επαναλάβετε την ίδια διαδικασία.

Βήμα 14: Οι οδηγοί τρισδιάστατης εκτύπωσης

Οι οδηγοί που εκτυπώθηκαν 3d είχαν βάση υλικού 3mm πριν ξεκινήσουν οι τοίχοι στήριξης. Επομένως, όταν τα ακρυλικά πάνελ θα γλιστρούσαν στη θέση τους, θα υπήρχε ένα κενό μεταξύ του πίνακα και του ξύλινου πλαισίου, μειώνοντας τη σταθερότητα της διαδρομής.

Επομένως, ο οδηγός έπρεπε να ενσωματωθεί κατά 3 mm στο ξύλο. Καθώς δεν είχαμε δρομολογητή, το πήγαμε σε τοπικό συνεργείο και το κάναμε σε φρέζα. Μετά από λίγο τρίψιμο, οι εκτυπώσεις ταιριάζουν και μπορούμε να το ασφαλίσουμε με ξύλινες βίδες στο πλάι. Επισυνάπτεται παραπάνω ένα πρότυπο για την τοποθέτηση των 6 οδηγών στο ξύλινο πλαίσιο.

Βήμα 15: Προσθήκη του πώματος και της μονάδας χρονισμού

Καθώς η ενότητα χρονισμού ήταν ένα ξεχωριστό σύστημα, αποφασίσαμε να κάνουμε ένα γρήγορο σύστημα τοποθέτησης και αποσύνδεσης χρησιμοποιώντας μαγνήτες. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί κανείς εύκολα να προγραμματίσει μπορεί απλά να βγάλει τη μονάδα. Αντί να φτιάξουμε ένα πρότυπο για να μεταφέρουμε τη θέση των μαγνητών που πρέπει να ενσωματωθούν στο ξύλο, απλά τους αφήνουμε να συνδεθούν με αυτούς του κουτιού και στη συνέχεια βάζουμε λίγη κόλλα και τοποθετούμε το κουτί στο ξύλο. Τα σημάδια κόλλας μεταφέρθηκαν στο ξύλο, επιτρέποντάς μας να ανοίξουμε γρήγορα τις τρύπες στα ακριβή σημεία. Τέλος, στερεώστε το τρισδιάστατο εκτυπωτή πώμα και η μονάδα χρονισμού πρέπει να ταιριάζει άνετα, αλλά να μπορεί να αποκολληθεί με ένα ελαφρύ τράβηγμα

Βήμα 16: Ο μηχανισμός απελευθέρωσης

Ο μηχανισμός απελευθέρωσης είναι απλός. Χρησιμοποιήστε ένα παξιμάδι και ένα μπουλόνι για να συνδέσετε σφιχτά το τμήμα C με τον περιστρεφόμενο βραχίονα, καθιστώντας τα ένα ασφαλές κομμάτι. Στη συνέχεια, ανοίξτε δύο τρύπες στη μέση του κάθετου ξύλου και συνδέστε τη βάση. Γλιστρήστε έναν άξονα περιστροφής και ο μηχανισμός είναι πλήρης.

Βήμα 17: Το πείραμα

Τώρα που το μοντέλο είναι έτοιμο μπορεί κανείς να κάνει τα ακόλουθα πειράματα

Πείραμα 1

Σύρετε προσεκτικά στα ακρυλικά πάνελ της ευθείας διαδρομής, στην καμπύλη βραχιοστοχρόνης και στην απότομη διαδρομή (με αυτή τη σειρά για το καλύτερο αποτέλεσμα). Στη συνέχεια, τραβήξτε το μάνδαλο προς τα πάνω και τοποθετήστε τις τρεις μπάλες στο πάνω μέρος της καμπύλης, βεβαιωθείτε ότι είναι τέλεια ευθυγραμμισμένες μεταξύ τους. Κρατήστε τα σφιχτά στη θέση τους με το μάνταλο προς τα κάτω. Βάλτε έναν μαθητή να αφήσει τις μπάλες και έναν άλλο πατήστε το κόκκινο κουμπί για να ξεκινήσει το σύστημα χρονισμού. Τέλος παρατηρήστε τις μπάλες να κυλούν κάτω από τη διαδρομή και αναλύστε τα αποτελέσματα που εμφανίζονται στην ενότητα χρονισμού. Η ρύθμιση μιας κάμερας για την καταγραφή βίντεο σε αργή κίνηση είναι ακόμη πιο συναρπαστική καθώς μπορεί κανείς να δει τον αγώνα καρέ -καρέ.

Πείραμα 2

Όπως το προηγούμενο πείραμα, γλιστρήστε στα ακρυλικά πάνελ, αλλά αυτή τη φορά όλες οι διαδρομές πρέπει να είναι η καμπύλη βραχιονιστόνης. Ζητήστε προσεκτικά από έναν μαθητή να κρατήσει τις τρεις μπάλες σε διαφορετικά ύψη αυτή τη φορά και πατήστε το κόκκινο κουμπί καθώς οι μπάλες απελευθερώνονται. Παρακολουθήστε την εκπληκτική στιγμή καθώς οι μπάλες ευθυγραμμίζονται τέλεια πριν από τη γραμμή τερματισμού και επιβεβαιώστε τις παρατηρήσεις με τα αποτελέσματα.

Βήμα 18: Συμπέρασμα

Η κατασκευή του μοντέλου βραχιοστοχρόνης είναι ένας πρακτικός τρόπος για να δείτε τους μαγικούς τρόπους με τους οποίους λειτουργεί η επιστήμη. Όχι μόνο τα πειράματα είναι διασκεδαστικά για παρακολούθηση και συναρπαστικά, αλλά επίσης προσφέρουν μια σύνθεση μαθησιακών πτυχών. Ενώ πρωτίστως ένα έργο που προοριζόταν για μαθητές λυκείου, τόσο πρακτικά όσο και θεωρητικά, αυτή η επίδειξη μπορεί εύκολα να κατανοηθεί από τα μικρότερα παιδιά και θα μπορούσε να παρουσιαστεί ως μια απλοποιημένη παρουσίαση.

Θα θέλαμε να ενθαρρύνουμε τους ανθρώπους να κάνουν πράγματα, είτε πρόκειται για επιτυχία είτε για αποτυχία, γιατί στο τέλος της ημέρας το STEM είναι πάντα διασκεδαστικό! Καλή κατασκευή!

Ρίξτε μια ψήφο στο διαγωνισμό στην τάξη αν σας άρεσαν οι οδηγίες και αφήστε τα σχόλιά σας στην ενότητα σχολίων.

Μεγάλο Βραβείο στον Διαγωνισμό Επιστήμης στην Τάξη