درس 7 ورزش و نیرو (2)
1. آیا موقعیت هایی را می شناسید که دو جسم بدون تماس با هم ، به یکدیگر نیرو وارد کنند ؟
1) وقتی قطب های هم نام دو آهن ربا نزدیک هم باشند بر هم نیرو دافعه وارد می کنند.
2) نیروی جاذبه ی زمین اجسام را به سمت خود می کشد.
3) وقتی دو بادکند را به موی سرمان مالش دهیم و آن ها را در فاصله ی نزدیک به هم نگه داریم بر هم نیروی الکتریکی وارد می کنند.
2. چرا اجسام به سمت زمین سقوط می کنند ؟
به دلیل نیرویی که از طرف زمین بر هر جسم وارد می شود.
3. نیروی گرانشی چیست ؟
نیروی جاذبه ای است که از طرف مین بر همه ی اجسام وارد شده و آن را به طرف زمین می کشد.
4.چرا وقتی شیر آب را باز می کنیم ، آب بلافاصله به سمت زمین جریان پیدا می کند ؟
نیروی گرانش زمین آب را به پایین می کشد.
5.جرم چیست ؟
به مقدار ماده ی تشکیل دهنده ی یک جسم ، جرم می گویند.
6. مقدار جرم با چه وسیله ای اندازه گیری می شود ؟
با ترازو
7.واحد اندازه گیری جرم چیست ؟
کیلوگرم
8.چرا زمین و سیاره ها به دور خورشید می چرخند ؟
در اثر نیروی گرانش
9. چرا وقتی لیوان آب را کج می کنیم آب به سمت پایین می ریزد ؟
به دلیل نیروی گرانش زمین
10. منظور از نیروی مغناطیسی چیست ؟
نیرویی که یک آهن ربا به آهن ربای دیگر وارد می کند ، نیروی مغناطیسی نامیده می شود.
11.چه موقع نیروی بین دو آهن ربا ، رانشی ( دافعه ) است ؟
هرگاه قطب های همنام دو آهنربا را به هم نزدیک کنیم.
12. نیروی الکتریکی چیست ؟ مثال بزنید.
نیرویی را که بین دوجسم پس از مالش باعث جذب یا دفع آن ها می شود ، نیروی الکتریکی می گویند. مثلاً وقتی دو بادکنک را به طور جداگانه به پارچه ی پشمی مالش دهیم و آن ها را به هم نزدیک کنیم ، از هم دور می شوند یعنی نیروی الکتریکی آن ها رانشی است.
13. وقتی با شانه ی پلاستیکی موهای خود را شانه می کنید ، شانه موهای شما را می کشد . چرا ؟
بین آن ها نیروی الکتریکی از نوع ربایشی وجود دارد.
14. اگر همان شانه ی باردار را به جریان آب شیر نزدیک کنیم چه مشاهده می کنیم ؟
مسیر آب به سمت شانه منحرف می شود.
15. چرا ترمز کردن سبب کند شدن و توقف سریع وسیله نقلیه می شود ؟
در اثر نیرو اصطکاکی که بین چرخ ها و لنت های ترمز و هم چنین نیروی اصطکاکی که بین چرخ ها با سطح زمین وجود دارد.
16. نیروی اصطکاک چیست ؟
نیرویی که سبب کند شدن حرکت یک جسم می شود . این نیرو همیشه بر خلاف جهت حرکت جسم است.
17. با توجه به حرکت جسم در شکل مقابل ، جهت نیروی اصطکاک کدام سمت است ؟
چون جسم به سمت راست حرکت می کند ، جهت نیروی اصطکاک به سمت چپ است.
18. اگر نیروی اصطکاک نبود و در حرکت بودیم ، چه اتفاقی می افتاد ؟
نمی توانستیم در یک جا ساکن شویم.
19. کف دو دست خود را به هم مالش دهید . چه احساسی می کنید ، چرا ؟
دستمان گرم می شود. نیروی اصطکاک باعث ایجاد گرما می شود.
20. نیروی اصطکاک در کدام حالت بیش تر است ؟
هرچه سطح تماس بین دو جسم ، ناهمواری و پستی و بلندی بیش تری داشته باشد اصطکاک بیش تر است .
21. سه مورد از فواید نیروی اصطکاک را بیان کنید.
1) نیروی اصطکاک بین کف پا و سطح زمین به ما کمک می کند راه برویم .
2) وقتی چوب کبریت را به بدنه ی قوطی کبریت می کشیم نیروی اصطکاک باعث گرما و روشن شدن چوب کبریت می کشیم نیروی اصطکاک باعث گرما و روشن شدن چوب کبریت می شود.
3) هنگام ترمز کردن اتومبیل نیروی اصطکاک بین چرخ و زمین باعث توقف اتومبیل می شود.
22. آیا اصطکاک می تواند مضر نیز باشد ؟
بله ، در چرخ های فلزی نیروی اصطکاک بین دو فلز باعث ساییده شدن آن ها می شود.
23. دو نیروی غیر تماسی را نام ببرید .
مد جاذبه (گرانش) - نیروی مغناطیسی
24.شباهت و تفاوت نیروی مغناطیسی و گرانش را بنویسید.
شباهت : هر دو جسم را به سوی خود می کشند.
تفاوت : 1- آهن ربا فقط اجسام آهنی را به سوی خود می کشد اما گرانش همه اجسام را
2- نیروی مغناطیسی دافعه نیز دارد. اما گرانشی فقط جاذبه است.
25. نیروی مقاومت هوا چیست ؟
نیروی مقاومی است که از حرکت یک جسم در هوا جلوگیری می کند.
گفت و گو کنید صفحه 53
چرا وقتی شیر آب را باز می کنیم آب بلافاصله به سمت زمین جریان پیدا می کند ؟
به دلیل نیروی جاذبه زمین
ایستگاه تفکر صفحه 54
فرض کنید در زمین مسابقه ی فوتبال ، جاذبه ی زمین بر توپ وارد نشود . به نظر شما چه اتفاق هایی ممکن است بیفتند .
توپ در هوا معلق می ماند.
نکته :
برای اندازه گیری جرم از واحد « گرم » نیز استفاده می شود. برای تبدیل واحد از گرم به کیلوگرم ، عدد را بر 1000 تقسیم می کنیم.
مثال : جرم جسمی 120 گرم است آن را به کیلوگرم تبدیل کنید ؟ کیلوگرم 12/0 = 1000 : 120
آزمایش کنید صفحه 55
- دو قطعه آهنربا مشابه تهیه کنید . یکی از آهن رباها را روی چند عدد مداد استوانه ای قرار دهید . آهن ربای دیگر را بدون آن که با آهن ربای اول تماس پیدا کند یک بار از طرف قطب همنام و بار دیگر از طرف قطب غیر همنام به آن نزدیک کنید . چه اتفاقی می افتد ؟
1- قطب های همنام یکدیگر را دفع می کنند . 2- قطب های غیر هم نام یکدیگر را جذب می کنند.
- این آهن ربا باعث هل دادن می شود یا کشیدن ؟
اگر از طرف قطب همنام باشد هل می دهد و اگر از طرف قطب غیر همنام باشد باعث کشیدن می شود.
نکته :
هر آهن ربا دارای دو قطب است . قطب N یا شمال یاب و قطب S یا جنوب یاب.
به قسمت هایی از یک آهن ربا که بتواند آهن بیش تری جذب کند. « قطب های آهن ربا » می گویند.
آهن ربای تک قطبی وجود ندارد.
آهن ربا می تواند فلزاتی مانند آهن ، نیکل و کبالت را جذب کند.
پژوهش کنید صفحه 55
در مورد بازیافت زباله های آهنی یا موادی که جذب آهن ربا می شود. پژوهش کنید و به کلاس گزارش دهید.
در بازیافت از مواد که در ترکیب اصلی آن ها آ]ن به کار رفته است ( آهن ، فولاد و ... ) و در بدنه ی خودروهای فرسوده ، لوازم خانگی ( یخچال ف ماشین لباسشویی و ... ) ، ریل های راه آهن و فلزاتی که در ساختمان سازی به کار می روند ، استفاده می شود. برای این کار ابتدا اجسام آهنی را با یک آهن ربای بزرگ و قوی از بین زباله های دیگر جدا می کنند . سپس آن ها را ذوب می کنند و پس از قالب گیری دوباره ، در تولید محصولات جدید به کار می برند. به این کار در مصرف منابع اولیه ی طبیعی و استخراج آن ها صرفه جویی می شود.
آزمایش کنید.
دو میله پلاستیکی ( مثلا دو عدد خودکار پلاستیکی ) تهیه کنید و یکی را توسط نخی همانند شکل ببندید. دو سر هر میله را به پارچه ی پشمی و یا موهای سر که تمیز و خشک باشند . مالش دهید. میله نخ دار را مانند شکل از میزی آویزان کنید. سر میله ی دیگر که مالش داده شده را به سر میله ی آویزان شده ، نزدیک کنید. چه اتفاقی می افتد ؟
دو میله از هم دور می شوند.
بار دیگر همین آزمایش را با براده های کاغذ انجام دهید ، یعنی میله یا شانه ی پلاستیکی مالش داده شده را به تکه های کاغذ نزدیک کنید. چه اتفاقی می افتد ؟
تکه های کاغذ جذب میله یا شانه می شوند.
آزمایش صفحه 57
تخته صاف به طول تقریب 40 سانتی متر تهیه کنید و در سطحی صاف مانند یک سطح سرامیکی ، روی چند کتاب قرار دهید. جسمی مانند یک باتری قلمی را از بالای تخته رها کنید ، جسم پس از طی چه مسافتی روی سطح صاف می ایستد ؟
اگر ارتفاع چند کتاب روی هم 10 سانتی متر شود ، باتری حدود دو متر را طی می کند. اگر ارتفاع بیش تر شود یعنی شیب تخته افزایش یابد . باتری مسافت بیش تری طی می کند.
بار دیگر این آزمایش را روی سطح پرزداری مانند موکت تکرار کنید. این بار جسم پس از طی چه مسافتی می ایستد ؟
در این حالت مسافت طی شده کم تر می شود. ( حدود نیم متر روی موکت جابجا می شود.)
اگر آزمایش را وی سطح ناهموار خاکی انجام دهیم. چه اتفاقی می افتد ؟
باتری با حرکت بسیار کمی ( حدود چند سانتی متر ) متوقف می شود.
اگر روی یخ انجام شود چه اتفاقی می افتد ؟
باتری مسافت خیلی بیش تری طی می کند.
- به نظر شما باید چه شرایطی فراهم باشد تا جسم مسافت بیش تری را طی می کند ؟
1- روی سطح صاف باشد. 2- باتری از ارتفاع بالاتری روی تخته رها شود ، یعنی شیب تخته را بیش تر کنیم.
- در کدام حالت جسم سریع تر متوقف می شود ؟
هنگامی که آزمایش روی سطح ناهموار خاکی انجام شود. و شیب تخته هم کم باشد.
به نظر شما چرا در همه ی حالت ها ، جسم پس از مدیت بالاخره می ایستد ؟
زیرا در اثر تماس جسم با سطح ، نیرویی به نام اصطکاک جلو حرکتش را می گیرد.
ایستگاه فکر صفحه 58
در شکل صفحه 57 کتاب درسی کدام نیرو سبب کند شدن حرکت و توقف جسم شده است ؟
نیروی اصطکاک
ایستگاه فکر صفحه 58
در آزمایش کنید صفحه 57 کتاب درسی نیروی اصطکاک در کدام حالت بیش تر است ؟
در آزمایش روی سطح پرزدار
آیا به نظر شما سطحی وجود دارد که جسم رها شده بر روی آن متوقف نشود ؟
بله - سطح شیشه صاف یا سطح یک سنگ صاف و صیقلی
گفت و گو کنید صفحه 58
در هر یک از فعالیت های زیر ، نیروی اصطکاک بیش تر باشد بهتر است یا کم تر ؟ چرا ؟
الف ) هنگام ترمز کردن اتومبیل : بیشتر باشد بهتر است
ب) بالا رفتن از کوه : بیش تر باشد بهتر است.
پ) اسکی روی یخ یا برف : کم تر باشد بهتر است.
ت ) گره زدن طناب : بیش تر باشد بهتر است.
ث ) اصطکاک بین اجزای دوچرخه ، مثلاً زنجیر و چرخ دنده : بیش تر باشد بهتر است.
ج ) هنگام هل دادن یک جسم سنگین : کم تر باشد بهتر است.
پژوهش کنید صفحه 58
تحقیق کنید برای افزایش اصطکاک در روزهای برفی و سر نخوردن اتومبیل ها چه اقداماتی صورت می گیرد ؟
1- در مسیرهای برفی شن می ریزند 2- از زنجیر چرخ استفاده می کنند. 3- از لاستیک های عاج دار استفاده می کنند.
آزمایش کنید صفحه 58
یک کتاب بزرگ را روی میز قرار دهید و سعی کنید به کمک یک کش آن را به حرکت وا دارید. این آزمایش را می توانید با قرار دادن چند کتاب کوچک روی هم نیز انجام دهید. حال چند مداد استوانه ای شکل را زیر کتاب قرار دهید و دوباره سعی کنید کتاب را به کمک همان کش به حرکت در آورید. در کدام حالت حرکت دادن کتاب راحت تر است و کش کم تر کشیده می شود ؟
اگر چند مداد استوانه ای زیر کتاب باشد راحت تر حرکت می کند.
در زمان های قدیم برای جا به جایی اجسام بسیار سنگین و کاهش اصطکاک از روشی شبیه به این آزمایش استفاده می کردند. آن ها به جای مداد از تنه ی درختان کمک می گرفتند. به نظر شما امروز برای کم کردن اصطکاک از چه راه هایی استفاده می کنند ؟
روغن کاری ، استفاده از ساچمه ، چرخ و ... در ابزار و وسایل به منظور کم کردن اصطکاک است.
توضیح دهید چگونه یک دانش آموز می تواند یک چمدان مسافرتی سنگین را جابجا کند ؟
چمدان های بزرگ چرخ دارند ، کودک می تواند با کشیدن چمدان روی زمین آن را جابجا کند.
ایستگاه فکر صفحه 59
وقتی اتومبیل در جاده ای در حال حرکت است ، نیروی اصطکاک بر آن اثر کرده و سبب کاهش سرعت آن می شود . به نظر شما آیا نیروی اصطکاک بر کشتی یا هواپیمای در حال حرکت نیز اثر می کند ؟
بله ، بین بدنه ی هواپیما و مولکول های هوا اصطکاک وجود دارد . در مورد کشتی نیز مولکول های آب به بدنه ی کشتی اصطکاک وارد می کند. در طراحی هواپیما باید به این نکته توجه کنند تا مقاومت به کم ترین مقدار خود برسد.
نکته :
نیروی اصطکاک در مواد مایع و گاز نیز وجود دارد.
ایستگاه فکر صفحه 60
همانند شکل ، یک برگه ی کاغذ را برداشته ، با سرعت زیاد حرکت دهید. چه اتفاقی می افتد ؟
کاغذ خم میشود و آهسته تر حرکت می کند.
چه نیرویی سبب کند شدن حرکت و خم شدن کاغذ می شود ؟
نیروی مقاومت مولکولهای هوا در برابر حرکت کاغذ که نوعی نیروی اصطکاک می باشد.
پژوهش کنید صفحه 60
نیروی مقاومت هوا بر چه نوع خودروهایی اثر کم تری دارند ؟
خودروهایی که زاویه شیشه جلو آن ها بیش تر باشد. شکل بدنه ی خودرو صاف و یکنواخت باشد. . انتهای خودرو را دراز و کشیده بسازند. (ماشین مسابقه)
آزمایش کنید صفحه 60
دو بادکنک را همانند شکل از یک خط کش بیاویزید و به طور مستقیم و با یک لوله ی خودکار به وسط بادکنک ها فوت کنید. چه اتفاقی می افتد ؟
فشار هوای بین دو بادکنک کمتر از اطراف دو بادکنک می شود و به هم نزدیک می شوند.
اگر سریع تر از دفعه ی قبل فوت کنید ، چه اتفاقی می افتد ؟
حرکت بادکنک ها سریع تر انجام می شود به طوری که از روی خط کش بلند می شوند.
ایستگاه فکر صفحه 61
در روزهای طوفانی امکان این که سقف شیروانی خانه های قدیمی کنده شود زیاد است. آیا می توانید بر اساس آزمایش های انجام شده این اتفاق را توضیح دهید.
جریان هوا با نیروی زیاد از سطح زیرین سقف شیروانی رو به بالا وارد می کند که همین کار باعث کنده شدن آن می شود.
نکته :
نیروها و اثر آن ها بر اجسام:
1- نیروی گرانش (جاذبه) : اجسام را به سطح زمین می کشد. این نیرو همیشه جاذبه است.
2- نیروی مغناطیسی : نیرویی که حاصل اثر آهن ربا بر آهن است . این نیرو می تواند به دو صورت باشد : دافعه ( اگر دو قطب همنام نزدیک هم باشند ) و جاذبه ( اگر دو قطب غیر هم نام نزدیک هم باشند.)
3- نیروی الکتریکی : نیروی بین دو جسم پس از مالش که باعث جذب یا دفع آن ها می شود.
اگر بارها هم نام باشند دفع و اگر بارها غیر هم نام باشند جذب می کنند.
4- نیروی اصطکاک : نیرویی است که از حرکت جسم جلوگیری می کند یا سرعتش را کم می کند. این نیرو همیشه بر خلاف حرکت جسم است.
5- نیروی مقاومت هوا : نیروی مقاومی که از حرکت یک جسم در هوا جلوگیری می کند. وقتی ما یک تکه کاغذ را رها می کنیم ، خیلی آهسته پایین می آید ، زیرا مولکول ها ی هوا جلو حرکتش را می گیرد.