در درس نهم علوم پنجم با عنوان «کارها آسان میشود (۲)» با چند ماشین سادهی دیگر آشنا میشویم و بررسی میکنیم که چگونه به کمک آنها میتوان کارها را با نیروی کمتر یا به روش مناسبتری انجام داد. در این درس دربارهی سطح شیبدار، گوه، پیچ، قرقره و چرخ و محور یاد میگیریم و با انجام آزمایشها و فعالیتهای مختلف، کاربرد هرکدام را در زندگی روزمره بررسی میکنیم. در ادامه پاسخ کامل گفتوگوها، کاوشگریها، فکر کنیدها، مقایسه کنیدها و فعالیتهای صفحات ۷۰ تا ۷۸ علوم پنجم را به ترتیب کتاب میخوانید.
جواب گفت و گو صفحه ۷۰ علوم پنجم
برای ساختن یک ساختمان از چه وسایل و ابزاری استفاده میشود؟ با استفاده از هر وسیله چه کاری انجام میگیرد؟
| وسیله یا ابزار |
کاربرد |
| بیل |
کندن و جابهجا کردن خاک |
| کلنگ |
کندن زمینهای سفت |
| فرغون |
حمل خاک، آجر و مصالح ساختمانی |
| متر |
اندازهگیری طول، عرض و ارتفاع |
| اره |
بریدن چوب |
| چکش |
کوبیدن میخ و انجام بعضی کارهای ساختمانی |
| جرثقیل |
بالا بردن مصالح و اجسام سنگین |
جواب سوال پایین صفحه ۷۰ علوم پنجم
یکی از کارگران یک فرغون پر از خاک را با استفاده از تختهای که در شکل میبینید، بالا میبرد. طرز قرار گرفتن تخته چگونه کار را برای او آسان میکند؟
پاسخ: تخته به صورت سطح شیبدار قرار گرفته است. کارگر به جای اینکه فرغون سنگین را یکباره به صورت عمودی بالا ببرد، آن را روی سطح شیبدار حرکت میدهد؛ بنابراین برای بالا بردن فرغون به نیروی کمتری نیاز دارد.
جواب کاوشگری صفحه ۷۱ و ۷۲ علوم پنجم
استفاده از سطح شیبدار، نیروی لازم برای بالا بردن اجسام را کاهش میدهد یا افزایش؟ در این باره کاوش کنید.
وسایل و مواد لازم: چند کتاب، دفترچهی یادداشت و مداد، تختهی چوبی صاف، کش نازک، مقداری نخ کلفت، کیسهی نایلونی و متر نواری
۱- سطح شیبداری درست کنید.
۲- دو جلد کتاب یا دفتر را درون یک کیسهی نایلونی قرار دهید و مانند شکل به هم ببندید. سپس کش را در محل نشان داده شده به نخ گره بزنید.
۳- کتابها را با کش به آرامی تا ارتفاع معینی از سطح زمین بالا ببرید. طول کش را اندازه بگیرید و در جدول صفحهی بعد بنویسید.
۴- کتابها را پایین سطح شیبدار قرار دهید. با استفاده از کش آنها را به آرامی روی سطح شیبدار بالا ببرید. طول کش را اندازه بگیرید و در جدول صفحهی بعد بنویسید.
۵- مرحلههای ۳ و ۴ آزمایش را دو بار دیگر تکرار کنید و نتیجهی مشاهدههای خود را در جدول بنویسید.
| نحوهی حرکت کتابها |
طول کش به سانتیمتر |
| بار اول |
بار دوم |
بار سوم |
| بهطور عمودی |
۸ |
۸/۲ |
۷/۹ |
| روی سطح شیبدار |
۵ |
۵/۱ |
۴/۹ |
توجه: عددهای جدول نمونه پاسخ هستند. مقدار واقعی به کش، جرم کتابها و سطح شیبدار بستگی دارد؛ اما باید طول کش هنگام بالا بردن کتابها روی سطح شیبدار کمتر باشد.
۶- طول کش را در دو حالت حرکت با هم مقایسه کنید و به پرسشها پاسخ دهید:
الف) در کدام حالت، طول کش کمتر است؟
پاسخ: هنگامی که کتابها را روی سطح شیبدار بالا میبریم، طول کش کمتر است.
ب) در کدام حالت، نیروی بیشتری برای جابهجا کردن کتابها لازم است؟
پاسخ: برای بالا بردن کتابها به صورت عمودی نیروی بیشتری لازم است.
۷- پیشبینی کنید که اگر ارتفاع سطح شیبدار را تغییر دهیم، طول کش چه تغییری میکند.
پیشبینی: اگر ارتفاع سطح شیبدار را بیشتر کنیم، سطح شیبدار پرشیبتر میشود و برای بالا بردن جسم نیروی بیشتری لازم است؛ بنابراین کش بیشتر کشیده میشود. اگر ارتفاع را کمتر کنیم، طول کش نیز کمتر میشود.
برای بررسی درستی پیشبینی خود، آزمایش بالا را با سطح شیبداری که در اختیار دارید، در ارتفاعهای مختلف تکرار کنید و نتایج را در این جدول بنویسید.
| ارتفاع سطح شیبدار |
طول کش |
| ۱۰ سانتیمتر |
۴/۵ سانتیمتر |
| ۲۰ سانتیمتر |
۵/۵ سانتیمتر |
| ۳۰ سانتیمتر |
۶/۵ سانتیمتر |
توجه: عددهای بالا نمونه هستند. در آزمایش واقعی، مقدارها ممکن است متفاوت باشند؛ اما باید مشاهده شود که افزایش ارتفاع سطح شیبدار باعث بیشتر شدن کشش کش میشود.
از این آزمایش چه نتیجهای میگیرید؟
پاسخ: سطح شیبدار کمک میکند اجسام را با نیروی کمتری بالا ببریم. همچنین هرچه سطح شیبدار ملایمتر باشد، نیروی کمتری برای بالا بردن جسم نیاز داریم.
جواب فکر کنید اول صفحه ۷۳ علوم پنجم
در هر تصویر، سطح شیبدار چگونه به آسان شدن کارها کمک میکند؟
پاسخ:
تصویر بالای سمت راست – راهپله: وجود پلهها باعث میشود به جای بالا رفتن مستقیم از یک ارتفاع، کمکم و آسانتر بالا یا پایین برویم.
تصویر بالای وسط – سرسره: سطح شیبدار سرسره باعث میشود فرد بتواند بهآسانی از ارتفاع بالاتر به پایین حرکت کند.
تصویر بالای سمت چپ – سقف شیروانی: شیب سقف کمک میکند آب باران و برف راحتتر به سمت پایین حرکت کنند و روی سقف جمع نشوند.
تصویر پایین سمت راست – مسیر ویلچر: سطح شیبدار به فردی که از ویلچر استفاده میکند کمک میکند بدون عبور از پلهها راحتتر بالا یا پایین برود.
تصویر پایین وسط – جادهی کوهستانی: پیچوخم و شیب ملایم جاده باعث میشود خودروها بتوانند آسانتر از ارتفاعات بالا و پایین بروند.
تصویر پایین سمت چپ – نردبان: قرار گرفتن نردبان به صورت شیبدار کمک میکند فرد آسانتر از ارتفاع بالا برود یا پایین بیاید.
نتیجه: با استفاده از سطح شیبدار میتوانیم اجسام یا خودمان را با نیروی کمتر و بهتدریج از پایین به بالا یا از بالا به پایین جابهجا کنیم.
جواب فکر کنید دوم صفحه ۷۳ علوم پنجم
چرا کف آشپزخانه و حمام و سطح خیابانها را کمی شیبدار درست میکنند؟
پاسخ: تا آب روی سطح آنها جمع نشود و به کمک شیب، به سمت کفشور، جوی یا محل خروج آب حرکت کند. این کار از جمع شدن آب و ایجاد آبگرفتگی جلوگیری میکند.
جواب سوال گوه چیست صفحه ۷۳ علوم پنجم
در ساختمانسازی از ابزارهایی مانند کلنگ (برای کندن زمین) و بیل (برای جابهجا کردن خاک) استفاده میشود. این ابزارها چگونه کارها را آسان میکنند؟
پاسخ: لبهی این ابزارها نازک و تیز است و به صورت گوه عمل میکند. گوه کمک میکند نیرو در سطح کوچکتری وارد شود و در نتیجه کندن، بریدن یا جدا کردن مواد آسانتر انجام شود.
جواب مقایسه کنید صفحه ۷۴ علوم پنجم
۱- یک سیب را بردارید و با چاقو به آن نیرو وارد کنید تا بریده شود.
۲- یک سیب دیگر را بردارید و با دستهی قاشق به آن نیرو وارد کنید تا بریده شود.
۳- بریدن سیب را در این دو حالت با هم مقایسه کنید و بگویید در کدام حالت سیب راحتتر و با نیروی کمتری بریده میشود.
پاسخ: سیب با لبهی تیز چاقو بسیار راحتتر و با نیروی کمتری بریده میشود؛ زیرا لبهی چاقو نازک است و مانند یک گوه عمل میکند. دستهی قاشق لبهی تیز و باریکی ندارد و نمیتواند به همان آسانی سیب را ببرد.
گوه چیست؟ به وسیلههایی که یک لبهی آنها از لبهی دیگرشان نازکتر است، گوه میگویند. از گوهها برای کندن، بریدن و قطعهقطعه کردن اجسام استفاده میشود. تبر، مغار، گوهی نجاری، میخکش، کاردک و کلنگ نمونههایی از ابزارهایی هستند که بخشی از آنها مانند گوه عمل میکند.
جواب فکر کنید صفحه ۷۵ علوم پنجم
به شکل روبهرو توجه کنید و توضیح دهید که با چه ابزاری میتوان تنهی ضخیم و مقاوم درختی را خرد کرد.
پاسخ: با تبر میتوان تنهی ضخیم و مقاوم درخت را خرد کرد. لبهی تیز تبر مانند گوه عمل میکند و باعث میشود چوب با نیروی کمتری شکافته شود.
پاسخ سوال پیچ ها چگونه کارها را آسان می کنند صفحه ۷۵ علوم پنجم
پیچها در زندگی روزانه کمکهای زیادی به ما میکنند. برای مثال، با پیچ میتوانیم دو قطعه را به هم وصل کنیم یا جسمی را روی دیوار نصب کنیم.
توضیح: روی بدنهی پیچ شیارهای مارپیچی وجود دارد. این شیارها مانند سطح شیبداری هستند که به دور یک میله پیچیده شدهاند و کمک میکنند پیچ با چرخاندن، راحتتر وارد جسم شود و قطعهها را محکم به هم وصل کند.
جواب فعالیت صفحه ۷۶ علوم پنجم
با انجام دادن فعالیت زیر، به اهمیت پیچها در آسانتر شدن کارها پی میبرید.
الف) در یک بطری آب معدنی را که پیچ دارد، باز کنید و سپس آن را محکم ببندید.
ب) در یک بطری را که پیچ ندارد، باز کنید و سپس آن را محکم ببندید.
پ) دهانهی بطریها را مشاهده و با هم مقایسه کنید؛ چه تفاوتهایی با هم دارند؟
پاسخ: روی دهانهی بطری آب معدنی و داخل درِ آن شیارهای مارپیچی وجود دارد؛ اما بطریای که پیچ ندارد چنین شیارهایی ندارد. این شیارها باعث میشوند در بطری با چرخاندن، آسانتر و محکمتر باز و بسته شود.
از این فعالیت چه نتیجهای میگیرید؟
پاسخ: پیچها باعث میشوند بعضی کارها مانند باز و بسته کردن و اتصال محکم قطعات آسانتر انجام شود.
شکل روبهرو یک پیچ را نشان میدهد. همانطور که میبینید، در بدنهی آن شیارهایی به شکل مارپیچ وجود دارد. قطعههای چوبی، پلاستیکی یا فلزی را با استفاده از پیچها به یکدیگر وصل میکنند. به نظر شما، آیا میتوانیم بگوییم پیچها از سطحهای شیبدار کوچکی درست شدهاند؟
پاسخ: بله. شیار مارپیچی پیچ مانند یک سطح شیبدار باریک است که به دور میله پیچیده شده است. به همین دلیل پیچ نیز نوعی ماشین ساده است و انجام کار را آسانتر میکند.
جواب فعالیت صفحه ۷۷ علوم پنجم
قرقره چه کمکی به ما میکند؟
پاسخ: قرقره به ما کمک میکند اجسام را به ارتفاعهای زیاد بالا ببریم و در بعضی حالتها جهت وارد کردن نیرو را نیز برای ما مناسبتر میکند.
در گروه خود، قرقرهای درست کنید و با استفاده از آن، چند شیء را تا ارتفاعهای گوناگون بالا ببرید. نتیجهی فعالیت گروه خود را به کلاس گزارش دهید.
نمونه گزارش: یک قرقرهی ساده ساختیم و با عبور دادن نخ از روی آن، اجسام کوچکی را به ارتفاعهای مختلف بالا بردیم. مشاهده کردیم که با قرقره میتوانیم در جهت مناسبتری نیرو وارد کنیم و جسم را راحتتر به ارتفاع بالا ببریم.
کاربردهای قرقره در شکلهای کتاب:
۱- برافراشتن پرچم
۲- بالا کشیدن تور ماهیگیری
۳- بالا بردن اجسام سنگین با جرثقیل
پاسخ سوال چرخ و محور صفحه ۷۸ علوم پنجم
چرخ و محور از یک میله و چرخی که با آن میچرخد درست شده است. چرخ و محور در وسیلههای مختلف به کار میرود و در زندگی به ما بسیار کمک میکند.
به نظر شما، چرخ و محور چه کاربردهای دیگری دارد؟
پاسخ: چرخ و محور در وسایل زیادی استفاده میشود؛ مانند دوچرخه، ویلچر، دستگیرهی در، چرخوفلک، خودرو، گاری و بعضی ابزارها. چرخش چرخ و محور باعث میشود حرکت یا چرخاندن وسیله آسانتر انجام شود.
جواب فعالیت صفحه ۷۸ علوم پنجم
در هر گروه، حداقل با سه ماشین ساده (قرقره، سطح شیبدار و …) وسیلهای بسازید و با آن وسیله کاری انجام دهید.
نمونه پاسخ: میتوانیم یک جرثقیل کوچک بسازیم که در آن از قرقره برای بالا بردن جسم، از چرخ و محور برای حرکت دادن بخشهای دستگاه و از یک سطح شیبدار برای جابهجایی جسم استفاده شود. سپس با این وسیله یک جسم سبک را از روی سطح زمین بلند کنیم و به محل دیگری انتقال دهیم.
نکتهی مهم درس: سطح شیبدار، گوه، پیچ، چرخ و محور، قرقره و اهرم از ماشینهای ساده هستند. انسان از گذشته تا امروز از این ماشینها برای آسانتر انجام دادن کارهای خود استفاده کرده است.
جمعبندی کوتاه درس: سطح شیبدار کمک میکند اجسام را با نیروی کمتری به ارتفاع بالا ببریم. گوه با لبهی نازک خود برای بریدن، کندن و شکافتن به کار میرود. پیچ مانند سطح شیبداری مارپیچی است و اتصال قطعات را آسان میکند. قرقره در بالا بردن اجسام به ارتفاع و چرخ و محور در حرکت و چرخش بسیاری از وسایل کاربرد دارد. همهی این وسایل نمونههایی از ماشینهای ساده هستند.