مطالب درسی
جواب درس ۷ علوم ششم؛ پاسخ ورزش و نیرو (۲) – صفحه ۴۸ تا ۵۸
جواب کامل درس ۷ علوم ششم - ورزش و نیرو (۲)؛ پاسخ گفتوگو، فکر کنید، فعالیت، آزمایش، کاوشگری و جمعآوری اطلاعات صفحات ۴۸ تا ۵۸.
در درس هفتم علوم ششم با عنوان«ورزش و نیرو (۲)» با نیروهایی آشنا میشویم که حتی بدون تماس مستقیم دو جسم میتوانند اثر کنند. در این درس ابتدا نیروی گرانشی زمین و تفاوت جرم و وزن را بررسی میکنیم و سپس با نیروی مغناطیسی و نیروی الکتریکی آشنا میشویم. در ادامه نقش اصطکاک، مقاومت هوا و شکل جسم در حرکت بررسی میشود و در پایان با آزمایشهای مربوط به حرکت هوا، اختلاف فشار و نیروی بالابری هواپیما آشنا میشویم. در ادامه پاسخ کامل گفتوگوها، فکر کنیدها، فعالیتها، آزمایشها، کاوشگری، جدولها، سؤالهای تصویری و جمعآوری اطلاعات صفحات ۴۸ تا ۵۸ علوم ششم را به ترتیب کتاب میخوانید.
جواب سوالات نیروهای غیرتماسی صفحه ۴۸ علوم ششم
در مسابقهی مچاندازی، هل دادن ماشین، طنابکشی و … دو جسم در اثر تماس با یکدیگر به هم نیرو وارد میکنند. آیا موقعیتهایی را میشناسید که دو جسم بدون تماس با هم به یکدیگر نیرو وارد کنند؟
پاسخ: بله. چند نمونه عبارتاند از: نیروی گرانشی زمین که بدون تماس اجسام را به طرف زمین میکشد، نیروی مغناطیسی میان آهنرباها و نیروی الکتریکی میان بعضی اجسام باردار.
وقتی توپ یا مدادی از دست شما رها شود، به طرف زمین سقوط میکند. میوهها و برگها نیز وقتی از درخت جدا میشوند به طرف زمین سقوط میکنند. آیا تاکنون فکر کردهاید که چرا اجسام به طرف زمین سقوط میکنند؟
پاسخ: زیرا زمین به اجسام اطراف خود نیروی گرانشی یا نیروی جاذبه وارد میکند و آنها را به طرف خود میکشد. جهت نیروی گرانشی زمین در همهجا به سوی مرکز زمین است.
نکته: نیروی جاذبهای که زمین به هر جسم وارد میکند، وزن جسم نامیده میشود.
جواب گفت و گو صفحه ۴۸ علوم ششم
الف) چرا وقتی شیر آب را باز میکنیم، آب بلافاصله به سمت زمین جریان پیدا میکند؟
پاسخ: زیرا نیروی گرانشی زمین به آب وارد میشود و آن را به سمت زمین میکشد.
ب) چرا اسکیباز در سرازیری به طرف پایین حرکت میکند و سرعت آن زیاد میشود؟
پاسخ: نیروی گرانشی زمین اسکیباز را به سمت پایین میکشد. در سرازیری، بخشی از اثر این نیرو در جهت حرکت اسکیباز است و باعث میشود او به طرف پایین حرکت کند و سرعتش افزایش یابد.
جواب فکر کنید صفحه ۴۹ علوم ششم
فرض کنید در زمین مسابقهی فوتبال، جاذبهی زمین بر توپ وارد نشود. به نظر شما چه اتفاقهایی ممکن است بیفتد؟
پاسخ: اگر جاذبهی زمین بر توپ اثر نکند، توپ دیگر مانند حالت معمول به طرف زمین سقوط نمیکند. اگر توپ را به هوا شوت کنیم، جاذبه آن را به سمت زمین برنمیگرداند و مسیر حرکتش با حالت عادی بسیار متفاوت خواهد شد. بنابراین انجام یک مسابقهی فوتبال معمولی تقریباً امکانپذیر نخواهد بود.
تفاوت جرم و وزن صفحه ۴۹ علوم ششم
جرم: به مقدار مادهی تشکیلدهندهی جسم بستگی دارد، با ترازو اندازهگیری میشود و یکای آن کیلوگرم است.
وزن: نیروی گرانشی زمین بر جسم است، با نیروسنج اندازهگیری میشود و یکای آن نیوتون است.
برای نمونه، وزن یک جسم با جرم یک کیلوگرم روی زمین حدود ۱۰ نیوتون است.
جواب فعالیت صفحه ۵۰ علوم ششم
یک عروسک کوچک که در آن آهنربای کوچکی قرار دارد تهیه کنید و آن را روی یک مقوای ضخیم قرار دهید. به کمک یک آهنربای نسبتاً قوی، از زیر مقوا، عروسک را به حرکت درآورید.
مشاهده: با حرکت دادن آهنربای زیر مقوا، عروسک روی مقوا نیز حرکت میکند؛ در حالی که دو آهنربا تماس مستقیم با یکدیگر ندارند.
به جای عروسک میتوانید از یک اسباببازی چرخدار که در آن آهن یا آهنربا قرار دارد، استفاده کنید و اسباببازی را روی مقوا به حرکت درآورید.
از این آزمایشها چه نتیجهای میگیرید؟
پاسخ: آهنربا میتواند بدون تماس مستقیم به آهن یا آهنربای دیگر نیرو وارد کند. به این نیرو نیروی مغناطیسی میگویند.
نتیجهی تصاویر بالای صفحه: قطبهای همنام آهنربا یکدیگر را دفع و قطبهای ناهمنام یکدیگر را جذب میکنند. این نیرو نیز بدون تماس مستقیم ظاهر میشود.
جواب آزمایش کنید صفحه ۵۱ علوم ششم
دو میلهی پلاستیکی (مثلاً دو عدد لولهی خودکار پلاستیکی) تهیه کنید و یکی را با نخی همانند شکل از میزی آویزان کنید. یک سر هر دو میله را به پارچهی پشمی یا موهای سر، که تمیز و خشک باشد، مالش دهید. مطابق شکل، سر هر دو میله را به هم نزدیک کنید. چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: دو میله پس از مالش، یکدیگر را دفع میکنند و میلهی آویزان از میلهی دیگر دور میشود.
همین آزمایش را با خردههای کاغذ انجام دهید؛ یعنی میله یا شانهی پلاستیکی مالش دادهشده را به خردههای کاغذ نزدیک کنید. چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: خردههای کاغذ به طرف میله یا شانهی مالشدادهشده جذب میشوند.
در آزمایش بالا، میله یا شانه پس از مالش دارای خاصیتی شده است که میتواند بعضی از اجسام را به خود جذب کند. نیرویی که باعث جذب خردههای کاغذ به میله یا شانه میشود، نیروی الکتریکی نامیده میشود. شما هم تجربهی دیگری از نمایش این نیرو را در کلاس بیان کنید.
نمونه پاسخ: میتوان یک بادکنک را به موهای خشک مالش داد و سپس آن را به موها یا تکههای ریز کاغذ نزدیک کرد. مشاهده میکنیم که موها یا کاغذها به بادکنک جذب میشوند.
جواب آزمایش کنید صفحه ۵۲ علوم ششم
یک تختهی صاف به طول تقریبی ۴۰ سانتیمتر تهیه کنید و در یک سطح صاف مانند 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 میایستد؟
نمونه پاسخ: روی سطح صاف سرامیکی، جسم پس از طی مسافت نسبتاً زیادی متوقف میشود؛ برای مثال ممکن است حدود ۶۰ سانتیمتر حرکت کند.
بار دیگر این آزمایش را روی سطح پرزداری مانند موکت تکرار کنید. این بار جسم پس از طی چه مسافتی میایستد؟
نمونه پاسخ: روی موکت، جسم مسافت کمتری طی میکند؛ برای نمونه ممکن است پس از حدود ۲۵ سانتیمتر متوقف شود.
اگر آزمایش را روی سطح ناهموار خاکی انجام دهیم، چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: جسم مسافت بسیار کوتاهتری طی میکند و زودتر متوقف میشود؛ زیرا اصطکاک سطح ناهموار بیشتر است.
اگر روی یخ انجام شود، چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: جسم به دلیل کم بودن اصطکاک، مسافت بیشتری طی میکند و دیرتر متوقف میشود.
به نظر شما باید چه وضعیتی فراهم باشد تا جسم، مسافت بیشتری را طی کند؟
پاسخ: سطح باید صافتر و لغزندهتر باشد تا اصطکاک کمتری بین جسم و سطح ایجاد شود.
در کدام حالت جسم زودتر متوقف میشود؟
پاسخ: روی سطح ناهموار خاکی؛ چون نیروی اصطکاک در آن بیشتر است.
به نظر شما چرا در همهی حالتها، جسم پس از مدتی بالاخره میایستد؟
پاسخ: زیرا نیرویی به نام اصطکاک در خلاف جهت حرکت جسم اثر میکند و بهتدریج سرعت آن را کاهش میدهد تا متوقف شود.
توجه: عدد مسافتها به ارتفاع تخته، نوع جسم و جنس سطح بستگی دارد؛ بنابراین عددهای بالا فقط نمونه پاسخ هستند. نتیجهی اصلی مقایسهی مسافت روی سطوح مختلف است.
جواب فکر کنید اول صفحه ۵۳ علوم ششم
در آزمایش انجامشده، کدام نیرو سبب کند شدن حرکت و توقف جسم شده است؟ این نیرو در کدام جهت بر جسم وارد شده است؟
پاسخ: نیروی اصطکاک سبب کند شدن و توقف جسم شده است و معمولاً در خلاف جهت حرکت جسم اثر میکند.
جواب فکر کنید دوم صفحه ۵۳ علوم ششم
الف) در «آزمایش کنید» صفحهی قبل، نیروی اصطکاک در کدام حالت بیشتر است؟ آیا به نظر شما سطحی وجود دارد که جسم رهاشده روی آن متوقف نشود؟ در گروه خود بحث کنید.
پاسخ: در سطح ناهموار خاکی اصطکاک بیشتر است. در شرایط معمول زندگی، همهی سطوح مقداری اصطکاک دارند؛ بنابراین جسم رهاشده سرانجام سرعتش کم میشود و متوقف میشود. روی سطوح بسیار صاف و لغزنده فقط دیرتر متوقف خواهد شد.
ب) به طور کلی اگر نیروی اصطکاک نبود، چه اتفاقی در زندگی ما میافتاد؟
پاسخ: بدون اصطکاک بسیاری از کارهای ساده ممکن نبود؛ نمیتوانستیم بهراحتی راه برویم، بدویم، اشیا را در دست نگه داریم، خودرو را ترمز کنیم، میخ یا پیچ را محکم نگه داریم یا طناب را گره بزنیم. اجسام روی سطوح بهآسانی میلغزیدند و کنترل حرکت بسیار دشوار میشد.
جواب گفت و گو صفحه ۵۳ علوم ششم
در هریک از فعالیتهای زیر، نیروی اصطکاک بیشتر باشد بهتر است یا کمتر؟ چرا؟
جواب جمع آوری اطلاعات صفحه ۵۳ علوم ششم
برای افزایش اصطکاک در روزهای برفی و سرنخوردن خودروها، چه کارهایی انجام میشود؟ در این باره اطلاعات جمعآوری و نتیجه را به کلاس گزارش کنید.
پاسخ: برای افزایش اصطکاک میتوان از زنجیر چرخ، لاستیکهای مناسب زمستان و دارای آج کافی استفاده کرد. همچنین در بعضی جادههای یخزده از شن یا مواد مناسب برای کاهش لغزندگی سطح استفاده میشود. رانندگی با سرعت کمتر و فاصلهی بیشتر نیز برای ایمنی ضروری است.
جواب آزمایش کنید صفحه ۵۴ علوم ششم
یک کتاب بزرگ را روی میز قرار دهید و سعی کنید به کمک یک کش آن را به حرکت درآورید. این آزمایش را میتوانید با قرار دادن چند کتاب روی هم نیز انجام دهید.
حال چند مداد استوانهای شکل را زیر کتاب قرار دهید و دوباره سعی کنید کتاب را به کمک همان کش به حرکت درآورید. در کدام حالت، حرکت دادن کتاب راحتتر است و کش کمتر کشیده میشود؟ علت را توضیح دهید.
پاسخ: وقتی مدادهای استوانهای زیر کتاب قرار میگیرند، کتاب راحتتر حرکت میکند و کش کمتر کشیده میشود؛ زیرا حرکت غلتشی مدادها باعث کاهش نیروی مقاوم در برابر حرکت نسبت به کشیده شدن مستقیم کتاب روی سطح میز میشود.
در زمانهای قدیم برای جابهجایی اجسام بسیار سنگین و کاهش اصطکاک از روشی شبیه این آزمایش استفاده میکردند. آنها به جای مداد از تنهی درختان کمک میگرفتند. به نظر شما امروزه برای کم کردن اصطکاک از چه راههایی استفاده میکنند؟
پاسخ: از چرخ، غلتک، بلبرینگ، روغن و گریس استفاده میشود. این وسایل و مواد باعث میشوند حرکت آسانتر شود و اصطکاک یا اثر مقاوم آن کاهش یابد.
توضیح دهید چگونه یک دانشآموز میتواند یک چمدان مسافرتی سنگین را به راحتی جابهجا کند؟
پاسخ: اگر چمدان چرخدار باشد یا آن را روی یک چرخدستی قرار دهیم، جابهجایی بسیار آسانتر میشود؛ زیرا به جای کشیده شدن مستقیم چمدان روی زمین، چرخها روی سطح میغلتند.
جواب فکر کنید صفحه ۵۴ علوم ششم
وقتی خودرو در جادهای در حال حرکت است، نیروی اصطکاک بر آن اثر میکند و سبب کاهش سرعت آن میشود. به نظر شما آیا نیروی اصطکاک بر کشتی یا هواپیمای در حال حرکت نیز اثر میکند؟
پاسخ: بله. آب بر کشتی و هوا بر هواپیما نیرویی در خلاف جهت حرکت وارد میکنند. این نیروها نوعی مقاومت در برابر حرکت هستند. نیرویی که هوا به جسم متحرک وارد میکند، نیروی مقاومت هوا نام دارد.
جواب آزمایش کنید صفحه ۵۵ علوم ششم
همانند شکل، یک برگهی کاغذ را بردارید و با سرعت زیاد حرکت دهید. چه اتفاقی میافتد؟ چه نیرویی سبب خم شدن کاغذ میشود؟
پاسخ: کاغذ هنگام حرکت سریع خم میشود. نیرویی که هوا در خلاف جهت حرکت کاغذ وارد میکند، یعنی نیروی مقاومت هوا، سبب این حالت میشود.
جواب کاوشگری صفحه ۵۵ و ۵۶ علوم ششم
بررسی کنید «شکل جسم چه اثری روی حرکت جسم دارد».
وسایل و مواد مورد نیاز: مقوای نازک، ماشین اسباببازی، متر یا خطکش و چسب
۱- یک ماشین اسباببازی را از بالای سطح شیبداری رها کنید.
۲- مسافتی که ماشین روی سطح افقی طی میکند تا بایستد، اندازهگیری و یادداشت کنید. تکرار آزمایش و به دست آوردن میانگین مسافت طیشده، دقت شما را بالا میبرد.
۳- مقوایی به ابعاد ۲۰ سانتیمتر در ۱۰ سانتیمتر ببرید و مانند شکل در ماشین قرار دهید و دوباره آن را از بالای سطح شیبدار رها کنید. مشاهدات خود را یادداشت کنید.
مشاهده: پس از نصب مقوا، مقاومت هوا بیشتر میشود و ماشین معمولاً مسافت کمتری روی سطح افقی طی میکند.
۴- این مقوا را با تا کردن به ابعاد دیگر درآورید و آزمایش را تکرار کنید. جدول زیر را کامل کنید.
توجه کتاب: در همهی آزمایشها جرم ماشین به همراه مقوا یکسان باشد.
توجه: اعداد جدول نمونه پاسخ هستند. عدد واقعی به سطح شیبدار، ماشین و شرایط آزمایش بستگی دارد؛ اما روند کلی باید نشان دهد که با کوچکتر شدن سطح روبهروی هوا، مقاومت هوا کمتر و مسافت طیشده بیشتر میشود.
نتیجهی کاوش خود را در یک یا چند سطر بنویسید.
پاسخ: شکل و سطح روبهروی هوا بر مقدار مقاومت هوا اثر دارد. هرچه سطح بیشتری در برابر جریان هوا قرار گیرد، مقاومت هوا بیشتر میشود و جسم زودتر سرعتش را از دست میدهد.
جواب فکر کنید صفحه ۵۶ علوم ششم
۱- نیروی مقاومت هوا بر چه نوع خودروهایی اثر کمتری دارد؟
پاسخ بر اساس دو تصویر کتاب: در تصویر کتاب، خودروی سمت راست بدنهای کشیدهتر و روانتر دارد و هوا راحتتر از اطراف آن عبور میکند؛ بنابراین مقاومت هوا بر آن کمتر از خودروی جعبهای و بلند سمت چپ است. به چنین طراحیهایی معمولاً آیرودینامیکی گفته میشود.
۲- چرا هنگام نشستن هواپیماهای جنگی، در پشت آنها چتری باز میشود؟
پاسخ: باز شدن چتر سطح بزرگی را در برابر هوا قرار میدهد و مقاومت هوا را افزایش میدهد. در نتیجه سرعت هواپیما سریعتر کاهش مییابد و هواپیما در مسافت کوتاهتری متوقف میشود.
جواب آزمایش کنید صفحه ۵۷ علوم ششم
دو بادکنک را همانند شکل الف از یک میله یا خطکش بیاویزید و به طور مستقیم یا با یک لولهی خودکار به وسط بادکنکها فوت کنید. چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: بادکنکها به جای دور شدن، به یکدیگر نزدیک میشوند.
اگر سریعتر از دفعهی قبل فوت کنید، چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: بادکنکها بیشتر به یکدیگر نزدیک میشوند؛ زیرا با افزایش سرعت هوای میان آنها، فشار هوا در این قسمت کمتر میشود.
یک نوار کاغذی به عرض تقریبی ۴ سانتیمتر را از ورق کاغذ ببرید و همانند شکل پ، یک طرف آن را میان کتاب قرار دهید و فوت کنید. چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: نوار کاغذی به سمت بالا حرکت میکند.
اگر سریعتر از دفعهی قبل فوت کنید و هوا با سرعت بیشتری از روی کاغذ بگذرد، چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: کاغذ بیشتر و سریعتر به سمت بالا حرکت میکند. عبور سریعتر هوا از بالای کاغذ باعث کمتر شدن فشار بالای کاغذ نسبت به زیر آن میشود و اختلاف فشار، نیروی رو به بالا ایجاد میکند.
جواب فکر کنید صفحه ۵۷ علوم ششم
در روزهای طوفانی امکان اینکه سقف شیروانی خانههای قدیمی کنده شود، زیاد است. آیا میتوانید این اتفاق را براساس آزمایشهای انجامشده توضیح دهید؟
پاسخ: در طوفان، هوا با سرعت زیادی از روی سقف عبور میکند و فشار هوای بالای سقف کاهش مییابد. فشار هوای داخل ساختمان میتواند از فشار بالای سقف بیشتر شود و نیرویی رو به بالا به سقف وارد کند. اگر سقف مقاومت کافی نداشته باشد، ممکن است بلند یا کنده شود.
نیروهای وارد بر هواپیما صفحه ۵۸ علوم ششم
بررسی شکلهای کتاب:
شکل الف ـ حرکت هوا در بالا و پایین بال: هوا در بالای بال با سرعت بیشتری و در زیر بال با سرعت کمتری حرکت میکند.
شکل ب ـ ایجاد نیروی بالابری: اختلاف سرعت هوا باعث اختلاف فشار در بالا و پایین بال میشود و نیرویی رو به بالا ایجاد میکند که نیروی بالابری نام دارد.
شکل پ ـ نیروهای وارد بر هواپیمای در حال پرواز: چهار نیروی اصلی در شکل نشان داده شدهاند:
۱- نیروی بالابری: رو به بالا
۲- وزن یا نیروی گرانشی زمین: رو به پایین
۳- نیروی رانش: رو به جلو
۴- نیروی مقاومت هوا: در خلاف جهت حرکت
نتیجه: اگر نیروی رو به بالای وارد بر هواپیما از نیروی گرانشی مناسبتر و کافی باشد، هواپیما میتواند از زمین بلند شود. شکل بالها و حرکت هوا در ایجاد نیروی بالابری نقش مهمی دارند.
جواب فعالیت صفحه ۵۸ علوم ششم
با نظر معلّم خود به چند گروه تقسیم شوید. هر گروه یک هواپیمای کاغذی درست کند و هواپیمای خود را آزمایش کند؛ سپس یک مسابقه بین هواپیماهای ساختهشده برگزار کنید. هواپیمای کدام گروه، زمان بیشتری در هوا باقی میماند و مسافت بیشتری را طی میکند؟
نمونه پاسخ: هواپیمایی موفقتر است که وزن مناسب، بالهای متقارن، شکل آیرودینامیکی و تعادل خوبی داشته باشد و هنگام پرتاب نیز به شکل مناسبی رها شود. چنین هواپیمایی معمولاً پایدارتر حرکت میکند، مدت بیشتری در هوا میماند و مسافت بیشتری طی میکند.
نکتهی مهم درس: همهی نیروها تماسی نیستند. گرانش، نیروی مغناطیسی و نیروی الکتریکی میتوانند بدون تماس مستقیم اجسام اثر کنند. در مقابل، اصطکاک و مقاومت هوا از نیروهایی هستند که با حرکت جسم مقابله میکنند و مقدار آنها به شرایط و شکل جسم بستگی دارد.
جمعبندی کوتاه درس هفتم علوم ششم: زمین به همهی اجسام اطراف خود نیروی گرانشی وارد میکند و وزن هر جسم نتیجهی این نیرو است. آهنرباها و اجسام دارای بار الکتریکی نیز میتوانند بدون تماس مستقیم نیرو وارد کنند. اصطکاک معمولاً در خلاف جهت حرکت اثر میکند و گاهی مفید و گاهی مزاحم است. هوا نیز به جسم متحرک نیروی مقاومت وارد میکند و شکل جسم بر مقدار این نیرو اثر دارد. در هواپیما، اختلاف فشار هوای بالا و پایین بال سبب ایجاد نیروی بالابری میشود و همراه با نیروی رانش، وزن و مقاومت هوا، حرکت هواپیما را تعیین میکند.
بیشتر بخوانید :
