گام به گام فصل 8 علوم هفتم
فعالیت صفحه 63 علوم هفتم
به فهرست زیر، جمله‌هایی اضافه کنید که واژه کار در آنها معنای متفاوتی داشته باشد.
* امروز خیلی کار دارم.
* من در یک شرکت تولید بازی‌های رایانه‌ای کار می‌کنم.
* کار خوبی کردی به من سر زدی.
* بلند کردن وزنه 200 کیلوگرمی کار سختی است.
فکر کنید صفحه 64 علوم هفتم
در علوم، مفهوم کار را چنان تعریف می‌کنیم که اندازه‌گیری آن ممکن باشد. به نظر شما کار انجام شده در کدام یک از جمله‌های فعالیت صفحه قبل قابل اندازه‌گیری است؟
پاسخ: جمله آخر
اگر پاسخ مثبت است، چگونه کار انجام شده را اندازه می‌گیرید؟
پاسخ: اندازه کار انجام شده به نیرویی که برای انجام آن کار صرف شده و مقدار جابه‌جایی جسم بستگی دارد. با اندازه‌گیری این دو مقدار و ضرب آنها مقدار کار انجام شده را به دست می‌آوریم.
آزمایش کنید صفحه 64 علوم هفتم
وسایل و مواد: نیروسنج، متر یا خط‌کش و دو قطعه چوب (یا آجر)
روش آزمایش
1- نیروسنج را به یکی از چوب‌ها وصل کنید که روی سطح افقی یک میز قرار دارد. (شکل الف)
2- چوب را به آرامی توسط نیروسنج بکشید تا به مقدار دلخواه (مثلاً 30سانتی‌متر) جابه‌جا شود.
3- هنگام حرکت جسم به نیروسنج نگاه کنید و مقدار نیروی وارد شده بر قطعه آجر را بخوانید و در جدول زیر وارد کنید.
4- مراحل 2 و 3 را برای حالتی که قطعه چوب 50 سانتی‌متر جابه‌جا میشود، تکرار کنید.
5- اکنون دو قطعه چوب را مطابق شکل (ب) روی یکدیگر قرار دهید و مراحل 2 و 3 را برای آن تکرار کنید. در این آزمایش نیز باید سعی کنید تا اجسام به آرامی و با سرعت ثابتی جابه‌جا شوند.
پاسخ: اگر در یک جابجایی ثابت نیرو دو برابر شود مثلاً: به جابه جایی همان 0٫5 متر باشد ولی نیرو را دو برابر کنیم، مقدار کار دو برابر میشود پس نیرو و جابه جایی با کار رابطه مستقیم دارد.
[table id=34 /]
خود را بیازمایید صفحه 66 علوم هفتم
1- شکل زیر شخصی را نشان می‌دهد که با نیروی افقی 325 نیوتونی جعبه‌ای را به اندازه 2 متر در امتداد نیروی وارد شده به آن جابه‌جا می‌کند. کاری که این شخص روی جعبه انجام می‌دهد، چقدر است؟
پاسخ:
با توجه به فرض‌های مسئله داریم:
نیروی وارد شده به جعبه از طرف شخص: 325 نیوتون
جابه‌جایی جعبه در جهت نیروی وارد شده به آن: 2 متر
با جای گذاری این مقادیر در رابطه کار داریم:
ژول 650 = 2 × 325 = کار
۲- به شکل زیر و عددهای نوشته شده روی آن توجه کنید. برداشت خود را از این شکل با توجه به مفهوم کار بیان کنید. شما کدام روش را برای جابه‌جایی جسم ترجیح می‌دهید؟ دلیل انتخاب خود را توضیح دهید.
پاسخ:
برای بالا بردن جسم تا ارتفاع 1 متر به دو روش میتوان عمل کرد:
میتوان با اِعمال 100 نیوتون نیرو جسم را به صورت قائم به اندازه‌ی 1 متر بلند کرد.
همچنبن میتوان با اعمال 50 نیوتون نیرو، جسم را به اندازه‌ی 2 متر روی سطح شیبدار بالا برد.
مقدار کار انجام شده در روش اول:
ژول 100N×1m=100 = مقدار کار در امتداد قائم
مقدار کار انجام شده در روش دوم:
ژول 50N×2m=100 = مقدار کار در امتداد سطح شیبدار
بنابراین مشاهده میشود که در هر دو روش مقدار کار یکسان است.
من روش دوم (جابجایی جسم روی سطح شیبدار) را ترجیح میدهم زیرا نیروی کمتری نیاز دارد و در نتیجه راحت‌تر است.
فعالیت صفحه 67 علوم هفتم
گرمایی – صوتی – الکتریکی – شیمیایی – جنبشی – نورانی
الف) در یک رادیو، بخش زیادی از انرژی الکتریکی به انرژی صوتی تبدیل میشود.
ب) در یک چراغ قوه، انرژی شیمیایی ذخیره شده در باتری به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. پس از آن لامپ، انرژی الکتریکی را به انرژی نورانی و انرژی گرمایی تبدیل می‌کند.
فکر کنید صفحه 67 علوم هفتم
در هریک از حالت‌های زیر انرژی جنبشی (حرکتی) دو جسم را با هم مقایسه کنید.
الف) در شکل زیر هر دو اتومبیل مشابه‌اند، ولی اتومبیل سبز رنگ تندتر از اتومبیل قرمز رنگ حرکت می‌کند.
پاسخ: جرم هر دو اتومبیل یکسان است ولی اتومبیل سبز رنگ سرعت بیشتری دارد. بنابراین انرژی جنبشی آن بیشتر است.
ب) در شکل زیر اتومبیل و کامیون با یک سرعت حرکت می‌کنند.
پاسخ: سرعت اتومبیل و کامیون یکسان است ولی جرم کامیون بیشتر از جرم اتومبیل است در نتیجه انرژی جنبشی کامیون بیشتر است.
فعالیت صفحه 68 علوم هفتم
پاسخ: وقتی روی جسمی که کار انجام می‌دهیم و انجام کار سبب حرکت آن میشود، جسم انرژی جنبشی به دست می‌آورد. جسمی که انرژی جنبشی داشته باشد، حرکت می‌کند. در صورت برخورد این جسم به اجسام دیگر به آن نیروها وارد می‌کند و در صورتی که باعث جابجایی اجسام شود، روی آنها کار انجام داده است.
ب) کار، انرژی را منتقل می‌کند.
پاسخ: جسمی که دارای انرژی است با وارد کردن نیرو به جسم دیگر، روی آن کار انجام می‌دهد، یعنی انرژی خود را به جسم دیگر انتقال می‌دهد.
آزمایش کنید صفحه 68 علوم هفتم
وسایل و مواد: چند گلوله به جرم‌های متفاوت، یک قطعه نخ و یک تکه چوب
روش آزمایش
1- هرگاه یک سر قطعه نخی را به گلوله‌ای وصل کنیم و سر دیگر نخ را همانند شکل روبه‌رو از نقطه‌ای آویزان کنیم به مجموعه نخ و گلوله، آونگ گفته میشود.
2- همانند شکل روبه‌رو یک قطعه چوب را در مسیر حرکت آونگ قرار دهید.
3- آونگ را از وضعیت قائم منحرف و رها کنید. پس از برخورد گلوله آونگ به قطعه چوب، جابه‌جایی آن را اندازه بگیرید.
4- آزمایش را به ازای چند ارتفاع گلوله نسبت به سطح زمین انجام دهید و جابه‌جایی قطعه چوب را پس از برخورد گلوله آونگ با آن یادداشت کنید.
پاسخ: هرچه ارتفاع گلوله نسبت به سطح زمین بیشتر باشد، جابجایی قطعه چوب بیشتر است.
5- آزمایش را برای گلوله‌های دیگری با جرم متفاوت تکرار کنید و نتایج حاصل را در گروه خود به بحث بگذارید و به کلاس درس ارائه کنید.
پاسخ: هر چه جرم گلوله بیشتر باشد، جابه‌جایی قطعه چوب بیشتر است. با توجه به مشاهدات بالا میتوان نتیجه گرفت که هر چه جرم جسم و ارتفاع آن از سطح زمین بیشتر باشد، انرژی آن بیشتر است.
همان‌طور که از آزمایش قبل نتیجه گرفتید، انرژی پتانسیل گرانشی به وزن جسم و ارتفاع جسم از سطح زمین وابسته است.
فکر کنید صفحه 69 علوم هفتم
دریافت خود را از شکل زیر با توجه به مفاهیم انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل گرانشی و تبدیل انرژی بیان کنید.
پاسخ: الف) وقتی سنگ را از زمین بلند کرده و در ارتفاعی نگه داشته‌ایم دارای انرژی پتانسیل گرانشی است.
ب) وقتی سنگ را رها می‌کنیم انرژی پتانسیل گرانشی تبدیل به انرژی جنبشی شده و بیشترین انرژی جنبشی در قبل از لحظه برخورد است.
خود را بیازمایید صفحه 70 علوم هفتم
با توجه به قانون پایستگی انرژی در شکل زیر جای خالی را روی نمودار انرژی یک خودرو کامل کنید.
پاسخ: 900 ژول به انرژی گرمایی تبدیل میشود.
خود را بیازمایید صفحه 71 علوم هفتم
مقدار انرژی ای که بدن ما با خوردن یک تخم مرغ آب پز (حدود 60 گرم)، یک گوجه فرنگی (حدود 50 گرم) و یک نان لواش (حدود 100 گرم) کسب می‌کند، چقدر است؟
پاسخ: در ابتدا انرژی هرکدام از این خوراکی‌ها را از جدول داده شده مشاهده می‌کنیم و آن را در جِرم هر ضرب می‌کنیم و در نهایت اعداد به دست آمده را با هم جمع می‌کنیم.
کیلوژول 408 = 60 × 6/8 = تخم مرغ
کیلوژول 45 = 50 × 0/9 = گوجه فرنگی
کیلوژول 1130 = 100 × 11/3 = نان لواش
کیلوژول1583 = 1130 + 45 + 408 = مقدار کل انرژی
فعالیت صفحه 72 علوم هفتم
فهرستی از غذاهایی را که در یک روز معین مصرف می‌کنید به همراه مقدار تقریبی آنها تهیه کنید. با توجه به این فهرست تعیین کنید که در این روز معین، بدن شما چه مقدار انرژی از این مواد غذایی کسب می‌کند.
[table id=35 /]
فکر کنید صفحه 72 علوم هفتم
دریافت خود را از شکل زیر با توجه به مفاهیمی که در این فصل فرا گرفتید، بیان کنید.
پاسخ: انرژی نورانی خورشید در گیاه به انرژی پتانسیل شیمیایی تبدیل میشود. گیاه با استفاده از انرژی پتانسیل شیمیایی حاصل از عمل فتوسنتز و انرژی پتانسیل شیمیایی املاح معدنی موجود در خاک رشد می‌کند. با افزودن این سبزیجات به غذا، انرژی شیمیایی آنها در بدن ذخیره شده و هنگام انجام فعالیت به انرژی جنبشی (حرکتی) تبدیل میشود.
فکر کنید صفحه 72 علوم هفتم
انرژی مورد نیاز یک نوجوان فعال و در حال رشد برای یک شبانه روز به طور متوسط بین 10000 تا 12000 کیلو ژول است. با توجه به نتیجه خود را بیازمایید صفحه 71، آیا این وعده غذایی برای صبحانه یک نوجوان در سن و سال شما کافی است یا خیر؟
پاسخ: خیر کافی نیست زیرا گفته میشود که یک سوم انرژی دریافتی در طول روز باید از طریق صبحانه به بدن برسد و آن 1583 کیلوژول انرژی خیلی کمتر از یک سوم انرژی مورد نیاز یک نوجوان فعال در طول روز است.
PDF کتاب درسی علوم هفتم