گام به گام فصل 9 علوم نهم
نام فصل: ماشین ها
فکر کنید صفحه 96 علوم نهم
شکل ۲ تصویر تعدادی از ماشین‌هایی را که روزانه با آنها سروکار داریم نشان می‌دهد. در مورد ورودی و خروجی این ماشین‌ها در زندگی و تبدیل انرژی در آنها گفت‌وگو کنید.
پاسخ:
- پارو، نیروی عضلانی دست‌های قایقران را به حرکت قایق تبدیل می‌کند.
- انرژی شیمیایی سوخت (گازوئیل یا گاز) توسط موتور به حرکت اتوبوس منجر می‌شود.
- انرژی الکتریکی به حرکت دورانی ماشین لباسشویی تبدیل می‌شود و شستشوی لباس و آبگیری آن را انجام می‌دهد.
- نیروی ماهیچه‌ای دست خیاط به حرکت سوزن چرخ خیاطی و دوخت لباس منجر می‌شود.
آزمایش کنید صفحه 98 علوم نهم
هدف: بررسی عوامل مؤثر بر گشتاور نیرو
وسایل و مواد لازم: حلقه، تعدادی وزنه کوچک شکاف‌دار، خط‌کش، وزنه گیر
روش اجرا:
۱- خط‌کش را درون حلقه قرار دهید و وزنه گیر را آویزان کنید.
۲- انتهای خط‌کش را با دست خود بگیرید و به صورت افقی نگه دارید.
۳- در وزنه گیر، وزنه قرار دهید و به تدریج وزنه‌ها را زیاد کنید.
۴- اکنون وزنه‌ها را ثابت نگه دارید و فاصله حلقه فلزی تا دستتان را کم و زیاد کنید. از این آزمایش چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟
پاسخ: نتیجه آزمایش: گشتاور نیرو به اندازه نیرو و فاصله نیرو تا محور چرخش بستگی دارد . (رابطه مستقیم)
خود را بیازمایید صفحه 99 علوم نهم
توضیح دهید چرا با آچار بلندتر، مهره محکم را می‌توان آسان‌تر باز کرد؟
پاسخ: چون فاصله ی نقطه اثر نیرو تا محور چرخش زیادتر شده و باعث افزایش گشتاور نیروی وارد بر آچار می شود .
فعالیت صفحه 101 علوم نهم
نشان دهید در اهرم‌ها و در شرایط تعادل، مزیت مکانیکی از رابطه زیر نیز به دست می‌آید.
پاسخ: در اهرم ها در شرایط تعادل اندازه گشتاور نیروی محرک و گشتاور نیروی مقاوم با هم برابرند.
فعالیت صفحه 101 علوم نهم
اهرم‌ها در بسیاری از ماشین های معمولی، دیده می‌شوند. اهرم‌ها را می‌توان برحسب محل قرار گرفتن تکیه‌گاه، نیروی محرک و نیروی مقاوم بررسی کرد. در هر یک از شکل‌های زیر تکیه‌گاه، محل وارد کردن نیروی محرک و نیروی مقاوم را نشان دهید. از وزن اهرم‌ها صرف نظر می‌شود.
پاسخ:
در هر سه شکل داده شده
مثلث های قرمز رنگ تکیه گاه
فلش های قرمز رنگ محل نیروی مقاوم است .
فلش های سبز رنگ محل نیروی محرک
فعالیت صفحه 102 علوم نهم
پاسخ: فرض کنید وزنه برابر 20 کیلوگرم باشد. یعنی نیروی مقاوم برابر 200 نیوتن باشد.
در قرقره ثابت نیروی محرکی که نیروسنج در محل دست نشان می‌دهد برابر 200 نیوتن است.
در قرقره متحرک نیروی محرکی که نیروسنج در محل دست نشان می‌دهد برابر 100 نیوتن است.
یا
پاسخ: باید پس از تحقیق به این نتیجه برسند که مزیت مکانیکی قرقره ساده یک و مزیت مکانیکی قرقره متحرک همواره دو است .
خود را بیازمایید صفحه 103 علوم نهم
با توجه به تعریف مزیت مکانیکی، جدول زیر را درباره مزیت مکانیکی ماشین‌های شکل ۱۴ ، کامل کنید.
| شکل الف | شکل ب | شکل پ | |
| اندازه نیروی محرکه | 50N | 50N | 50N |
| اندازه نیروی مقاوم | 50N | 100N | 150N |
| مزیت مکانیکی | 1 | 2 | 3 |
جمع آوری اطلاعات صفحه 103 علوم نهم
درباره نقش قرقره‌ها در زندگی اطلاعاتی را به همراه تصویر، جمع آوری کنید و آن را در کلاس گزارش دهید.
پاسخ: از زمان‌های قدیم برای آب‌کشی از چاه از قرقره استفاده می‌کرده‌اند. این عمل باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می‌شود.
برای بالا بردن پرچم در مراسم صبحگاهی پادگان‌ها و مدارس از قرقره استفاده می‌شود. قرقره در این حالت با تغییر جهت نیرو کمک می‌کند.
فکر کنید صفحه 105 علوم نهم
چرا در مناطق کوهستانی، قسمتی از جاده‌ها را به صورت پیچ‌های شیبدار می‌سازند؟
پاسخ: زیرا با این کار می توان با نیرویی کمتر ولی در مسافتی طوالنی تر خودرو را جابجا کرد .
برای این کار از دنده های سنگین تر استفاده می شود که گشتاور نیروی بیشتری در چرخ ها ایجاد می کند .
کتاب درسی علوم نهم