درس 8: کارها آسان می‌شود 1 (اهرم‌ها)
صفحه ۶۳ تا ۶۸ کتاب درسی
مشکلِ فراز و نویدکاوشگریصفحه ۶۴ کتاب درسی
فراز و نوید سوار اُلاکلنگ هستند. فراز دوست دارد با نوید که از او سنگین‌تر است بازی کند، امّا مثل اینکه مشکلی وجود دارد و آن‌ها نمی‌توانند به‌راحتی با هم بازی کنند.
روی اُلاکلنگ، محلّ نشستن نوید و فراز چگونه باید باشد تا آن دو بتوانند با هم بازی کنند؟
وسایل و موادّ لازم: دو لیوان یک‌بارمصرف، خط‌کش به طول ۵۰ سانتی‌متر و دو عروسک با جرم‌های مختلف.
- وسط خط‌کش را روی پاک‌کن (تکیه‌گاه) قرار دهید و محلّ پاک‌کن را تغییر ندهید.
- دو عروسک با جرم‌های مختلف را در دو لیوان یک‌بارمصرف یکسان بگذارید.
- این دو لیوان را در فاصله‌های یکسان از تکیه‌گاه قرار دهید؛ چه چیزی مشاهده می‌کنید؟
- لیوان سنگین‌تر را از تکیه‌گاه دور کنید؛ چه مشاهده می‌کنید؟
- لیوان سنگین را کم‌کم به تکیه‌گاه نزدیک کنید تا بالاتر از لیوان سبک‌تر قرار گیرد.
| مرحله | فاصله‌ی لیوان سنگین | فاصله‌ی لیوان سبک |
|---|---|---|
| ۱ | ۱۵ | ۱۵ |
| ۲ | … | ۱۵ |
| ۳ | … | ۱۵ |
الف) فراز چگونه می‌تواند مشکل بازی با نوید را حل کند؟ در این فعّالیت چه چیزی را ثابت نگه داشتیم و چه چیزی را تغییر دادیم؟
پاسخ: نویدِ سنگین‌تر باید به تکیه‌گاه نزدیک‌تر بنشیند. ثابت: محلّ تکیه‌گاه، جرم عروسک‌ها و فاصله‌ی لیوان سبک. متغیّر: فاصله‌ی لیوان سنگین از تکیه‌گاه.
ب) اگر نوید و فراز در فاصله‌ی یکسانی از تکیه‌گاه نشسته باشند و محلّ نشستن نوید تغییر نکند، چگونه می‌توانند به بازی ادامه دهند؟
پاسخ: با جابه‌جا کردن خودِ تکیه‌گاه به سمت نوید. مراحل پژوهش گروه خود را به‌طور کامل یادداشت کنید و گزارش دهید.
اُلاکلنگ یک اهرم است. هر اهرم یک میله و یک تکیه‌گاه دارد و با آن می‌توان اجسام را جابه‌جا کرد. در یک اهرم، هرچه جسم به تکیه‌گاه نزدیک‌تر شود، برای بلند کردن آن به نیروی کمتری نیاز است.
گیره‌ها و فاصله‌هاکاوشگریصفحه ۶۶ کتاب درسی
- وسط خط‌کش ۵۰ سانتی‌متری را روی پاک‌کن (تکیه‌گاه) قرار دهید.
- لیوان‌ها را در فاصله‌ی ۱۵ سانتی‌متری از تکیه‌گاه قرار دهید.
- در یکی از لیوان‌ها ۴ گیره‌ی کاغذ قرار دهید.
- در لیوان دیگر آن‌قدر گیره‌ی کاغذ قرار دهید تا خط‌کش کاملاً به حالت افقی (تعادل) قرار گیرد و تعداد گیره‌ها را یادداشت کنید.
- در یکی از لیوان‌ها تعداد گیره‌ها را دو برابر کنید؛ چه اتّفاقی می‌افتد؟
| لیوان راست: فاصله (سانتی‌متر) | لیوان راست: گیره‌ها | لیوان چپ: فاصله (سانتی‌متر) | لیوان چپ: گیره‌ها |
|---|---|---|---|
| ۱۵ | ۴ | ۱۵ | ۴ |
| … | ۸ | ۱۵ | … |
الف) بین فاصله‌ی لیوان‌ها از تکیه‌گاه و تعداد گیره‌ها چه ارتباطی وجود دارد؟
پاسخ: هرچه تعداد گیره‌ها بیشتر باشد، برای تعادل باید فاصله‌ی آن لیوان از تکیه‌گاه کمتر شود. برای به تعادل رساندن خط‌کش راه‌های خود را پیشنهاد و آزمایش کنید و نتیجه را گزارش دهید.
با اهرم، جرم را اندازه بگیریدفعّالیتصفحه ۶۷ کتاب درسی
- لیوان‌ها را در فاصله‌ی مساوی از تکیه‌گاه قرار دهید.
- در یکی از لیوان‌ها یک مدادتراش بگذارید. در لیوان دیگر آن‌قدر گیره‌ی کاغذ بریزید که خط‌کش به تعادل برسد و بشمارید چند گیره لازم است.
- به‌جای مدادتراش یک پاک‌کن بگذارید و مرحله‌ی ۲ را تکرار کنید.
الف) اگر جرم هر گیره‌ی کاغذ ۲ گرم باشد، جرم مدادتراش و جرم پاک‌کن چند گرم می‌شود؟
پاسخ: شمار گیره‌ها را در ۲ ضرب کنید. همین است که اهرم را به یک ترازو تبدیل می‌کند.
وسیله‌هایی مانند اُلاکلنگ، ترازوی دوکفه‌ای و دربازکن اهرم هستند. قیچی، میخ‌کش و منگنه نیز مانند اهرم عمل می‌کنند. هر اهرم از سه قسمت تشکیل شده است: محلّ وارد شدن نیرو، محلّ قرار گرفتن جسم، و محلّ تکیه‌گاه.
سه گروهِ اهرمفعّالیتصفحه ۶۸ کتاب درسی
ابزارهای گوناگون را به کلاس بیاورید و با آن‌ها کار کنید. محلّ تکیه‌گاه، محلّ جسم و محلّ نیرو را در هر ابزار مشخّص کنید و اهرم‌ها را در سه گروه طبقه‌بندی کنید.
| تکیه‌گاه بین جسم و نیرو | جسم بین تکیه‌گاه و نیرو | نیرو بین جسم و تکیه‌گاه |
|---|---|---|
| … | … | … |
الف) فرغون و میخ‌کش که هر دو اهرم هستند، در کدام ستون جدول قرار می‌گیرند؟
پاسخ: برای هرکدام اوّل سه نقطه را روی خودِ ابزار پیدا کنید — کجا دستتان نیرو می‌آورد، کجا بار قرار دارد و کجا ابزار می‌چرخد — و بعد ستون را انتخاب کنید.