درس هفتم: ورزش و نیرو ۲ علوم ششم
در درس هفتم: ورزش و نیرو ۲ علوم ششم به بررسی نیروهایی می‌پردازیم که بدون تماس با جسم سبب ایجاد تغییر در آن می‌شوند. مبحث ورزش و نیرو ۲ علوم ششم به بررسی انواع نیروی غیر تماسی اختصاص دارد.
نیروی گرانشی
فرض کنید توپی که در دست دارید از دستتان رها می‌شود. اگر نیرویی بر جسم وارد نشود پس از رها شدن باید در جای خود ثابت بماند اما توپ به سمت زمین شروع به حرکت می‌کند. نیرویی که از طرف کره‌ی زمین توپ را به سمت خود می‌کشد، نیروی گرانشی یا نیروی جاذبه‌ی زمین نام دارد.
تدریس ورزش و نیرو ۲ علوم ششم با طرح سه سوال با توجه به مفهوم نیروی گرانشی آغاز می‌شود:
- چرا اسکی باز به راحتی از بالای کوه به سمت پایین کوه سرازیر می‌شود؟
- چرا وقتی شیر آب باز می‌شود، آب به سمت پایین جریان می‌یابد؟
- اگر در بازی فوتبال، گرانش زمین نباشد، چه اتفاقی می‌افتد؟
جرم، وزن و تفاوت آن ها
بسیاری از افراد جرم و وزن را یکی فرض می‌کنند. از مهم‌ترین نکات ورزش و نیرو ۲ علوم ششم این است که برای این دو واژه، دو تعریف مستقل ارائه شده و تفاوت این دو مورد بررسی قرار گرفته است.
- جرم هر جسم، مقدار ماده‌ی تشکیل دهنده‌ی آن است. جرم اجسام را با وسیله‌ای به نام ترازو اندازه‌گیری می‌نمایند. از کلماتی مانند کیلوگرم و گرم به عنوان یکای جرم استفاده می‌شود.
- وزن هر جسم نیروی جاذبه‌ای است که از طرف زمین بر جسم وارد و از نیروسنج برای اندازه‌گیری وزن یک جسم استفاده می‌شود. نیوتون به عنوان یکای نیرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
با تماشای ویدیو آموزشی ورزش و نیرو ۲ علوم ششم مدرسه مجازی آی نو می‌توانید به بررسی دقیق‌تر نکات مهم این مبحث بپردازید.
نیروی مغناطیسی
همان‌طور که می‌دانید دو آهن ربا بدون این که با هم تماسی داشته باشند، بر هم نیرو وارد می‌کنند. نیرویی که یک آهن‌ربا به آهن‌ربای دیگر وارد می‌کند، نیروی مغناطیسی نامیده می‌شود.
- اگر قطب دو آهن‌ربا هم‌نام باشند نیروی مغناطیسی از نوع دافعه است. در این حالت دو آهن‌ربا از هم دور می‌شوند.
- اگر قطب دو آهن ربا هم‌نام نباشد، نیروی مغناطیسی از نوع جاذبه است. در این حالت دو آهن‌ربا به یکدیگر نزدیک می‌شوند.
فعالیت 1
با انجام این فعالیت، بدون تماس با یک عروسک یا اتومبیل اسباب بازی، آن را حرکت دهید. برای انجام این فعالیت باید طبق روش زیر پیش روید:
- در داخل یک عروسک (یا اتومبیل اسباب بازی) یک آهن‌ربای کوچک قرار دهید.
- عروسک را روی یک تکه مقوا یا روی میز قرار دهید.
- زیر میز یک آهن ربای قوی را در دست بگیرید.
- با حرکت آهن ربای زیر میز، عروسک را حرکت دهید.
از انجام این فعالیت، چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟ برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید سری به ویدیوهای آموزشی علوم ششم مدرسه مجازی آی نو بزنید.
نیروی الکتریکی
برای مشاهده‌ی نیروی الکتریکی لازم است تا دو آزمایش زیر را انجام دهید. برای انجام این آزمایش‌ها باید طبق روش زیر پیش روید:
آزمایش 1
برای انجام این آزمایش مطرح شده در درس ورزش و نیرو ۲ علوم ششم لازم است تا مطابق مراحل زیر پیش بروید:
- دو میله‌ی پلاستیکی (مانند دو عدد خودکار پلاستیکی) تهیه نمایید.
- یکی از آن‌ها را توسط نخی از بالای صندلی آویزان کنید.
- هر دو میله را با مالیدن به موهای تمیز و خشک خود دارای بار الکتریکی نمایید.
- میله‌ی داخل دست خود را به میله‌ی آویزان نزدیک کنید. چه اتفاقی می‌افتد؟
آزمایش ۲
به منظور انجام این آزمایش ارائه شده در درس ورزش و نیرو ۲ علوم ششم می‌توانید مراحل زیر را پیش ببرید:
- مقداری خرده کاغذ تهیه کنید.
- شانه‌ی پلاستیکی را با مالیدن به موهای تمیز و خشک خود دارای بار الکتریکی نمایید.
- شانه را به خرده کاغذ‌ها نزدیک کنید. چه اتفاقی می‌افتد؟
نتیجه‌گیری آزمایش 1 و ۲
در اثر مالش، شانه دارای خاصیتی می‌شود که می‌تواند خرده‌های کاغذ را جذب نماید. نیرویی که سبب جذب خرده‌های کاغذ به شانه می‌شود، نیروی الکتریکی نام دارد. این نیرو نیز بدون تماس بین دو جسم اعمال می‌گردد.
نیروی اصطکاک
فرض کنید توپی را روی سطحی رها می‌کنید که پس از مدتی توپ می‌ایستد. مشخص است نیرویی سبب کند شدن حرکت توپ و توقف آن شده است. برای درک این نیرو لازم است تا آزمایش زیر را انجام دهید.
آزمایش 3
برای این که بدانید چه عواملی روی این نیروی بازدارنده جسم از حرکت، موثرند لازم است تا آزمایش زیر را انجام دهید:
- یک سطح صاف و صیقلی مانند سرامیک به طول 40 سانتی‌متر تهیه کنید.
- چند کتاب زیر آن قرار دهید تا شیب‌دار باشد.
- یک باتری قلمی را در بالای سطح قرار دهید. چه اتفاقی می‌افتد؟ این باتری پس از طی چه مسافتی روی این سطح می‌ایستد؟
- از کتاب‌های بیشتری برای ایجاد شیب بیشتر سطح استفاده نمایید. چه اتفاقی می‌افتد؟
- در این مرحله، آزمایش را با یک موکت پرزدار تکرار نمایید.
- آزمایش را روی سطح خاکی و سطح یخی تکرار کنید. نتایج این آزمایش‌ها را با هم مقایسه نمایید.
در نهایت باید به سوالات زیر پاسخ دهید:
- چه وضعیتی باید فراهم باشد تا جسم مسافت بیشتری را طی نماید؟
- در کدام حالت جسم زودتر متوقف می‌شود؟
- چرا در همه‌ی حالت‌ها جسم پس از مدتی متوقف می‌شود؟
نتیجه گیری آزمایش 3
در آزمایش انجام شده، نیروی بین دو سطح سبب کند شدن حرکت و توقف جسم می‌شود. نیرویی که سبب کند شدن حرکت و توقف جسم می‌شود، نیروی اصطکاک نام دارد. معمولا نیروی اصطکاک در خلاف جهت حرکت بر جسم اثر می‌کند.
- هر چه سطح صیقلی‌تر باشد، نیروی اصطکاک کمتر خواهد بود.
- جنس سطوحی که روی هم می‌لغزند در مقدار نیروی اصطکاک موثر است.
- هر چه شیب سطح بیشتر باشد اصطکاک کمتر است.
پس از انجام آزمایش لازم است تا به سوالات زیر در مورد نیروی اصطکاک پاسخ دهید:
- آیا سطحی وجود دارد که باتری روی آن متوقف نشود؟
- اگر نیروی اصطکاک نبود در زندگی ما چه اتفاقی می‌افتاد؟ توضیح دهید.
فعالیت
در ادامه‌ی آموزش ورزش و نیرو ۲ علوم ششم در مورد هر یک از فعالیت‌های زیر باید تعیین کنید که نیروی اصطکاک بیشتر باشد بهتر است یا کمتر؟ چرا؟
الف) هنگام ترمز کردن اتومبیل
ب) بالارفتن از کوه
پ) اسکی روی یخ یا برف
ت) گره زدن طناب
ث) اصطکاک بین اجزای دو چرخه (مثلا زنجیر و چرخ دنده)
ج) هنگام هل دادن یک جسم سنگین
در ادامه‌ی مبحث بررسی نیروی اصطکاک باید به سوال زیر پاسخ دهید:
«برای حرکت بدون سر خوردن روی برف در روزهای برفی، چه راه‌هایی پیشنهاد می‌نمایید؟»
آزمایش 4
استفاده از چرخ، اصطکاک را کم و حرکت را آسان‌تر می‌کند. برای درک این موضوع لازم است تا آزمایش زیر را انجام دهید:
- یک کتاب بزرگ را روی میز قرار دهید.
- سعی نمایید با کمک یک کش آن را روی میز بکشید.
- این آزمایش را با قرار دادن چند کتاب روی هم انجام دهید. در کدام حالت کش بیشتر کشیده می‌شود؟
- در این مرحله چند مداد زیر کتاب‌ها بگذارید و به کمک همان کش، کتاب‌ها را حرکت دهید.
- در کدام حالت، حرکت دادن کتاب‌ها آسان‌تر است و کش کمتر کشیده می‌شود؟
با توجه به اطلاعاتی که تا کنون از نیروی اصطکاک کسب نموده‌اید لازم است تا به سوالات زیر پاسخ دهید:
- چگونه یک دانش‌آموز می‌تواند به راحتی چمدان مسافرتی خود را حمل کند؟
- آیا نیروی اصطکاک بر کشتی یا هواپیمای در حال حرکت هم وجود دارد؟
نیروی مقاومت هوا
در ادامه‌ی درس ورزش و نیرو ۲ علوم ششم با انجام یک آزمایش ساده می‌توانید نیروی مقاومت هوا را درک نمایید.
آزمایش 5
برای انجام این آزمایش لازم است تا یک برگه‌ی کاغذ را با دو انگشت خود در هوا با سرعت بچرخانید. چه نیرویی سبب خم شدن کاغذ می‌شود؟
نتیجه گیری آزمایش 5
وقتی جسمی در هوا حرکت می‌کند از طرف هوا بر آن نیرویی در خلاف حرکت جسم وارد می‌شود که به آن نیروی مقاومت هوا می‌گویند. اگر بخواهیم جسمی در هوا راحت‌تر حرکت کند باید شکل آن را به گونه‌ای طراحی کنیم که نیروی مقاومت هوا کم‌ترین مقدار ممکن شود.
کاوشگری
در خلاصه ورزش و نیرو ۲ علوم ششم برای این‌که بدانید وسایل نقلیه با شکل مناسب می‌توانند نیروی مقاومت هوا را به حداقل برسانند، برای شما یک کاوشگری در نظر گرفته شده است. برای انجام این کاوشگری لازم است تا طبق مراحل زیر پیش روید:
- یک ماشین اسباب بازی را از بالای سطح شیب‌داری رها کنید.
- مسافتی را که روی سطح افقی طی می‌کند تا بایستد را یادداشت نمایید.
- با تکرار آزمایش می‌توانید به نتایج صحیح‌تری برسید.
- در این مرحله باید یک مقوا به ابعاد ۲0 در 10 سانتی‌متر را روی ماشین قرار دهید به طوری که صفحه‌ی مقوا رو به حرکت ماشین باشد.
- ماشین را از بالای سطح رها کنید و مسافتی که روی سطح افقی می‌رود تا بایستد را اندازه بگیرید.
- مشاهدات خود را یادداشت کنید.
- مقوا‌هایی با ابعاد بزرگتر و کوچکتر قرار دهید و آزمایش را تکرار نمایید.
- در همه‌ی آزمایشات، جرم مقوا و ماشین را تغییری ندهید.
در نهایت لازم است تا نتیجه‌ی کاوش خود را در جدول زیر یادداشت نمایید:
| شماره‌ی آزمایش | مساحت مقوا (سانتی‌متر مربع) | میانگین مسافتی که ماشین روی سطح افقی طی می‌کند (سانتی‌متر) |
|---|---|---|
| 1 | ||
| ۲ | ||
| 3 | ||
| 4 |
در ادامه‌ی درس ورزش و نیرو ۲ علوم ششم با در نظر گرفتن نتیجه‌ی کاوش فوق لازم است تا به دو پرسش زیر پاسخ دهید:
- شکل خودرو چگونه باشد تا اثر نیروی مقاومت هوا بر آن کمتر باشد.
- دلیل باز شدن چتر در پشت هواپیمای جنگی، هنگام نشستن روی زمین چیست؟
آزمایش 6
برای این‌که بدانید چرا هواپیما بالا می‌رود می‌توانید آزمایش زیر را انجام دهید:
- یک نوار کاغذی به عرض تقریبی 4 سانتی‌متر را از ورق کاغذ ببرید.
- یک طرف آن را لای کتاب بگذارید.
- روی آن به شدت فوت کنید. چه اتفاقی می‌افتد؟ اگر سریع‌تر فوت کنید، چه اتفاقی می‌افتد؟
نتیجه گیری آزمایش 6
در ادامه‌ی ورزش و نیرو ۲ علوم ششم ابتدایی به یک نکته‌ی بسیار مهم و جذاب پی می‌بریم. وقتی هوا نسبت به زیر کاغذ با سرعت بیشتری از روی کاغذ عبور می‌کند، یک نیروی بالابر ایجاد می‌شود. این نیرو به کمک مقاومت هوا سبب می‌شود نیروی خالصی که کاغذ را بالا می‌برد از وزن کاغذ بیشتر شود، در نتیجه کاغذ بالا می‌رود. اکنون توضیح دهید که چرا در روزهای طوفانی امکان دارد سقف شیروانی کنده شود؟
طراحی بال هواپیما
طراحی بال هواپیما باید به گونه‌ای باشد که هوای بالای بال نسبت به هوای پایین بال، سرعت بیشتری داشته باشد. در این صورت مانند آزمایش نوار کاغذی، یک نیروی بالابر علاوه بر نیروی مقاومت هوا، هواپیما را بالا می‌برد. در این حالت نیروی خالص حاصل از بالابری و مقاومت هوا از جاذبه‌ی زمین بیشتر می‌شود و هواپیما را بالا می‌برد.
شما می‌توانید با آموزش ویدیویی ورزش و نیرو ۲ علوم ششم مدرسه مجازی آی نو با نکات مهم این مبحث آشنا شوید.
