جواب تمرین علوم نهم-درس پنجم:نیرو

حل تمرین علوم نهم|درس پنجم:نیرو

فعالیت صفحه 53

دانش آموزان در شکل های زیر جسمی که در ابتدا ساکن است، را هل می دهند. اثر اعمال این نیروها را در هر شکل توضیح دهید(سطح زمین را صاف و صیقلی فرض کنید تا بتوانید از نیروی  N اصطکاک صرف نظر کنید).

الف) دانش آموزان از دو طرف با نیروی  100 نیوتون  جعبه را هل می دهد.

 

ب) دانش آموز سمت چپ با نیروی 120 نیوتون و دانش آموز سمت راست با نیروی 50 نیوتن جعبه را هل می دهد.

 

پ)هردو دانش آموز با نیروی 60 نیوتون جسم را به طرف راست هل می دهد.

 

از این فعالیت چه نتیجه ای می گیرید؟

در صورتی جسم حرکت می کند که برآیند نیروهای وارد برآن صفر نباشد و نیروی خالصی به آن وارد شود.

[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]

خود را بیازمایید صفحه 54

الف) اگر بخواهیم جسمی را به حرکت درآوریم یا سرعت آن را تغییر دهیم، چه باید کنیم؟

باید نیروی خالصی را در جهتی که می خواهیم برجسم وارد کنیم.
ب) اگر خودرویی بخواهد متوقف شود، باید در کدام جهت به آن نیرو وارد شود؟

در جهت مخالف حرکتش

[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]

آزمایش کنید صفحه 54

هدف بررسی رابطه بین شتاب و نیرو
وسایل و مواد لازم میز، چهار چرخه،
قرقره، نخ، وزنه های مختلف، نیروسنج، قلاب
روش اجرا
1- مطابق شکل وزنهٔ کوچک را با نخ به جسم واقع بر روی میز وصل کنید تا جسم (چهارچرخه) شروع به حرکت کند و شتاب بگیرد.
2- جرم وزنهٔ آویزان را 2 برابر کنید و دوباره به زمان حرکت جسم توجه کنید.
3- این کار را با 3 یا 4 برابر کردن جرم وزنه ادامه دهید. در کدام حالت جسم سریعتر طول میز را طی می کند؟ زمانی که وزنه متصل به جسم سنگین تر است.

شتاب جسم در کدام حالت بیشتر است؟زمانی که وزنه متصل به جسم سنگین تر است.

از این آزمایش چه نتیجه ای می گیرید؟

هرچه نیروی خالص وارد بر جسم(برآیند نیروها) بیشتر باشد جسم شتاب و سرعت بیشتری خواهدداشت.
4- این بار جرم روی چهارچرخه را تغییر دهید و در ضمن جرم وزنهٔ متصل به نیروسنج را نیز طوری اختیار کنید که نیروسنج در هر آزمایش با جرم های مختلف چهارچرخه، عدد یکسانی را نشان دهد. با افزایش جرم چهارچرخه، چه تغییری در شتاب حرکت آن دیده می شود؟  با افزایش جرم چهارچرخه شتاب جسم کاهش می یابد.

از این آزمایش چه نتیجه ای می گیرید؟

با افزایش جرم جسمی که به آن نیرو وارد می کنیم ، شتاب جسم کاهش می یابد.

 

رابطه نیروی خالص وارده با شتاب ←مستقیم

رابطه جرم جسم با شتاب  ←برعکس

[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]

پرسش متن صفحه 56

از این مثال چه نتیجه ای می گیرید؟ در صورت کاهش جرم جسم و افزایش نیروی وارد برجسم ، شتاب جسم افزایش پیدا می کند.

[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]

گفت و گو کنید صفحه 56

خودرو های مسابقه به گونه ای طراحی می شوند که دارای موتورهای قوی باشند تا بتوانند نیروی زیادی را بین جاده و خودرو ایجاد کنند.همچنین آنها تا آنجا که ممکن است سبک طراحی می شوند. این نوع طراحی؛ یعنی نیروی زیاد موتور و جرم کم اتومبیل، روی شتاب آنها چه تأثیری می گذارد؟

هرچه جرم متر باشد شتاب بیشتر و هرچه نیروی بیشتری وارد شود شتاب بیشتر است.

پس باعث افزایش شتاب آن ها می یود.

[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]

خود را بیازمایید صفحه 58

جرم دانش آموزی 50 کیلوگرم است. وزن این دانش آموز در سطح زمین چقدر است؟

نیوتون 490=50×9.8

[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]

گفت و گو کنید صفحه 59

 

فرض کنید مطابق شکل پسر و اسب، روی اسکیت ها ساکن اند. پسر، اسب را هل می دهد و هر دوی آنها شتاب پیدا می کنند و به حرکت در می آیند اما شتاب آنها در خلاف جهت یکدیگر است. کدام یک از آنها دارای شتاب بیشتری می شود؟ توضیح دهید.

وقتی پسر اسب را هل می دهد دقیقا هم اندازه نیرویی که به اسب وارد می کند ولی در خلاف جهت بر او وارد می شود که نیروی واکنش نامیده می شود.

نیروی واکنش هم همانند هر نیروی دیگری از فرمول زیر پیروی می کند.

 

[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]

خود را بیازمایید صفحه 60

اگر در شکل 13 جرم جسم 10 کیلوگرم باشد ، وزن جسم و مقدار نیروی عمودی سطح چند نیوتون است؟

وزن جسم   نیوتون 100  =10×10

نیروی عمودی سطح  = 100 نیوتون

هم اندازه با وزن ولی درخلاف جهت/زیرا جسم جرکت نکرده است.

[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]

فعالیت صفحه 62

آزمایشی طراحی کنید که با آن بتوانید:
الف) نیروی اصطکاک وارد بر جسمی مانند یک قطعه چوب مکعبی در حال لغزش روی سطح را اندازه بگیرید.

مواد مورد نیاز نیروسنج ، جسم

روش کار جسم را به نیروسنج متصل کرده و با سرعت ثابت حرکت می دهیم.

نیرویی که نیروسنج نشان می دهد نیروی اصطکاک وارد برجسم است.

علت: زیرا ما باید دقیقا هم اندازه و خلاف جهت نیروی اصطکاک ، نیرو وارد کنیم تا جسم حرکت کند.

ب) نشان دهید که نیروی اصطکاک جنبشی به طور محسوسی به مساحت سطح تماس دو جسم بستگی ندارد.

مواد مورد نیاز نیروسنج ،یک جسم با سطح های متفاوت

روش کار  جسم مورد نظر را از یکبار از سطح کوچک و بار دیگر از سطح بزرگش روی زمین می گذاریم. نیروسنج را به جسم متصل کرده و می کشیم تا جسم حرکت کند . اندازه آن را یادداشت می کنیم.

نتیجه: می بینیم که اصطکاک چنبشی(نیروی نشان داده شده روی نیروسنج) در هردو حالت برابر است این یعنی مقدار نیروی اصطکاک جنبشی به سطح تماس بستگی ندارد.

پ) نشان دهید که هرچه جسم سنگین تر شود (با قرار دادن اجسام دیگر روی مکعب) نیروی اصطکاک جنبشی نیز افزایش می یابد.

مواد مورد نیاز

وزنه ها با جرم متفاوت ، جسم ، نیروسنج

روش کار

جسم را روی زمین قرار داده و نیروسنج را به آن متصل می کنیم.

وزنه های مختلف را روی جسم گذاشته ، آن را می کشیم تا حرکت کند و نیروی اصطکاک جنبشی(نیرویی که نیروسنج نشان می دهد) آن را اندازه گیری می کنیم.

نتیجه: مشاهده می کنیم که هرچه جرم جسم بیشتر باشد نیروی اصطکاک جنبشی هم بیشتر است.

[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]

جمع آوری اطلاعات صفحه 62

با مراجعه به منابع معتبر،تحقیق کنید:
الف) در چه مواردی باید نیروی اصطکاک را کم کرد و این عمل چگونه انجام می شود؟

• هنگام حرکت اتومبیل
• هنگام فروبردن کلید درون قفل
• اصطکاک بالا بین اجزای اتومبیل باعث گرم شدن ان و صدمه به موتور می شود.
• در موتور ها و کارخانه ها باعث خرابی و فرسودگی می شود.

روش کار:

• صیقلی کردن سطح
• روغن کاری و گریس کاری
• تخت هوا
• بلبرینگ
• تیز کردن نوک
  ب) در چه مواردی باید نیروی اصطکاک را افزایش داد و این عمل چگونه انجام می شود؟
• هنگام راه رفتن
• ترمز کردن اتومبیل
• ساخت ساختمان ها : آجر ها روی هم نمی ایستادند.
• اگر اصطکاک نبود سرعت وزش باد زیاد می شد و خرابی های بسیار به وجود می آورد زیرا با برخورد مولکول های هوا (ایجاد اصطکاک) سرعت وزش باد کم می شود.
• هنگام کوه نوردی
• هنگام روشن کردن کبریت
• در روز های برفی برای لیز نخوردن اتومبیل

روش کار:

• ایجاد سطح ناهموار
• افزایش جرم جسم
• ریختن نمک و شن در روز های برفی