درسنامه آموزشی علوم تجربی چهارم با پاسخ درس 7: آهن ربا در زندگی
گروهی از دانشآموزان، همراه آموزگار خود از یک مرکز بازیافت زباله بازدید میکنند تا از نزدیک، جداسازی زبالهها را مشاهده کنند. در بخشی از این مرکز، زبالههای فلزّی را با آهنربایی بزرگ از بقیه جدا میکنند. دانشآموزان میخواهند بدانند چرا همهی قوطیهای فلزّی جذب آهن ربا نمیشوند.
برای پاسخ دادن به این پرسش، فعّالیت زیر را انجام دهید.
فعالیت (صفحه 60 کتاب درسی)
وسایل و موادّ لازم: آهنربا، قاشق فلزّی، قیچی، گیرهی کاغذ، پیچ و مهره، سیم مسی، ورق آلومینیمی، میخ، مداد تراش، سکّه
1- در گروه خود، مانند شکل زیر، آهن ربایی را به وسایل فلزّی مختلف، نزدیک کنید.
2 مشاهده های خود را در جدولی مانند جدول زیر بنویسید.
- از این فعّالیت چه نتیجهای میگیرید؟ فقط وسایل آهنی جذب آهن ربا میشوند.
نام وسیلههای فلزی | جذب آهنربا میشود | جذب آهنربا نمیشود |
---|---|---|
میخ آهنی | * | |
قیچی | * | |
قاشق فلزی | * | |
پیچ و مهره | * | |
گیرهٔ کاغذ | * | |
سیم مسی | * | |
ورق آلومینیومی | * | |
سکه | * |
آهنربا همهی جسمهای فلزّی را جذب نمیکند. آهنربا ورق آلومینیمی و سیم مسی را جذب نمیکند. جسمهای فلزّی مانند میخ و گیرهی کاغذ که آهنی هستند، جذب آهنربا میشوند.
جمعآوری اطلاعات (صفحه 61 کتاب درسی)
در گروه خود، با انجام آزمایش، دربارهی اینکه کدام یک از وسیلههای فلزّی خانهی شما جذب آهنربا میشود و کدام یک جذب نمیشود، اطّلاعات جمعآوری کنید و نتیجه را به کلاس گزارش دهید. به عهده دانشآموز، میتوانید با یک آهنربا آزمایش کنید.
آیا خاصیت آهنربایی در همه جای آهنربا یکسان است؟
اگر یک آهنربا را به گیرهی فلزّی (گیرهی کاغذ) نزدیک کنیم، گیرهها جذب آن میشود. آیا گیرهها به همهی قسمتهای آهنربا میچسبند؟ آیا این خاصیت در همه جای آهن ربا یکسان است؟
یکی از گروهها پیشبینی کرده است که خاصیت آهنربایی در وسط آهنربا از قسمتهای دیگر کمتر است و گیرهها به وسط آهنربا نمیچسبند. پیشبینی گروه شما چیست؟
فعالیت (صفحه 61 کتاب درسی)
وسایل و موادّ لازم: آهنربا، برادهی آهن، گیرهی کاغذ
برای پی بردن به درستی پیشبینی خود، با وسایلی که در اختیار دارید آزمایش مناسبی را طرّاحی و اجرا کنید. نتیجه را به کلاس گزارش دهید. آهنربا را به براده آهن نزدیک میکنیم، میبینیم که مقدار زیادی براده جذب دو سر آهن ربا میشود. سپس تلاش میکنیم که برادهها را به وسط آهنربا جذب کنیم که میبینیم مقدار کمی براده وسط آهنربا شده است. این مورد را با گیره کاغذ نیز امتحان میکنیم و نتیجه میگیریم که خاصیت آهنربایی در قطبهای آهنربا بیشتر است.
به قسمتی از آهنربا که خاصیت آهنربایی بیشتری دارد، قطب آهنربا میگویند. هر آهنربا دو قطب دارد.
قطبهای دو آهنربا بر یکدیگر اثر میگذارند.
وقتی دو آهنربا را به هم نزدیک میکنیم، یکدیگر را جذب یا دفع میکنند.
فعالیت (صفحه 62 کتاب درسی)
1- دو آهن ربای تیغهای را مانند شکل روی ماشینهای اسباب بازی بچسبانید.
2- ماشینها را مانند شکل از روبهرو به هم نزدیک کنید؛ چه اتّفاقی میافتد؟ ماشینها از هم دور میشوند و فاصله میگیرند.
3- یکی از ماشینها را برگردانید و دوباره آنها را به هم نزدیک کنید؛ چه اتفّاقی میافتد؟ ماشینها به هم نزدیک میشوند.
- در کدام حالت، ماشینها به هم برخورد میکنند؟ در حالتی که آهنرباها از قطبها غیرهم نام به هم نزدیک شوند.
- در کدام حالت، ماشینها از هم دور میشوند؟ در حالتی که آهنرباها از قطبهای هم نام به هم نزدیک شوند.
- از مشاهدات خود چه نتیجهای میگیرید؟ قطبهای هم نام یکدیگر را میرانند و قطبهای غیر هم نام یکدیگر را جذب میکنند.
همانطور که مشاهده کردید، قطبهای همنام آهنربا یکدیگر را دفع و قطبهای ناهمنام یکدیگر را جذب میکنند.
آیا آهنرباها قدرت جذب یکسانی دارند؟
فعالیت (صفحه 62 کتاب درسی)
وسایل و موادّ لازم: چهار آهنربای مختلف، خطکش، گیرهی فلزّی کاغذ
1- چهار عدد آهنربا را شمارهگذاری کنید.
2- یک گیرهی فلزّی کاغذ را روی صفر خطکش قرار دهید.
3- آهنربای شمارهی 1 را روی خطکش قرار دهید و به آرامی به گیرهی کاغذ نزدیک کنید.
4- فاصلهای را که در آن آهنربا، گیرهی کاغذ را جذب میکند، اندازه بگیرید و در جدول زیر یادداشت کنید.
شمارهٔ آهنربا | فاصلهای که گیره جذب آهنربا میشود |
---|---|
1 | 3 سانتیمتر |
2 | 4 سانتیمتر |
3 | 1 سانتیمتر |
4 | 5 سانتیمتر |
5- مرحلهی 3 را با آهنرباهای شمارهی 2، 3 و 4 را تکرار کنید.
- از این فعّالیت چه نتیجهای میگیرید؟ قدرت آهنربا در همهٔ آهنرباها یکسان نیست.
چگونه آهنربا بسازیم
اگر برخی از اجسام آهنی، مانند میخ را با آهنربا مالش دهیم، خاصیت آهنربایی پیدا میکنند. اکنون یک میخ آهنی بلند را به روش زیر، آهنربا کنید.
فعالیت (صفحه 63 کتاب درسی)
وسایل و موادّ لازم: آهنربا، میخ، برادهی آهن، گیرهی فلزّی کاغذ
1- میخ را روی میز بگذارید. یک قطب آهنربا را روی یک سر آن قرار دهید. آهنربا را تا سر دیگر میخ بکشید. این کار را در همان جهت تا 50 بار تکرار کنید (دقّت کنید که آهنربا را در خلاف جهت تعیین شده حرکت ندهید).
2- این میخ را به گیرههای فلزّی کاغذ یا برادههای آهن نزدیک کنید. چه چیزی مشاهده میکنید؟ میخ گیرهها و برادههای آهن را جذب میکند.
قطبهای آهنربا چه نام دارند؟
همانطور که مشاهده کردید، هر آهنربا دو قطب دارد و قطبهای آهنربا نسبت به قسمتهای دیگر آن، خاصیت آهنربایی بیشتری دارند.
با انجام دادن فعّالیت زیر، با روش نامگذاری قطبهای آهنربا آشنا میشوید.
فعالیت (صفحه 64 کتاب درسی)
وسایل و موادّ لازم: دانههای کروی شکل به قطر دو میلی متر (یونولیت)، سوزن ته گرد، ماژیک ضدّآب به رنگهای قرمز و آبی، ظرف شیشهای یا پلاستیکی بزرگ
1- شمال و جنوب کلاس را تعیین کنید و روی کاغذ بنویسید. کاغذ را در محلّ آزمایش بچسبانید.
2- یک سوزن ته گرد را آهنربا کنید.
3- دو دانهی کروی شکل یونولیت را به دو سرسوزن ته گرد وصل کنید.
4- یک ظرف پلاستیکی یا شیشهای را از آب پر کنید و آن را دور از وسایل آهنی قرار دهید.
5- سوزن متّصل به دانههای یونولیت را به آرامی روی آب شناور کنید.
6- صبر کنید تا آهنربای سوزنی از حرکت بایستد؛ طرز قرار گرفتن آن را روی صفحهی کاغذ رسم کنید.
7- آهنربای سوزنی را چند بار بچرخانید و صبر کنید تا از حرکت بایستد؛ آیا در جهت قبلی قرار میگیرد؟
- از این فعّالیت چه نتیجهای می گیرید؟
- آن سر آهن ربا را که به سمت شمال قرار میگیرد، قطب شمال مینامند و با علامت N نشان میدهند. سر دیگر آن را که به سمت جنوب قرار میگیرد، قطب جنوب مینامند و آن را با علامت S نشان میدهند.
- با استفاده از ماژیکها، قطب شمال آهنربای سوزنی را قرمز و قطب جنوب آهنربا را آبی رنگ کنید.
وسیلهای که ساختهاید مانند قطبنما عمل میکند. با استفاده از آن، جهتهای جغرافیایی خانهی خود را پیدا کنید.
در مسافرتهای دریایی و هوایی، برای تعیین مسیر حرکت کشتیها و هواپیماها از قطبنما استفاده میکنند.
جابهجایی جسم با استفاده از آهنربا
یکی از روشهای جابهجا کردن جسمها، استفاده از آهنربای الکتریکی است. با انجام دادن فعّالیت زیر، یک آهنربای الکتریکی بسازید و با استفاده از آن گیرههای فلزّی کاغذ را جابهجا کنید.
فعالیت (صفحه 65 کتاب درسی)
وسایل و موادّ لازم: باتری، گیرهی فلزّی کاغذ، میخ یا پیچ بزرگ، سیم روکشدار، چسب نواری
1- سیم روکشدار را 50 تا 100 بار، دور یک میخ آهنی بپیچید.
2- دو سرسیم را به باتری وصل کنید.
3- میخ را به چند گیرهی فلزّی کاغذ نزدیک کنید؛ چه اتّفاقی میافتد؟ گیرههای کاغذی جذب میخ میشوند.
4- پیشبینی کنید اگر تعداد دورهای سیم پیچها را تغییر دهید، چه اتّفاقی میافتد. هر چه دور سیم بیشتر شود قدرت آهنربا بیشتر میشود و هرچه دور سیم پیچ کمتر شود قدرت آهنربا کمتر میشود.
- پیشبینی خود را آزمایش کنید.
علم و زندگی (صفحه 66 کتاب درسی)
امروزه مردم ترجیح میدهند بیشتر پرداختهای خود را با کارتهای اعتباری انجام دهند. نوار تیره رنگ این کارتها خاصیت آهنربایی دارد. اطّلاعات کارت در این نوار ثبت شده است. هیچگاه این کارتها را نزدیک آهنربا یا تلفن همراه قرار ندهید، زیرا اطّلاعات موجود در نوار تیره رنگ پاک میشود.
گفتوگو (صفحه 66 کتاب درسی)
مردم با مصرف کالاهای بستهبندی شده مانند انواع کنسروها و نوشیدنیها مقدار زیادی زباله تولید میکنند.
- استفاده از کالاهای بستهبندی شدهی فلزّی چه فایدهها و چه ضررهایی دارد؟ از دوام و استحکام خوبی برخورداند و قابل بازیافت هستند و باعث آلودگی کمتر محیط زیست میشوند.
- بازیافت زبالههای فلزّی چه فایدههایی دارد و به چه روشهایی انجام میشود؟ 1- صرفهجویی در مصرف منابع طبیعی و حفظ آن برای آیندگان 2- کاهش دفن زباله و عدم از بین رفتن زمینهای مناسب در طبیعت 3- استفاده مجدد از مواد و انرژی 4- اشتغال زایی 5- کاهش هزینهها و ایجاد منافع اقتصادی و...
سهم شما در بازیافت زباله چیست؟
ما روزانه مقدار زیادی زبالههای فلزّی، پلاستیکی و کاغذی، تولید میکنیم. اگر این زبالهها را در طبیعت رها کنیم، به محیط زیست آسیب میرسانند. با بازیافت زبالههای خشک، مانند قوطیهای فلزّی و ظرفهای پلاستیکی دورریز، میتوانیم محیط زیست پاکیزهای داشته باشیم. با این کار منابع طبیعی را برای آینده حفظ میکنیم و مانع از نابودی محیط زیست میشویم.
برای بازیافت زبالهها:
- من زبالههای کاغذی را جداگانه جمعآوری میکنم.
- من و خانوادهام، قوطیهای فلزّی نوشیدنیها، آب میوه و موادّغذایی را در سطل جداگانه میریزیم و تحویل مراکز جمعآوری زبالههای خشک میدهیم.
برای اینکه بتوانیم زبالهها را آسانتر بازیافت کنیم شما چه کمکی میکنید؟