درسنامه آموزشی علوم تجربی کلاس ششم
درس 6: ورزش و نیرو (1)
نیروها در تمام زندگی ما حضور دارند. ما آنها را نمیبینیم؛ امّا میتوانیم اثر آنها را بر اجسام یا خودمان مشاهده (حس) کنیم؛ به عبارت دیگر میتوانیم بگوییم نیرو سبب چه چیزی میشود.
وقتی با ضربهزدن یا پرتاب توپ، بازی را شروع میکنیم، وقتی در حال دوچرخهسواری هستیم و یا در حال دویدن، در همهی موارد در حال وارد کردن نیرو هستیم.
فعالیت (صفحه 40 کتاب درسی)
به تصویرهای زیر نگاه کنید.
الف) در هر یک از تصویرها چه فعّالیتی در حال اجرا است؟ در همهٔ تصاویر، نیرویی بر یک جسم وارد میشود.
ب) نتیجهی این فعّالیت بر جسم (توپ، تیر و...) چیست؟ وارد کردن نیرو به اجسام مختلف
- وزنهبرداری: حرکت جسم به سمت بالا به علت وارد کردن نیرو توسط ورزشکار
- تیراندازی: پرتاب تیر به سمت جلو به علت وارد کردن نیرو توسط ورزشکار
- پینگ پونگ: تغییر جهت حرکت توپ توسط راکت
- بادبادک هوا کردن: نیروی باد بر بادبادک وارد شده و موجب حرکت این جسم در هوا میشود.
- پرتاب موشک به فضا: غلبه بر نیروی جاذبهٔ زمین توسط موشک و حرکت موشک در هوا
- تغییر جهت توپ: تغییر جهت توپ توسط دروازهبان
گفتوگو (صفحه 41 کتاب درسی)
جدول زیر شامل تعدادی از فعّالیتهای روزانه است. در کدام مورد، جسم کشیده شده یا هل داده میشود و یا هم کشیده میشود و هم هل داده میشود. ردیف اوّل جدول به عنوان نمونه پر شده است. شما میتوانید موارد دیگری را به جدول اضافه و یا جایگزین کنید.
| شماره | توصیف فعالیت | کشیدن | هل دادن |
|---|---|---|---|
| 1 | بستن درِ کشوی میز | × | |
| 2 | باز کردن درِ اتاق | × | × |
| 3 | قرار دادن یک کتاب روی میز | × | |
| 4 | شوت کردن توپ | × | |
| 5 | بلند کردن کیف از روی زمین | × | |
| 6 | جذب یک قطعه آهنی توسط آهنربا | × |
آیا در این فعّالیتها حالتی هست که جسم کشیده نشود یا هل داده نشود؟ خیر
آیا میتوانیم از این فعّالیتها نتیجه بگیریم: برای حرکت دادن هر جسم باید آن را بکشیم و یا هل دهیم؟ بله
همانطور که در علوم سال سوم دیدیم، هل دادن و یا کشیدن، معادل وارد کردن یا اعمال نیرو است.
اثر نیرو
وقتی به جسمی نیرو وارد میشود، اثر نیرو به شکلهای گوناگون ظاهر میشود. فعّالیت زیر کمک میکند تا با این اثرها آشنا شوید.
فعالیت (صفحه 41 کتاب درسی)
در گروه خود، چند فعّالیت ورزشی را طرّاحی کنید که در آنها از نیرو برای تغییر جهت حرکت، تغییر شکل جسم، حرکت کردن جسم، توقّف جسم و کُند شدن یا تند شدن حرکت استفاده شود؛ سپس به همراه معلّم خود به حیاط مدرسه بروید و آنها را انجام دهید. پس از بازگشت به کلاس، هر گروه نتیجهی فعّالیت خود را به سایر دانش آموزان گزارش دهد.
همانطور که مشاهده کردیم، وقتی حرکت جسمی مانند توپ تغییر میکند؛ مثلاً وقتی توپی متوقّف میشود یا شروع به حرکت میکند، حتماً نیرویی سبب این تغییر حرکت شده است. بنابراین میتوانیم بگوییم: وقتی حرکت جسم تغییر میکند که به آن نیرویی وارد شود.
فکر کنید (صفحه 42د کتاب درسی)
در شکل های زیر با توجّه به اثر نیرو بر جسم مورد نظر، جاهای خالی را پر کنید.
الف) وارد کردن نیرو به جسم ممکن است سبب شروع حرکت آن شود.
ب) وارد کردن نیرو به جسم ممکن است سبب کند شدن حرکت آن شود.
پ) وارد کردن نیرو به جسم ممکن است سبب سریع شدن حرکت آن شود.
ت) وارد کردن نیرو به جسم ممکن است باعث توقف آن شود.
ث) وارد کردن نیرو به جسم میتواند سبب تغییر جهت حرکت آن شود.
علم و زندگی (صفحه 42 کتاب درسی)
با انجام دادن فعّالیتهای زیر میتوانید نیرو را بهتر حس کنید:
1- مسابقهی مچاندازی در کلاس
2- مسابقهی طناب کشی بین گروههای مختلف کلاس
3- وارد کردن توپ با ضربهی پا به دروازه
4ـ ضربه زدن با چکش به میخ روی دیوار
نیرو اثر متقابل بین دو جسم است
شخصی را در نظر بگیرید که در پشت یک خودروی خاموش ایستاده است (شکل الف).
آیا خودرو به این علّت که شخصی پشت آن ایستاده است، حرکت میکند؟ خیر، ایستادن شخص باعث حرکت نمیشود. هل دادن باعث حرکت آن میشود.
آن شخص خودرو را هل میدهد؛ یعنی او به خودرو نیرو وارد میکند و خودرو ممکن است در جهت نیروی وارد شده شروع به حرکت کند (شکل ب).
پس توجّه کنید شخص باید خودرو را هل بدهد تا خودرو شروع به حرکت کند و تا زمانی که او خودرو را هل ندهد، خودرو حرکت نخواهد کرد.
شکلهای زیر سه وضعیت را نشان میدهد که ممکن است برای شما آشنا باشد. آیا میتوانید در هر حالت تشخیص دهید چه کسی هل میدهد و چه کسی میکشد؟
در شکل های الف و ب دخترها به یکدیگر نیرو وارد میکنند. آیا به نظر شما مرد و اسب نیز به هم نیرو وارد میکنند؟ بله هر دو در حال کشیدن هستند.
در شکل الف دخترها همدیگر را هل میدهند در حالی که در شکل ب همدیگر را میکِشند.
به همین ترتیب در شکل پ مرد و اسب، همدیگر را میکشند.
فکر کنید (صفحه 44 کتاب درسی)
الف) حدّاقل، چند جسم باید بر هم اثر کنند تا نیرو ظاهر شود؟ دو جسم
ب) اگر دو جسم بر هم اثر نگذارند، مانند حالتی که شخص در نزدیکی خودرو ایستاده است و خودرو را هل نمیدهد، آیا دو جسم به هم نیرو وارد میکنند؟ خیر
آیا میدانید کَک میتواند ارّابهای را که جرم آن چند هزار برابر جرم خودش است بکِشد و به حرکت درآورد؟
علم و زندگی (صفحه 44 کتاب درسی)
در علوم پایهی سوم، با بازی طنابکشی آشنا شدهاید. در این بازی دو تیم مثلاً سه نفره طناب را در دو جهت مختلف میکشند. اعضای هر دو تیم تلاش زیادی میکنند تا طناب را به طرف خودشان بکشند. گاهی اوقات طناب به سادگی حرکت نمیکند.
الف) به نظر شما در چه حالتی با اینکه بر طناب نیرو وارد میشود، طناب حرکت نمیکند؟ زمانی که دو گروه نیروی هم اندازه به طرفین وارد کرده و نیروها اثر همدیگر را خنثی میکنند.
ب) در چه حالتی یکی از گروهها برنده میشود؟ گروهی که نیروی بیشتری وارد کرده، گروه دیگر را به طرف خود میکشد و برندهٔ مسابقه خواهد شد.
آزمایش کنید (صفحه 45 کتاب درسی)
1- یک جسم سنگین را انتخاب کنید که با هل دادن به راحتی حرکت نکند.
2- تلاش کنید با وارد کردن نیروی کافی آن را به حرکت درآورید.
3- از یکی از دوستانتان بخواهید تا او نیز به جسم در همان جهت هل دادن شما نیرو وارد کند. آیا در این حالت جسم راحتتر حرکت میکند؟ توضیح دهید. بله، زیرا نیروها با هم ترکیب میشوند و نیروی خالص بیشتری تولید میکنند.
4- حال از دوستتان بخواهید از طرف مقابل به جسم نیرو وارد کند.
5- در کدام حالت، نیروها اثر همدیگر را خنثی کردهاند و جسم حرکت نمیکند؟ حالتی که به جسم مورد نظر از دو جهت راست و چپ آن نیرو وارد میشود. (حالت سوم)
6- در کدام حالت، نیروها اثر یکدیگر را خنثی نمیکنند و نیروی خالص بیشتری به جسم وارد میشود و جسم سریعتر شروع به حرکت میکند؟ حالتی که دو نفر، جسم را از یک جهت هل میدهند.(حالت دوم)
از این آزمایشها چه نتیجهای میگیرید؟ نتیجه میگیریم برای هل دادن یا جابهجا کردن اشیاء میتوانیم از کسی کمک بگیریم تا نیروها تقسیم شود و راحت بتوانیم جسم را حرکت دهیم.
وقتی به جسمی در دو جهت مخالف نیرو وارد شود، جسم در کدام جهت حرکت خواهد کرد؟ نیروی خالص وارد بر جسم در کدام جهت است؟ برای یافتن پاسخ این پرسشها، کاوشگری زیر را انجام دهید.
کاوشگری (صفحه 46 کتاب درسی)
1- دو قرقره را روی دو لبهی یک میز نصب کنید.
2- یک چهارچرخه بردارید و مانند شکل، نخها را به دو طرف آن ببندید و از طرف دیگر به کفّهها (لیوانهای کاغذی) وصل کنید. توجّه کنید که نخها باید از روی قرقره عبور کنند.
3- وسط میز را علامتگذاری کنید و چهارچرخه را روی آن قرار دهید.
4- یکی از دانش آموزان چهارچرخه را نگه دارد و دانش آموز دیگری در هر یک از کفّهها وزنهی 100 گرمی قرار دهد. حال چهارچرخه را با دقّت رها کنید. چه چیزی مشاهده میکنید؟ چهار چرخه در همان مرکز میز ثابت میماند و هیچ حرکتی نمیکند.
5- اکنون وزنهی کفّه شمارهی یک را با وزنهی 200 گرمی جایگزین و آزمایش را تکرار کنید. چه چیزی مشاهده میکنید؟ چهار چرخه از روزی میز به سمت وزنه سنگتر حرکت میکند.
6- آزمایش را با وزنههای گوناگون تکرار و جدول زیر را کامل کنید.
| وضعیت چهار چرخه | وزنهٔ موجود در کفهٔ شمارهٔ (2) | وزنهٔ موجود در کفهٔ شمارهٔ (1) | شمارهٔ آزمایش |
|---|---|---|---|
| ثابت میماند و حرکت نمیکند. | 0 | 0 | 1 |
| ثابت میماند و هیچ حرکتی نمیکند. | 100 | 100 | 2 |
| به سمت وزنهٔ سنگینتر حرکت میکند | 100 | 200 | 3 |
| چهار چرخه ثابت میماند و حرکتی نمیکند. | 400 | 400 | 4 |
| چهار چرخه با سرعت بالایی به سمت وزنه سنگینتر حرکت میکند. | 100 | 400 | 5 |
| چهار چرخه به سمت وزنه 400 گرمی حرکت میکند. | 400 | 200 | 6 |
- در کدام حالتها چهارچرخه ثابت میماند و حرکت نمیکند؟ در حالتهایی که از هر دو سمت به یک میزان وزن به چهار چرخه وصل میشود. حالتهای اول، دوم و چهارم
- در کدام حالتها چهارچرخه شروع به حرکت میکند؟ در حالتهای سوم پنجم و ششم
- آیا در آزمایشهای شمارهی (2) و (4) به چهارچرخه نیرو وارد میشود؟ اگر پاسخ شما آری است، پس چرا جسم حرکت نمیکند؟ از هر دو سمت به جسم نیرو وارد میشود اما چون نیرو هر دو طرف ثابت است باعث خنثی شدن نیروها میشود.
- به نظر شما شرط شروع به حرکت کردن یک جسم چیست؟ نیروی کافی و به اندازه وارد کنیم. یعنی نیرو به اندازهای باشد که بتواند بر سایر نیرویهایی که مانع از حرکت جسم میشوند غلبه کند.
- نتیجهی کاوش خود را در یک یا چند سطر بنویسید.