انرژی، نیاز هر روز ما

در مسابقهٔ دو، هر دو نفر تلاش می‌کنند زودتر به خط پایان برسند؛ انرژی‌شان را از چه چیزی می‌گیرند و اگر خیلی گرسنه باشی هنوز می‌توانی برنده شوی؟ گفت‌وگوی صفحهٔ ۱۶ همین گره را باز می‌کند و تو را وارد فصل ۳ علوم چهارم با عنوان «انرژی، نیاز هر روز ما» می‌کند. در نردبون چند مدرس برای همین فصل ویدیو دارند تا بتوانی توضیحی را انتخاب کنی که مثال‌های انرژی را روشن‌تر برایت می‌سازد.

کارهای روزانه بدون انرژی جلو نمی‌روند

درس خواندن، ورزش، ماهی‌گیری، برداشت محصول و ده‌ها کار دیگر همه به انرژی نیاز دارند. وسایلی مثل اتو، بخاری، جاروبرقی و آسانسور هم برای کار کردن انرژی مصرف می‌کنند. انرژی شکل‌های گوناگونی دارد؛ در این درس با شکل‌های حرکتی، نورانی، صوتی و گرمایی و تبدیل آن‌ها به یکدیگر آشنا می‌شوی.

انرژی حرکتی و فرفرهٔ صفحه‌های ۱۷ و ۱۸

به همهٔ اجسامی که حرکت می‌کنند انرژی می‌گویند؛ دقیق‌تر: انرژی حرکتی. کتاب می‌پرسد چگونه با استفاده از انرژی حرکتی می‌توانیم جسمی را جابه‌جا کنیم. فعالیت فرفره را انجام بده:

1. با کمک تصویرها فرفره بساز.
2. فرفره را با پونز به ته سیخ چوبی وصل کن و سیخ را داخل نی پلاستیکی قرار بده.
3. سر نخ را به سر سیخ و سر دیگر نخ را به گیرهٔ کاغذ ببند.
4. به فرفره فوت کن؛ چه اتفاقی می‌افتد و مشاهده‌ات را بنویس.

فرفره برای چرخیدن به انرژی نیاز دارد؛ این انرژی را از کجا به‌دست می‌آورد؟ چه راه‌های دیگری برای چرخاندن فرفره پیشنهاد می‌کنی؟ وسایل لازم شامل کاغذ رنگی، سیخ چوبی، پونز، گیرهٔ کاغذ و نخ است.

باد، آب جاری و چرخ اسفنجی

فکر کنید صفحهٔ ۱۹: در کدام تصویر از انرژی باد برای حرکت دادن اجسام استفاده می‌شود؟ آب جاری هم مثل باد انرژی حرکتی دارد و می‌تواند سنگ‌ها را جابه‌جا کند. فعالیت چرخ سبک از اسفنج فشرده، قاشق‌های بستنی، گیرهٔ کاغذ، سیخ چوبی و لیوان کاغذی را بساز و با جریان آب لیوان را به سمت بالا حرکت بده. چرخ در حال حرکت انرژی را از کجا می‌گیرد؟ پیش‌بینی کن چگونه می‌توانی وسیله‌ای با جرم بیشتر را جابه‌جا کنی و آزمایشی طراحی و اجرا کن.

بخش علم و زندگی یادآوری می‌کند مردم کشور ما از گذشته از انرژی باد و آب استفاده می‌کرده‌اند؛ امروز هم جایی که باد زیاد می‌وزد یا آب فراوان پشت سد ذخیره شده، از انرژی باد و آب برای تولید برق استفاده می‌شود. بقایای آسیاب بادی (آسباد) در یزد و نیروگاه بادی کهک تاکستان در کتاب آمده است.

انرژی گرمایی؛ مارپیچ کاغذی و مالش دست

انرژی گرمایی یکی از شکل‌های انرژی است و می‌تواند به شکل‌های دیگر تبدیل شود یا از شکل‌های دیگر به وجود بیاید. روی کاغذ مارپیچ بکش، ببر، با نخ بالای بخاری یا شوفاژ روشن نگه دار. چه مشاهده می‌کنی؟ چه چیزی باعث حرکت مارپیچ می‌شود و در این آزمایش انرژی از کدام شکل به شکل دیگر تبدیل می‌شود؟

فعالیت صفحهٔ ۲۲ ساده‌تر است: کف دو دست را به هم بچسبان و حرکت بده؛ چه احساس می‌کنی؟ حالا دست‌ها را تندتر حرکت بده؛ با حالت قبل چه تفاوتی دارد؟ انرژی حرکتی به کدام شکل تبدیل می‌شود؟ نفت، بنزین، گازوئیل و گاز شهری از انواع سوخت‌ها هستند و با سوختن انرژی گرمایی تولید می‌کنند. فکر کنید: بنزین در خودرو می‌سوزد و انرژی گرمایی تولید می‌کند؛ این انرژی به کدام شکل تبدیل می‌شود؟ در گفت‌وگو بپرس انرژی مورد نیاز شما برای پخت‌وپز و گرم کردن خانه از چه چیزی به‌دست می‌آید و در کارهای دیگر از انرژی گرمایی چگونه استفاده می‌شود.

اگر مقداری ماسه در ظرف دربسته بریزی و مدتی تکان دهی، دانه‌های ماسه گرم‌تر می‌شوند؛ چرا؟

انرژی نورانی خورشید

نوری که از چشمه‌های نور می‌تابد انرژی دارد؛ بنابراین نور خورشید هم انرژی دارد. گیاهان برای رشد به انرژی نور خورشید نیاز دارند. خورشید بزرگ‌ترین منبع انرژی زمین برای روشنایی و گرماست؛ پاک، ارزان و بی‌پایان. سوخت‌ها، باد و آب جاری هم منبع انرژی‌اند، اما کتاب تأکید می‌کند خورشید جایگاه ویژه‌ای دارد. از انرژی نورانی خورشید حتی برای روشن کردن لامپ‌ها هم می‌توان بهره برد.

انرژی صوتی و آزمایش بادکنک روی لیوان

فکر کنید: صدای هواپیما شیشهٔ پنجره‌ها را می‌لرزاند؛ انرژی صوتی در این حالت به کدام شکل تبدیل می‌شود؟ تکهٔ بادکنک را روی دهانهٔ لیوان شیشه‌ای ببند، چند دانه برنج یا گندم روی بادکنک بریز، ظرف فلزی را نزدیک لیوان نگه دار و با قاشق به بدنه ضربه بزن. چه مشاهده می‌کنی؟ ضربه‌های محکم‌تر را هم امتحان کن. به انرژی صدا، انرژی صوتی می‌گویند.

بازی کارتی شکل‌های انرژی

صفحهٔ ۲۵ بازی گروهی دارد: هر دانش‌آموز نام چند وسیلهٔ خانگی را روی کارت می‌نویسد و جدول را کامل می‌کند که آن وسیله چه شکلی از انرژی به ما می‌دهد (گرمایی، حرکتی و غیره). یکی نام وسیله و شکل انرژی را می‌خواند و بازی شروع می‌شود؛ نفر بعد باید وسیلهٔ دیگری با همان شکل انرژی بگوید بدون تکرار. این بازی کمک می‌کند تبدیل انرژی در وسایل روزمره را سریع به خاطر بسپاری.

تبدیل شکل‌ها؛ نخ نامرئی فصل

اگر یک جمله از کل فصل بماند این است: انرژی از بین نمی‌رود بلکه از شکلی به شکل دیگر می‌رود. فوت به فرفره، انرژی حرکتی هوا را به چرخش می‌دهد؛ مالش دست، حرکت را به گرما تبدیل می‌کند؛ بخاری زیر مارپیچ کاغذ، گرما را دوباره به حرکت هوا و چرخش کاغذ می‌کشاند؛ ضربه به ظرف فلزی، حرکت را به صدا و لرزش دانه روی بادکنک می‌رساند. بازی کارتی صفحهٔ ۲۵ همین تبدیلها را در وسایل خانه مرور می‌کند تا اسم شکل‌ها در موقعیت واقعی قفل شود.

آسیاب بادی یزد و سد و نیروگاه بادی کهک نشان می‌دهند ایدهٔ فصل فقط آزمایش کلاسی نیست؛ مهندسی قدیمی و جدید ایران روی همان انرژی حرکتی باد و آب بنا شده است.

سهم تو در حفاظت از منابع انرژی

هر روز برای گرم یا خنک کردن خانه، پختن غذا، رفت‌وآمد با اتوبوس یا خودروی شخصی و کارهای دیگر مقدار زیادی انرژی مصرف می‌کنیم. سوخت‌ها با سوختن انرژی گرمایی می‌دهند اما مقدارشان کم است و روزی به پایان می‌رسند. پیشنهادهای کتاب روشن است: در زمستان به جای زیاد کردن شعلهٔ بخاری لباس گرم بپوش؛ برای رفت‌وآمد از وسایل نقلیهٔ عمومی استفاده کن؛ زمان حمام را کوتاه کن؛ در ماه‌های خیلی گرم یا سرد پنجره‌ها را بسته و پرده‌ها را بکش.

اگر می‌خواهی ببینی انرژی الکتریکی چگونه در مدار به کار می‌رود، برو سراغ فصل ۴ علوم چهارم؛ انرژی الکتریکی.