ورزش و نیرو (۱)

توپ را شوت می‌کنید، تیر را رها می‌کنید، دوچرخه را پدال می‌زنید—در همهٔ این‌ها نیرویی در کار است، حتی اگر خود نیرو را نبینید. کتاب علوم ششم می‌گوید نیروها در تمام زندگی حضور دارند؛ ما آن‌ها را نمی‌بینیم اما اثرشان را بر اجسام یا بدن خود حس می‌کنیم. سؤال درس این نیست که «نیرو چیست به زبان حفظی»؛ سؤال این است که نیرو چه چیزی را عوض می‌کند.

درس ورزش و نیرو (۱) در علوم ششم هل دادن و کشیدن را به اثر متقابل دو جسم و نیروی خالص وصل می‌کند. در نردبون چند مدرس همین فصل را تدریس کرده‌اند؛ اگر جدول هل/کشیدن را با یک مدرس مرور کنید و کاوشگری چهارچرخه و قرقره را با مدرس دیگر ببینید، مفهوم نیروی خالص روشن‌تر می‌شود.

تصویرهای ورزشی و جدول هل یا کشیدن

فعالیت صفحهٔ ۴۰ از شما می‌خواهد به تصویرها نگاه کنید و بگویید در هر کدام چه فعالیتی اجرا می‌شود و نتیجهٔ آن فعالیت بر جسم (توپ، تیر و غیره) چیست. نیروهای مختلف بر جسم در فعالیت‌ها وارد می‌شوند. فعالیت بعدی در حیاط مدرسه چند فعالیت ورزشی طراحی می‌کند که اثر نیرو را نشان دهند؛ بعد هر گروه نتیجه را به کلاس گزارش می‌دهد.

جدول صفحهٔ ۴۱ فعالیت‌های روزانه را با دو ستون «کشیدن» و «هل یا فشار دادن» دارد. ردیف نمونه: بستن درِ کشوی میز—کشیدن. بقیه را کامل کنید: باز کردن در اتاق، قرار دادن کتاب روی میز، شوت کردن توپ، بلند کردن کیف از روی زمین و موارد خودتان. سؤال کلیدی: آیا در این فعالیت‌ها حالتی هست که جسم کشیده نشود یا هل داده نشود؟ برای حرکت دادن هر جسم، نیرو لازم است. همان‌طور که در علوم سال سوم دیدید، هل دادن یا کشیدن معادل وارد کردن یا اعمال نیرو است.

اثر نیرو؛ شش جای خالی صفحهٔ ۴۲

وقتی به جسمی نیرو وارد می‌شود، اثر نیرو به شکل‌های گوناگون ظاهر می‌شود: تغییر شکل جسم، تغییر جهت حرکت، تند شدن حرکت، کند شدن و توقف، یا شروع حرکت جسم. فکر کنید صفحهٔ ۴۲ جاهای خالی را با همین اثرها پر می‌کند:

• وارد کردن نیرو ممکن است سبب شروع حرکت جسم شود.
• ممکن است سبب تند شدن یا کند شدن حرکت شود.
• ممکن است سبب توقف آن شود.
• ممکن است باعث تغییر جهت حرکت شود.
• ممکن است سبب تغییر شکل جسم شود.

برای حس بهتر نیرو، کتاب مسابقهٔ مچ‌اندازی، طناب‌کشی بین گروه‌ها و وارد کردن توپ با ضربهٔ پا به دروازه را پیشنهاد می‌کند. علم و زندگی همان صفحه نشان می‌دهد این مفاهیم فقط روی کاغذ نیستند.

نیرو اثر متقابل بین دو جسم است

صفحهٔ ۴۳ شخصی را تصور می‌کند که پشت خودروی خاموش ایستاده است. آیا خودرو فقط به این علت که کسی پشتش ایستاده حرکت می‌کند؟ نه. وقتی شخص خودرو را هل می‌دهد، به خودرو نیرو وارد می‌کند و خودرو ممکن است شروع به حرکت کند. تا وقتی هل ندهد، خودرو حرکت نخواهد کرد.

شکل‌های بعدی دو وضعیت آشنا را نشان می‌دهند تا تشخیص دهید چه کسی هل می‌دهد و چه کسی می‌کشد. در شکل مرد و اسب، و در شکل دخترها، سؤال این است که آیا دو طرف به هم نیرو وارد می‌کنند. فکر کنید صفحهٔ ۴۴ می‌پرسد: چند جسم باید بر هم اثر کنند تا نیرو ظاهر شود؟ اگر دو جسم بر هم اثر نگذارند—مثل وقتی شخص فقط نزدیک خودرو ایستاده و هل نمی‌دهد—آیا به هم نیرو وارد می‌کنند؟

شگفتی آفرینش: آیا می‌دانید کک می‌تواند ارابه‌ای را که جرمش چند هزار برابر جرم خودش است بکشد و به حرکت درآورد؟ طناب‌کشی هم مدل خوبی است: دو گروه طناب را در دو جهت مخالف می‌کشند؛ گاهی طناب حرکت نمی‌کند. در چه حالتی با وجود نیرو طناب ثابت می‌ماند و در چه حالتی یکی از گروه‌ها برنده می‌شود؟

آزمایش هم‌جهت و خلاف‌جهت

آزمایش صفحهٔ ۴۵: جسم سنگینی انتخاب کنید که با هل دادن راحت حرکت نکند. تلاش کنید با نیروی کافی آن را به حرکت درآورید. از دوست بخواهید در همان جهت هل بدهد—آیا راحت‌تر حرکت می‌کند؟ بعد از طرف مقابل نیرو وارد کند. در کدام حالت نیروها اثر همدیگر را خنثی کرده‌اند و جسم حرکت نمی‌کند؟ در کدام حالت نیروها خنثی نمی‌شوند و نیروی خالص بیشتری وارد می‌شود و جسم سریع‌تر شروع به حرکت می‌کند؟

پرسش جمع‌بندی: وقتی به جسمی در دو جهت مخالف نیرو وارد شود، جسم در کدام جهت حرکت خواهد کرد و نیروی خالص در کدام جهت است؟ برای یافتن پاسخ، کاوشگری صفحهٔ ۴۶ را انجام دهید.

کاوشگری چهارچرخه، قرقره و کفه‌ها

دو قرقره را روی دو لبهٔ میز نصب کنید. به چهارچرخه نخ ببندید، نخ‌ها را از روی قرقره عبور دهید و به کفه‌ها (لیوان‌های کاغذی) وصل کنید. وسط میز را علامت بگذارید و چهارچرخه را روی آن قرار دهید. یکی از دانش‌آموزان چهارچرخه را نگه می‌دارد تا دانش‌آموز دیگر در هر کفه وزنه بگذارد. آزمایش را با وزنه‌های گوناگون تکرار و جدول را کامل کنید؛ نمونه‌های کتاب شامل حالت‌های ۱۰۰ و ۱۰۰ (ثابت می‌ماند)، و حالت‌های نامتعادل مثل ۴۰۰ و ۱۰۰ است که به سمت وزنهٔ سنگین‌تر حرکت می‌کند.

سؤال‌های پایانی کاوش: در کدام حالت چهارچرخه ثابت می‌ماند؟ در کدام حالت شروع به حرکت می‌کند؟ آیا در آزمایش‌های شمارهٔ مشخص نیرو وارد می‌شود؟ پس چرا جسم حرکت نمی‌کند؟ به نظر شما شرط شروع به حرکت کردن یک جسم چیست؟ نتیجهٔ کاوش را در یک یا چند سطر بنویسید.

ادامهٔ همین داستان نیرو در ورزش و نیرو (۲) با نیروهای غیرتماسی، اصطکاک، مقاومت هوا و نیروی بالابری باز می‌شود.