ورزش و نیرو (۲)
استاد آهنگرداودی
۴۰:۱۹
۱
درس ۷
استاد مظاهری فرد
۳۴:۱۹
درس ۷ قسمت ۱
استاد کاوند
۱۹:۳۹
۲
درس ۷ قسمت ۲
استاد کاوند
۲۶:۰۶
مداد از دستتان رها می‌شود و به طرف زمین می‌افتد. میوه از درخت جدا می‌شود و باز هم به طرف زمین می‌آید. کسی مداد را هل نداده و کسی میوه را نکشیده؛ پس چه نیرویی بدون تماس کار می‌کند؟ درس هفتم علوم ششم از همین نقطه شروع می‌کند: نیروهای غیرتماسی.
ورزش و نیرو (۲) در علوم ششم گرانش، مغناطیس، الکتریسیتهٔ مالشی، اصطکاک، مقاومت هوا و پرواز را کنار هم می‌چیند. در نردبون چند مدرس برای همین فصل ویدیو دارند؛ می‌توانید بخش گرانش و وزن را با یک مدرس و کاوشگری مقاومت هوا را با مدرس دیگر ببینید تا هر مفهوم جداگانه بنشیند.
نیروی گرانشی زمین و وزن
کتاب یادآوری می‌کند نیرو عامل تغییر حرکت است. وقتی توپ در دست ساکن است و با رها شدن به طرف پایین حرکت می‌کند، نتیجه می‌گیریم زمین به همهٔ اجسام اطراف خود نیرو وارد می‌کند و آن‌ها را به طرف خود می‌کشد. این نیرو نیروی گرانشی یا نیروی جاذبهٔ زمین نامیده می‌شود و بر همه چیز و همه کس عمل می‌کند. نیرویی که زمین به هر جسم وارد می‌کند وزن جسم نامیده می‌شود. جهت نیروی گرانشی در همه جا به طرف مرکز زمین است؛ چه سیب آویزان از درخت باشد، چه در حال سقوط، چه افتاده روی زمین.
گفت‌وگو: چرا وقتی شیر آب را باز می‌کنیم آب بلافاصله به سمت زمین جریان پیدا می‌کند؟ چرا اسکی‌باز در سرازیری به طرف پایین حرکت می‌کند و سرعتش زیاد می‌شود؟ فکر کنید: فرض کنید در زمین فوتبال جاذبهٔ زمین بر توپ وارد نشود؛ چه اتفاق‌هایی ممکن است بیفتد؟ شگفتی آفرینش یادآوری می‌کند زمین و هفت سیارهٔ دیگر منظومهٔ شمسی با بیش از ۱۶۰ قمر در اثر نیروی گرانشی به دور خورشید می‌چرخند و فاصلهٔ هر سیاره از خورشید هنگام حرکت در مدارش تغییر می‌کند اما هیچ‌گاه با یکدیگر برخورد نمی‌کنند.
جرم به مقدار مادهٔ تشکیل‌دهنده بستگی دارد و یکای آن کیلوگرم است؛ اندازه‌گیری جرم معمولاً با ترازو انجام می‌شود. برای اندازه‌گیری وزن از نیروسنج استفاده می‌کنیم و یکای نیرو نیوتون است. گفتن «وزن این هندوانه پنج کیلوگرم است» از نظر علمی دقیق نیست؛ درست این است که بگوییم جرم هندوانه فلان کیلوگرم است. طالبی یک کیلوگرمی حدود ۱۰ نیوتون وزن دارد—عددی که کتاب برای حس مقیاس می‌دهد.
نیروی مغناطیسی و نیروی الکتریکی
در علوم پایهٔ چهارم دیدید دو آهن‌ربا بدون تماس به هم نیرو وارد می‌کنند و آهن‌ربا بدون تماس برخی فلزها مانند آهن را جذب می‌کند. نیرویی که یک آهن‌ربا به آهن‌ربای دیگر وارد می‌کند نیروی مغناطیسی نامیده می‌شود. آزمایش نشان می‌دهد قطب‌های همنام همدیگر را دفع و قطب‌های ناهمنام همدیگر را جذب می‌کنند.
فعالیت صفحهٔ ۵۰: عروسک کوچکی که درونش آهن‌ربای کوچک است روی مقوای ضخیم بگذارید و با آهن‌ربای نسبتاً قوی از زیر مقوا آن را حرکت دهید. می‌توانید از اسباب‌بازی چرخ‌دار هم استفاده کنید. نتیجه: آهن‌ربا بدون تماس قطعه‌های آهنی را جذب می‌کند و دو آهن‌ربا بدون تماس به هم نیرو وارد می‌کنند.
آزمایش الکتریکی صفحهٔ ۵۱: دو میلهٔ پلاستیکی تهیه کنید، یکی را با نخ از میز آویزان کنید، سر هر دو را به پارچهٔ پشمی یا موی تمیز و خشک مالش دهید و نزدیک هم کنید. همین کار را با خرده‌های کاغذ تکرار کنید. میله یا شانه پس از مالش خاصیتی پیدا می‌کند که می‌تواند بعضی اجسام را به خود جذب کند؛ نیرویی که باعث جذب خرده‌های کاغذ می‌شود نیروی الکتریکی نامیده می‌شود.
اصطکاک؛ ترمز، یخ و مداد زیر کتاب
در دوچرخه‌سواری وقتی می‌خواهید سرعت را کم یا دوچرخه را متوقف کنید از ترمز استفاده می‌کنید. هر جسمی که روی سطحی حرکت می‌کند پس از مدتی حرکتش کند می‌شود. چرا راه رفتن روی یخ دشوار است؟ آزمایش صفحهٔ ۵۲: تختهٔ صاف حدود یک متری را روی چند کتاب شیب دهید، باتری قلمی را از بالا رها کنید و مسافت توقف روی سرامیک، موکت، خاک و در صورت امکان یخ را مقایسه کنید. روی کدام سطح مسافت بیشتر طی می‌شود و روی کدام زودتر متوقف می‌شود؟
نیرویی که سبب کند شدن حرکت می‌شود نیروی اصطکاک نامیده می‌شود و معمولاً در خلاف جهت حرکت بر جسم اثر می‌گذارد. گفت‌وگو: در ترمز کردن اتومبیل، بالا رفتن از کوه، اسکی روی یخ، گره زدن طناب، هل دادن جسم سنگین، و اصطکاک بین زنجیر و چرخ دوچرخه، اصطکاک بیشتر بهتر است یا کمتر؟ جمع‌آوری اطلاعات دربارهٔ کارهای افزایش اصطکاک در روزهای برفی را به کلاس گزارش دهید.
آزمایش کش و کتاب: کتاب را با کش روی میز بکشید؛ بعد چند مداد استوانه‌ای زیر کتاب بگذارید و دوباره امتحان کنید. در کدام حالت حرکت راحت‌تر است؟ در زمان‌های قدیم برای جابه‌جایی اجسام بسیار سنگین از تنهٔ درختان شبیه همین روش استفاده می‌کردند. فکر کنید: آیا اصطکاک بر کشتی یا هواپیمای در حال حرکت هم اثر می‌کند؟
مقاومت هوا، کاوشگری مقوا و نیروی بالابری
وقتی برگهٔ کاغذ را با سرعت زیاد حرکت می‌دهید خم می‌شود؛ نیرویی از طرف هوا در خلاف جهت حرکت وارد می‌شود که نیروی مقاومت هوا نام دارد. برای حرکت راحت در هوا باید شکل اجسام طوری طراحی شود که این نیرو کمینه شود.
کاوشگری صفحهٔ ۵۵–۵۶: ماشین اسباب‌بازی را از بالای سطح شیب‌دار رها کنید، مسافت طی‌شده روی سطح افقی را اندازه بگیرید، مقوای ۲۰ در ۱۰ سانتی‌متر را مثل در روی ماشین بگذارید و آزمایش را تکرار کنید. با تا کردن مقوا به ابعاد دیگر جدول مساحت مقوا و میانگین مسافت را کامل کنید. نیروی مقاومت هوا بر چه نوع خودروهایی اثر کمتری دارد؟ چرا هنگام نشستن هواپیماهای جنگی در پشت آن‌ها چتری باز می‌شود؟
آزمایش بادکنک و نوار کاغذی صفحهٔ ۵۷ نشان می‌دهد وقتی هوا با سرعت بیشتر از روی سطح عبور کند فشار کمتر می‌شود—ایده‌ای که به کنده شدن سقف شیروانی در طوفان و به پرواز هواپیما مربوط است. بال هواپیما طوری طراحی می‌شود که هوای بالای بال نسبت به پایین سرعت بیشتری داشته باشد؛ اختلاف فشار نیروی بالابری می‌سازد. نیروهای وارد بر هواپیمای در حال پرواز: وزن (گرانش)، مقاومت هوا، رانش و بالابری.
فعالیت پایانی مسابقهٔ هواپیمای کاغذی است: کدام گروه زمان بیشتری در هوا می‌ماند و مسافت بیشتری طی می‌کند؟ اگر می‌خواهید دانش نیرو را به ساخت وسیله تبدیل کنید، طراحی کنیم و بسازیم کارگاه بعدی شماست.