درس ۹
استاد مظاهری فرد
۲۳:۴۱
۱
درس ۹ قسمت ۱
استاد کاوند
۱۵:۵۱
سفر انرژی
استاد آهنگرداودی
۲۲:۱۲
۲
درس ۹ قسمت ۲
استاد کاوند
۲۱:۵۰
دست‌ها را به هم مالش می‌دهید و گرم می‌شوند. با مداد به لبهٔ لیوان ضربه می‌زنید و صدا می‌آید. توپ به اسباب‌بازی می‌خورد و آن را راه می‌اندازد. بالای شوفاژ مارپیچ کاغذی می‌چرخد. در هر کدام شکلی از انرژی به شکل دیگر تبدیل شده است—بدون اینکه چیز تازه‌ای از هیچ ساخته شود.
درس سفر انرژی در علوم ششم انرژی را از گفته‌های روزمره تا برچسب مواد غذایی دنبال می‌کند. در نردبون چند مدرس همین فصل را تدریس کرده‌اند؛ می‌توانید تبدیل‌های سادهٔ صفحهٔ ۶۶ را با یک مدرس و کاوشگری ارتفاع و فنر را با مدرس دیگر ببینید.
شکل‌های انرژی و تبدیل آن‌ها
پس از آزمایش‌های صفحهٔ ۶۶ می‌بینید انرژی به شکل‌های گوناگون مانند حرکتی، گرمایی، نورانی و صوتی دیده می‌شود و می‌تواند از شکلی به شکل دیگر تبدیل شود. خوراکی‌ها انرژی مورد نیاز بدن را تأمین می‌کنند. وقتی گرسنه‌اید خوردن کشمش یا خرما انرژی می‌رساند؛ آیا در این مواد انرژی ذخیره شده است و از کجا آمده؟
کتاب می‌گوید انرژی نورانی خورشید در غذاهایی که گیاهان می‌سازند ذخیره می‌شود. سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ، نفت، گاز طبیعی و چوب نیز انرژی ذخیره دارند؛ هنگام سوختن قسمتی از این انرژی به شکل گرما، حرکت و نور تبدیل می‌شود و اغلب انرژی لازم برای گرم کردن خانه، به حرکت درآوردن ماشین‌ها و نیروگاه‌ها را تأمین می‌کند. شکل صفحهٔ ۶۷ تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی‌های دیگر را نشان می‌دهد.
گفت‌وگو: نور خورشید چگونه به ایجاد ابر، باد و باران کمک می‌کند؟ بسیاری از دانشمندان معتقدند منبع اصلی بیشتر انرژی‌هایی که مصرف می‌کنیم نور خورشید است؛ دلایل خود را در گروه بیان کنید.
باتری، ارتفاع و فنر؛ انرژی ذخیره
در بعضی مواد مانند مواد غذایی و سوخت‌ها انرژی به‌طور طبیعی ذخیره شده است. در بعضی وسایل مانند باتری‌ها نیز می‌توان انرژی ذخیره کرد. باتری‌ها بر اساس کاربرد، شکل، اندازه و ویژگی‌های مختلف طراحی و ساخته می‌شوند. فکر کنید: وسایلی را که با باتری کار می‌کنند نام ببرید؛ وقتی چراغ قوه یا اسباب‌بازی متحرک را به کار می‌اندازید انرژی ذخیره در باتری به چه شکل‌هایی تبدیل می‌شود؟
کاوشگری صفحهٔ ۶۸: با خط‌کش و تکیه‌گاه اهرمی بسازید، قطعهٔ پلاستیکی را روی لبهٔ خط‌کش بگذارید و وزنه را از فاصلهٔ ۲۰ سانتی‌متری و بار دیگر از ۳۵ سانتی‌متری رها کنید. در کدام حالت قطعهٔ پلاستیکی بیشتر به هوا پرتاب می‌شود؟ آیا می‌توان گفت هرچه ارتفاع جسم رهاشده از سطح زمین بیشتر باشد انرژی ذخیره در آن بیشتر است؟
کاوشگری فنر صفحهٔ ۶۹: فنر را از تکیه‌گاه آویزان کنید، وزنه را وصل کنید، ۲ سانتی‌متر پایین بکشید و رها کنید؛ ارتفاع بالا آمدن را اندازه بگیرید و با ۳ سانتی‌متر و بیشتر تکرار کنید. در کدام حالت انرژی ذخیره در مجموعهٔ جسم و فنر بیشتر است؟ فکر کنید دربارهٔ خودکار فنردار: اگر فنر را فشرده کنید و جسمی جلوی آن بگذارید، با فشردن دکمه چه اتفاقی می‌افتد؟
آزمایش اسباب‌بازی کوکی: کمی کوک کنید و رها کنید؛ بار دیگر بیشتر کوک کنید. وقتی ماشین اسباب‌بازی یا عروسک را کوک می‌کنید انرژی ذخیره به چه انرژی‌هایی تبدیل می‌شود؟
سفر انرژی از آبشار تا برق
انرژی دائماً در سفر است. وقتی آب از بالای آبشار سرازیر می‌شود، انرژی ذخیره‌شده به علت قرار گرفتن آب در ارتفاع به‌تدریج به انرژی حرکتی تبدیل می‌شود. وقتی این آب روی توربین می‌ریزد انرژی‌اش به انرژی حرکتی توربین تبدیل می‌شود و توربین با چرخش خود دستگاه مولد برق را به حرکت درمی‌آورد و انرژی الکتریکی تولید می‌کند. این انرژی الکتریکی می‌تواند به سایر انرژی‌های مورد نیاز—حرکتی، صوتی، گرمایی، نورانی—تبدیل شود و این تبدیل پیوسته ادامه پیدا می‌کند. از انرژی ذخیره در آب پشت سد نیز انرژی الکتریکی تهیه می‌شود.
گفت‌وگوی صفحهٔ ۷۱ سفر انرژی را برای این موارد می‌خواهد: ورزشکاری که تیر و کمان را می‌کشد و رها می‌کند؛ کوهنوردی که بالا می‌رود و با چتر نجات پایین می‌آید؛ آبی که پشت سد جمع می‌شود و توربین برق‌آبی را می‌چرخاند. وسیله یا پدیده‌ای پیدا کنید که تبدیل انرژی را نشان دهد و به کلاس بیاورید؛ آیا می‌توانید خودتان وسیله‌ای با این ویژگی طراحی کنید؟
شگفتی آفرینش: تبدیل انرژی در بدن بعضی موجودات زنده می‌تواند نور یا الکتریسیته تولید کند—کرم شب‌تاب در شب نور می‌دهد؛ مارماهی و سفره‌ماهی می‌توانند برق تولید کنند و دشمن را دور کنند. فکر کنید: وسیله‌ای معرفی کنید که در آن دو تبدیل انرژی یا بیشتر انجام شود. تصور کنید انرژی نتواند از شکلی به شکل دیگر تغییر یابد؛ در زندگی چه مشکلاتی پیش می‌آید؟
اندازه‌گیری انرژی؛ ژول و برچسب غذا
برای هر فعالیتی که انجام می‌دهید انرژی مصرف می‌کنید. مقدار مصرف در مسابقهٔ دو بیشتر و در پیاده‌روی معمولی کمتر است. انرژی با واحد ژول اندازه‌گیری می‌شود؛ مثلاً دویدن یک ساعت حدود ۲۸۰۰۰۰۰ ژول است. روی بسته‌بندی مواد غذایی، لوازم برقی خانگی و لامپ‌های روشنایی برچسب‌هایی دیده می‌شود که میزان انرژی موجود در مادهٔ غذایی یا انرژی مصرفی دستگاه را نشان می‌دهد. یکای انرژی روی مواد غذایی بر حسب کیلوکالری نوشته می‌شود و هر کیلوکالری تقریباً معادل ۴۰۰۰ ژول است.
با استفاده از اطلاعات روی بسته‌های مواد غذایی میزان انرژی آن‌ها را مقایسه کنید و به کلاس گزارش دهید. کاوشگری پایانی روی برچسب‌های ارزش غذایی تمرکز دارد تا «سفر انرژی» را از صفحهٔ کتاب به یخچال خانه بیاورید.
گام بعدی در مسیر میکروسکوپی است: خیلی کوچک، خیلی بزرگ نشان می‌دهد همان سلول‌هایی که غذا را در بدن جابه‌جا می‌کنند، زیر عدسی چه شکلی دارند.