Generated with Monsha
Save this resource to edit, expand, or export it, or create more resources for free.
درسنامه جامع علوم پنجم دبستان: کارها آسان میشود
Handout
پنجم ابتدایی
فارسی
درسنامه جامع علوم پنجم دبستان: کارها آسان میشود
درسنامه جامع علوم پنجم دبستان: کارها آسان میشود
انسانها از گذشتههای دور تا به امروز همواره به دنبال راهی بودهاند تا کارهای سنگین و دشوار را با تلاش کمتر و سرعت بیشتری انجام دهند. ابزارهایی که در این راه به ما کمک میکنند، ماشین نامیده میشوند. ماشینها الزماً پیچیده و برقی نیستند؛ بسیاری از ابزارهای سادهای که دور و بر خود میبینیم، مانند قیچی، انبردست و حتی دستگیره در، نوعی ماشین ساده هستند که باعث میشوند کارها آسان شود.
بخش اول: اهرمها (تکیهگاهی برای موفقیت)
اهرم یکی از قدیمیترین و پرکاربردترین ماشینهای ساده است. یک اهرم به زبان ساده، میلهای است که حول یک نقطه ثابت به نام تکیهگاه دوران میکند. هر اهرم از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
- تکیهگاه: نقطهای که اهرم روی آن قرار میگیرد و حول آن میچرخد.
- نیرو (ورودی): فشاری که ما به اهرم وارد میکنیم تا کاری انجام شود.
- جسم (خروجی): وزنه یا شیئی که میخواهیم آن را حرکت دهیم یا تغییر دهیم.
اهرمها را بر اساس اینکه کدام بخش در وسط قرار دارد، به سه دسته تقسیم میکنیم:
۱. اهرم نوع اول (تکیهگاه در وسط):
در این نوع اهرم، تکیهگاه بین نیرو و جسم قرار دارد. این اهرم میتواند جهت نیرو را تغییر دهد یا با افزایش نیرو به ما کمک کند.
- مثالها: الاکلنگ، قیچی، انبردست، میخکش.
- نکته: در قیچی، هر چه دسته بلندتر و تیغه کوتاهتر باشد، قدرت بیشتری برای بریدن خواهیم داشت.
۲. اهرم نوع دوم (جسم در وسط):
در این اهرم، جسم بین تکیهگاه و نیرو قرار دارد. این اهرم همیشه نیرو را افزایش میدهد و باعث میشود بتوانیم بارهای بسیار سنگین را با نیروی کم جابجا کنیم.
- مثالها: فرغون، فندقشکن، در بازکن نوشابه.
- کاربرد در زندگی: استفاده از فرغون در ساختمانسازی به کارگر کمک میکند تا چندین برابر وزن خود را جابجا کند.
۳. اهرم نوع سوم (نیرو در وسط):
در این حالت، نیرو بین تکیهگاه و جسم وارد میشود. این نوع اهرم نیرو را افزایش نمیدهد، بلکه با افزایش سرعت و مسافت اثر نیرو به ما کمک میکند تا کارهای ظریف را انجام دهیم.
- مثالها: موچین، انبر یخ، یخگیر، جاروی دستی، بازوی انسان.
- دلیل استفاده: ما از موچین برای جابجایی اجسام سنگین استفاده نمیکنیم، بلکه برای دقت و سرعت بخشیدن به کارهای ریز از آن بهره میبریم.
بخش دوم: قرقرهها (جابجایی آسان بارها)
قرقره چرخی است که لبههای آن شیاردار است و طنابی از داخل آن عبور میکند. قرقرهها به ما کمک میکنند تا بارها را راحتتر بالا بکشیم. ما دو نوع اصلی قرقره داریم:
۱. قرقره ثابت:
این قرقره به جایی محکم شده است و همراه بار حرکت نمیکند.
- ویژگی اصلی: مقدار نیرو را کم نمیکند (اگر بار ۱۰ کیلو باشد، باید معادل ۱۰ کیلو نیرو وارد کنیم)، اما با تغییر جهت نیرو کار را آسان میکند. کشیدن طناب به سمت پایین بسیار راحتتر از بلند کردن بار به سمت بالاست چون میتوانیم از وزن بدن خود کمک بگیریم.
- کاربرد: پرچم مدرسه، چاه آب قدیمی.
۲. قرقره متحرک:
این قرقره به بار متصل است و همراه بار جابجا میشود.
- ویژگی اصلی: این قرقره مقدار نیرو را نصف میکند. یعنی برای بلند کردن یک بار ۲۰ کیلویی، تنها به ۱۰ کیلو نیرو نیاز داریم. اما در عوض باید طناب را دو برابر مسافت بلند کردن بار بکشیم.
- کاربرد: جرثقیلهای بزرگ، آسانسورها (ترکیبی از هر دو).
بخش سوم: چرخدندهها (انتقال هوشمندانه حرکت)
چرخدندهها چرخهایی هستند که دور تا دور آنها دندانههایی وجود دارد. وقتی دندانههای دو چرخدنده در هم درگیر میشوند، حرکت از یکی به دیگری منتقل میشود. چرخدندهها سه کار مهم انجام میدهند:
- تغییر جهت حرکت: اگر چرخدنده اول ساعتگرد بچرخد، چرخدنده دوم که با آن درگیر است پادساعتگرد خواهد چرخید.
- تغییر سرعت حرکت: اگر یک چرخدنده بزرگ به یک چرخدنده کوچک متصل شود، چرخدنده کوچک سریعتر میچرخد.
- تغییر قدرت: چرخدندههای بزرگتر قدرت بیشتری تولید میکنند.
چرخدندهها در کجای زندگی ما هستند؟
- دوچرخه: وقتی پدال میزنید، چرخدنده جلو با زنجیر به چرخدنده عقب وصل شده و چرخ را میچرخاند. با عوض کردن دنده، شما سرعت یا قدرت دوچرخه را تغییر میدهید.
- ساعتهای عقربهای: مجموعهای از چرخدندههای بسیار ریز باعث میشوند عقربههای ساعت، دقیقه و ثانیه با سرعتهای متفاوت و دقیق بچرخند.
- همزن دستی: با چرخاندن یک دسته بزرگ، چرخدندههای داخل دستگاه باعث چرخش سریع تیغهها میشوند.
بخش چهارم: سطح شیبدار (راهی طولانی اما راحت)
سطح شیبدار سطحی است که یک سر آن از سر دیگر بلندتر است. تصور کنید میخواهید یک یخچال سنگین را داخل کامیون بگذارید؛ بلند کردن مستقیم آن تقریباً غیرممکن است، اما با قرار دادن یک تخته محکم به صورت شیبدار، میتوانید آن را با هل دادن به داخل ببرید.
قانون طلایی سطح شیبدار:
هر چقدر طول سطح شیبدار بیشتر و ارتفاع آن کمتر باشد (یعنی شیب ملایمتر باشد)، نیروی کمتری برای جابجایی جسم نیاز داریم. اما باید مسافت بیشتری را طی کنیم.
کاربردهای سطح شیبدار:
- جادههای کوهستانی: جادهها را به صورت مارپیچ میسازند تا شیب آنها کم شود و ماشینها بتوانند به راحتی بالا بروند.
- نردبان: پلههای نردبان نوعی سطح شیبدار منقطع هستند.
- رمپ معلولین: برای اینکه صندلی چرخدار به راحتی وارد ساختمان شود، از سطح شیبدار استفاده میشود.
در دنیای واقعی، اکثر دستگاههایی که میبینیم فقط از یک ماشین ساده تشکیل نشدهاند. به این دستگاهها ماشین پیچیده میگویند. برای مثال، یک جرثقیل از ترکیب قرقرهها، اهرمها و چرخدندهها ساخته شده است تا بتواند بارهای عظیم را جابجا کند. یا یک قیچی کاغذبری ساده، ترکیبی از دو اهرم و دو گوه (تیغهها) است.
به یاد داشته باشید: هدف اصلی تمام این ماشینها این است که کارها را با ایمنی بیشتر، خستگی کمتر و دقت بالاتر برای ما انجام دهند. شناخت این ابزارها به ما کمک میکند تا از آنها به درستی و در جای مناسب استفاده کنیم.