علوم كاربردي – تكنولوژي((3A
قبل از آزمايش
اهداف:
- مطالعه ماشين هاي ساده
- تحقيق در مورد ماشين هاي روزمره
لغات:
- سطح شيبدار - اهرم- قرقره - پيچ- ماشين
ساده - گوه - چرخ
ومحور
مواد لازم:
- كاربرگ ها- مداد شمعي.
پيش زمينه:
ماشين هاي مدرن خيلي پيچيده اند. ولي به طور كلي
همگي تركيبي از يك يا سه عنصر اصلي (چرخ و محور، اهرم و سطح
شيبدار هستند). چرخ و محور از يك چرخ كه به دور يك مركز
ميچرخد تشكيل شده و باعث چرخش اجسام ميشود. اهرم جسم سختي
است كه بر روي يك نقطه اتكا تكيه داده ميشود. سطح شيبدار
نيروي مورد نياز براي حركت اجسام به طرف بالا را كاهش ميدهد
چونكه با افزايش دادن فاصلة اعمال نيرو، نيروي مورد نياز را
كاهش ميدهد. پيچ و گوه هر دو نوعي سطح شيبدار تغيير يافته
هستند. در پيچ سطح شيبدار به صورت مارپيچي به دور يك سطح
سيلندري پيچيده شده است. در اثر چرخاندن به سمت جلو يا عقب
حركت ميكند، معمولاً توسط يك پيچ گوشتي يا آچار. ولي پيچ
ماشين مفيدي نيست، زيرا كه مقدار زيادي از انرژي در اثر
اصطكاك از بين ميرود. گوه از دو سطح شيبدار تشكيل شده كه در
نقطهاي به هم مي رسند. از گوه براي قطع كردن اجسام يا براي
نگهداشتن چيزي در جايي استفاده ميشود. سطح شيبدار حركت
نميكند در صورتي كه گوه حركت مي كند. قرقره از يك زنجير،
طناب يا كمربند تشكيل شده است كه به دور يك چرخ پيچيده است.
قرقره ميتواند باثت يا متحرك باشد. كار اصلي ماشين ها توليد
نيرو و تبديل آن به نيروي كار است. ماشين ها، چه ساده و چه
پيچيده باعث آسودگي زندگي انسان ميشوند. دانش آموزان را از
اينكه همه ماشين ها بدست انسانها ساخته شدهاند آگاه سازيد.
بعضي ميمونها و گوريل ها پيدايش ابزارهاي اوليهاي را باعث
شدهاند.
روش كار:
1.صفحات
موجود در پيوست به شما كمك خواهند كرد تا مرور دوبارهاي به
ماشين هاي ساده داشته باشيد. اطمينان حاصل كنيد كه توانسته
ايد اين موضوع را به بچه ها بفهمانيد كه ماشين هاي ساده باعث
انجام كار به صورت ساده تر ميشوند و اكثر ماشين هايي را كه
ما امروزه مشاهده ميكنيم از سري هايي از ماشين هاي ساده كه
به طور منظم كار ميكنند، تشكيل شده اند.
2.سطح
شيبدار با افزايش سطح پيمودن مسافت باعث ميشود كاري را كه
ميخواهيد انجام دهيد ساده تر انجام بگيرد. اره و بيل كارهاي
با انرژي كم (و به طور آهسته) ساخته شدهاند.
3.اهرم
نيز از اصول مشابهي براي انجام كارها پيروي ميكند كه در
نتيجه آن انجام كار، راحت خواهد بود.
4.چرخ
و محور انرژي را به طور خيلي موثر و سريعي انتقال
ميدهند.
5.از
دانش آموزان بخواهيد تا برش هايي كاغذي از نام شش ماشين ساده
تهيه كنيد و سه تا از اين برش ها از در سمت چپ هر كاغذ
كار برگ قرار دهند.
6.از
آنها بخواهيد تعداد
12 برش از ماشين ها را با يكديگر براساس ماشينهاي
ساده موجود انطباق دهند. در بعضي از موارد بيش از يك ماشين
ساده مشترك وجود دارد.
پاسخ ها:
سطح شيبدار:
B2, A1
چرخ و محور:
A2
و
C1،
پيچ
D2
و
D3
اهرم:
B1 و
C3 (A1 و
C1
نيز داراي اهرم هستند)؛
قرقره:
A3 و
D1 ؛
گوه
B3 و
C2
