علوم كاربردي – تكنولوژي
(7B)
قبل از آزمايش
اهداف:
-تحقيق
درباره اينكه چگونه ماشين هاي ساده باعث كاهش اصطكاك
ميشوند.
-مطالعه
طراحي هايي كه ميتوانند بر اصطكاك غلبه كنند.
لغات:
-كشيده
شدن به چيزي – بالا بردن – نيروي رانشي
مواد لازم:
- كاربرگ - تخته - اشيايي براي غلطاندن
پيش زمينه:
اصطكاك نيرويي است
كه
در برابر حركت اجسام مقاومت ميكند. اگر اصطكاك وجود نداشت،
خودروها بايد با سرعت بسيار بيشتري حركت مي كردند. اصطكاك از
ناصافيهاي
موجود در بين دو سطح حاصل ميشود. حتي سطوح بسيار نرم هم
داراي بي نظمي هايي هستند. نه فقط نيروي اصطكاك بلكه مقاومت
هوا نيز در برابر حركت اجسام ايستادگي ميكند. براي مثال يك
خود رو كه با سرعت 65 كيلومتر در ساعت حركت ميكند، 80 ٪ از
انرژي آن براي غلبه بر نيروي اصطكاك مصرف ميشود. نيروي
اصطكاك هميشه مخالف نيروي حركت است.
به دانش آموزان يادآوري كنيد كه اصطكاك در مايعات
نيز همانند جامدات وجود دارد. براي غلبه بر نيروي مقاومت هوا
در صنعت هواپيما و هليكوپترسازي مجبور به مطالعه رفتار
مايعات هستند. براي دانش آموزان مفيد خواهد بود كه بدانند در
پرواز يك هواپيما عواملي همچون جاذبه زمين، نيروي فرورانش
واصطكاك تأثير بسزايي دارند. كه بعضي از آنها پرواز هواپيما را تضعيف و
بعضي ديگر تسهيل ميكنند.
با استفاده از طراحي ماشين هاي ساده ميتوانيم بر
اصطكاك غلبه كنيم. دنده ها ميتوانند باعث كاهش و هم افزايش
اصطكاك شوند. شما ميتوانيد نسبت سرعت يك دنده را با تقسيم
كردن تعداد دندانه هاي يك دنده بر دندانه هايي كه روي چرخ
دنده جناغي قرار دارند، محاسبه كنيد. چرخ دنده جناغي در واقع
يك دنده در مقياس كوچك است. براي مثال اگر چرخ دنده جناغي
شما 12 عدد دندانه داشته باشد، در آن صورت نسبت سرعت دنده
خواهد بود. پس سرعت حركت چرخ دنده جناغي دو برابر سرعت حركت
دنده مورد نظر شما ميباشد.
روش كار:
1 –
مي توانيد با استفاده از يك شيء
كه
روي تخته شيبداري
مي غلتد نقش اصطكاك را نمايش دهيد. قبل از آنكه اشياء را روي سطح بغلتانيد از بچه ها بخواهيد كه پيش بيني كنند اثر اصطكاك بر روي حركت
كداميك از اشيا بيشتر خواهد بود (براي مثال يك قطعه سنگ مرمر
يا يك ماشين اسباب بازي)
برايشان شرح دهيد كه شيي موردنظر بايد به نيروي اصطكاك حاصل
از بي نظميهاي بين سطوح غلبه كند و نيز
متذكر شويد
كه را در اينجا نيروي گرانش زمين و اصطكاك عكس هم عمل
ميكنند.
2 – اگر دانش آموزان با ماشين هاي ساده آشنايي
نداشتند، مروري بر بخشهاي آغازين اين بحث و قسمت فيزيك و
تكنولوژي داشته باشيد.
