درس 3: انرژی، نیاز هر روز ما

مسابقه‌ی دوگفت‌وگوصفحه ۱۶ کتاب درسی

بچّه‌های مدرسه در مسابقه‌ی دو شرکت کرده‌اند و هر یک تلاش می‌کند زودتر به خطّ پایان برسد.

همه‌ی ما روزانه کارهای گوناگونی انجام می‌دهیم؛ درس خواندن، ورزش کردن، ماهیگیری، کاشت و برداشت محصول از جمله‌ی آن‌هاست. برای انجام دادن این کارها به انرژی نیاز داریم. وسایل گوناگون مانند اتو، بخاری، جاروبرقی و آسانسور نیز برای کار کردن انرژی مصرف می‌کنند.

1. الف) بچّه‌ها در مسابقه‌ی دو انرژی خود را از چه چیزی به دست می‌آورند؟ وقتی خیلی گرسنه‌اید می‌توانید برنده شوید؟ چرا؟

   پاسخ: از غذایی که خورده‌اند. وقتی گرسنه باشیم انرژی کافی نداریم و زود خسته می‌شویم.

انرژی حرکتی: فرفره بسازیدفعّالیتصفحه ۱۸ کتاب درسی

همه‌ی اجسامی که حرکت می‌کنند انرژی دارند؛ به این انرژی، انرژی حرکتی می‌گویند.

وسایل و موادّ لازم: کاغذ رنگی، نی پلاستیکی، سیخ چوبی، پونز، گیره‌ی کاغذ و نخ.

1. ۱با کمک تصویرهای کتاب یک فرفره بسازید.
2. ۲فرفره را با پونز به تَه یک سیخ چوبی وصل کنید و سیخ را داخل نی پلاستیکی قرار دهید.
3. ۳یک سر نخ را به سرِ سیخ چوبی ببندید و یک گیره‌ی کاغذ را هم به سر دیگر نخ.
4. ۴فرفره را فوت کنید و مشاهده‌ی خود را بنویسید.

1. الف) فرفره برای چرخیدن به انرژی نیاز دارد؛ این انرژی را از کجا به دست می‌آورد؟

   پاسخ: از هوایی که شما فوت می‌کنید؛ یعنی از انرژی حرکتیِ هوا. چه راه‌های دیگری برای چرخاندن فرفره پیشنهاد می‌کنید؟

چرخ آبی بسازیدفعّالیتصفحه ۱۹ کتاب درسی

آب جاری مانند باد انرژی حرکتی دارد و می‌تواند برخی سنگ‌ها را جابه‌جا کند. چگونه می‌توانیم به کمک انرژی آب جاری اجسام را جابه‌جا کنیم؟

1. ۱چرخ سبکی به قطر ۱۰ سانتی‌متر از جنس اسفنج فشرده تهیه کنید و قاشق‌های بستنی را مانند شکل درون چرخ قرار دهید.
2. ۲دو گیره‌ی کاغذ را مانند شکل تغییر شکل دهید و به دو طرف ظرف بچسبانید.
3. ۳سیخ چوبی را در مرکز چرخ فرو کنید و دو سر آن را درون گیره‌ها قرار دهید.
4. ۴یک سر نخ را به سیخ چوبی و سر دیگر آن را به لیوان کاغذی ببندید.
5. ۵به کمک چرخ و جریان آب، لیوان را به سمت بالا حرکت دهید.

1. الف) چرخ برای حرکت دادن لیوان به انرژی نیاز دارد؛ این انرژی را از کجا به دست می‌آورد؟

   پاسخ: از انرژی حرکتیِ آبِ جاری که به قاشق‌ها می‌خورد و چرخ را می‌چرخاند.

2. ب) پیش‌بینی کنید چگونه می‌توانید با وسیله‌ای که ساخته‌اید جرم بیشتری را جابه‌جا کنید؟

   پاسخ: برای پی بردن به درستی پیش‌بینی خود، آزمایشی را طرّاحی و اجرا کنید — مثلاً جریان آب را تندتر کنید یا شمار قاشق‌ها را تغییر دهید.

مردم کشور ما از گذشته‌های دور از انرژی آب و باد استفاده می‌کرده‌اند. کتاب دو نمونه می‌آورد: بقایای آسیاب بادی (آسباد) در شهر یزد، و نیروگاه بادی کَهَک تاکستان. در گذشته برای آرد کردن غلّات از آسیاب آبی استفاده می‌کردند و امروز به کمک سد، از انرژی آب جاری برق تولید می‌کنند.

انرژی گرماییفعّالیتصفحه ۲۱ کتاب درسی

انرژی گرمایی یکی از شکل‌های انرژی است و می‌تواند به شکل‌های دیگر انرژی تبدیل شود؛ همچنین شکل‌های دیگر انرژی می‌توانند به انرژی گرمایی تبدیل شوند.

1. ۱تصویر یک مارپیچ را روی کاغذ بکشید و آن را مانند شکل کتاب ببُرید.
2. ۲یک تکّه نخ به یک سر مارپیچ ببندید و آن را بالای شوفاژ یا بخاریِ روشن نگه دارید.
3. ۳کف دو دست خود را به هم بچسبانید و روی هم حرکت دهید؛ بعد تندتر حرکت دهید و دو حالت را مقایسه کنید.

1. الف) در آزمایش مارپیچ، انرژی از کدام شکل به شکل دیگر تبدیل می‌شود؟

   پاسخ: از گرمایی به حرکتی؛ هوای گرم بالا می‌رود و مارپیچ را می‌چرخاند.

2. ب) در آزمایش مالش دادن دست‌ها، انرژی حرکتی به کدام شکل انرژی تبدیل می‌شود؟

   پاسخ: به گرمایی. هرچه تندتر حرکت دهید گرم‌تر می‌شود — یعنی انرژی حرکتیِ بیشتر، گرمای بیشتر.

3. پ) اگر مقداری ماسه را در ظرفی دربسته بریزیم و مدّتی تکان دهیم، دانه‌های ماسه گرم‌تر می‌شوند؛ چرا؟

   پاسخ: چون دانه‌ها روی هم می‌سایند و انرژی حرکتی به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود — همان اتّفاقی که در کف دست‌ها افتاد.

نفت، بنزین، گازوئیل و گاز شهری انواع سوخت‌ها هستند. این مواد می‌سوزند و انرژی گرمایی تولید می‌کنند.

انرژی نورانی و انرژی صوتیفعّالیتصفحه ۲۳ کتاب درسی

نوری که از چشمه‌های نور می‌تابد انرژی دارد؛ بنابراین نور خورشید هم انرژی دارد. گیاهان برای رشد به انرژی نور خورشید نیاز دارند.

باد، آب جاری، سوخت‌ها و خورشید منبع انرژی هستند. خورشید بزرگ‌ترین منبع انرژی است. روشنایی و گرمای کره‌ی زمین از خورشید است. این انرژی پاک، ارزان و بی‌پایان است.

1. ۱تکّه‌ای از یک بادکنک را روی دهانه‌ی یک لیوان شیشه‌ای ببندید.
2. ۲چند دانه برنج یا گندم روی بادکنک بریزید.
3. ۳یک ظرف فلزّی را نزدیک لیوان نگه دارید و با قاشق فلزّی به بدنه‌ی آن ضربه بزنید؛ مشاهده‌ی خود را یادداشت کنید.
4. ۴بار دیگر ضربه‌های محکم‌تری بزنید و مشاهده‌ی خود را بنویسید.

1. الف) از این فعّالیت چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟

   پاسخ: دانه‌ها می‌پرند، و با ضربه‌ی محکم‌تر بیشتر می‌پرند. پس صدا انرژی دارد؛ به انرژی صدا، انرژی صوتی می‌گویند.

2. ب) صدای هواپیما شیشه‌ی پنجره‌ها را می‌لرزاند. در این حالت انرژی صوتی به کدام شکل انرژی تبدیل می‌شود؟

   پاسخ: به انرژی حرکتی؛ همان چیزی که در آزمایش بالا با دانه‌ها دیدید.

بازیِ نامِ وسیله و شکلِ انرژیفعّالیتصفحه ۲۵ کتاب درسی

هر دانش‌آموز روی کارتی نام چند وسیله‌ی خانگی را بنویسد و جدول را کامل کند: نامِ وسیله، و شکلی از انرژی که به ما می‌دهد — مثلاً اتو گرمایی و پنکه حرکتی.

یکی از افراد گروه با خواندن نام یک وسیله و شکل انرژی‌اش بازی را شروع می‌کند؛ نفر بعد وسیله‌ی دیگری را با شکل انرژی‌اش می‌خواند (نامِ تکراری قبول نیست). بازی تا جایی ادامه پیدا می‌کند که هیچ‌کس نتواند وسیله‌ی جدیدی نام ببرد.

سهم شما در حفاظت از منابع انرژی: من در زمستان به‌جای زیاد کردن شعله‌ی بخاری لباس گرم می‌پوشم؛ خانواده‌ی من برای رفت‌وآمد در بیشتر موارد از وسایل نقلیه‌ی عمومی استفاده می‌کنند؛ زمان حمام رفتن من کوتاه است؛ و در ماه‌های خیلی گرم یا سرد، پنجره‌ها را بسته نگه می‌دارم و پرده‌ها را می‌کشم.