درس 6: ورزش و نیرو (1)

در هر ورزش، نیرویی وارد می‌شودفعّالیتصفحه ۴۰ کتاب درسی

نیروها در تمام زندگی ما حضور دارند. ما آن‌ها را نمی‌بینیم؛ امّا می‌توانیم اثر آن‌ها را بر اجسام یا خودمان مشاهده کنیم — به عبارت دیگر می‌توانیم بگوییم نیرو سبب چه چیزی می‌شود.

به تصویرهای ورزشی کتاب نگاه کنید و بگویید در هریک چه فعّالیتی در حال اجراست و نتیجه‌ی آن بر جسم (توپ، تیر و مانند آن) چیست.

در گروه خود چند فعّالیت ورزشی طرّاحی کنید که در آن‌ها اثرات نیرو نشان داده شوند؛ به حیاط مدرسه بروید و آن‌ها را انجام دهید و بعد گزارش دهید.

کشیدن یا هُل دادن؟گفت‌وگوصفحه ۴۱ کتاب درسی

1. الف) آیا در این فعّالیت‌ها حالتی هست که جسم کشیده نشود یا هُل داده نشود؟

   پاسخ: نه. هُل دادن یا کشیدن، معادل وارد کردن یا اِعمال نیروست — همان‌طور که در علوم سال سوم دیدید.

اثر نیروصفحه ۴۱ کتاب درسی

وقتی به جسمی نیرو وارد می‌شود، اثر نیرو به شکل‌های گوناگونِ تغییر جهت حرکت، تغییر شکل جسم، حرکت کردن جسم، توقّف جسم و کُند شدن یا تند شدن حرکت ظاهر می‌شود.

همان‌طور که مشاهده کردیم، وقتی حرکت جسمی مانند توپ تغییر می‌کند — مثلاً وقتی توپی متوقّف می‌شود یا شروع به حرکت می‌کند — حتماً نیرویی سبب این تغییر حرکت شده است. بنابراین می‌توانیم بگوییم: وقتی حرکت جسم تغییر می‌کند که به آن نیرویی وارد شود.

برای حس کردن بهتر نیرو، کتاب سه کار پیشنهاد می‌کند: مسابقه‌ی مچ‌اندازی در کلاس، مسابقه‌ی طناب‌کشی بین گروه‌ها، و وارد کردن توپ با ضربه‌ی پا به دروازه.

نیرو اثر متقابل بین دو جسم استصفحه ۴۳ کتاب درسی

شخصی را در نظر بگیرید که پشت یک خودروی خاموش ایستاده است. آیا خودرو به این علّت که شخصی پشت آن ایستاده است حرکت می‌کند؟ نه. آن شخص باید خودرو را هُل بدهد تا خودرو شروع به حرکت کند؛ تا زمانی که او خودرو را هُل ندهد، خودرو حرکت نخواهد کرد.

کتاب بعد تصویر مرد و اسب را می‌گذارد و می‌پرسد آیا مرد و اسب هم به هم نیرو وارد می‌کنند.

1. الف) چند جسم باید بر هم اثر کنند تا نیرو ظاهر شود؟

   پاسخ: دو جسم. نیرو چیزی نیست که یک جسم به‌تنهایی داشته باشد؛ اثر متقابل بین دو جسم است.

2. ب) اگر دو جسم بر هم اثر نگذارند — مانند حالتی که شخص در نزدیکی خودرو ایستاده و آن را هُل نمی‌دهد — آیا به هم نیرو وارد می‌کنند؟

   پاسخ: نه. نزدیک بودن کافی نیست؛ باید بر هم اثر بگذارند.

شگفتی‌های آفرینش: کَک می‌تواند ارّابه‌ای را که جرم آن چند هزار برابر جرم خودش است بکِشد و به حرکت درآورد.

دو نیرو در دو جهتآزمایش کنیدصفحه ۴۵ کتاب درسی

1. ۱یک جسم سنگین را انتخاب کنید که با هُل دادن به‌راحتی حرکت نکند.
2. ۲تلاش کنید با وارد کردن نیروی کافی آن را به حرکت درآورید.
3. ۳از یکی از دوستانتان بخواهید او نیز به جسم در همان جهتِ هُل دادن شما نیرو وارد کند. آیا در این حالت جسم راحت‌تر حرکت می‌کند؟
4. ۴حالا از دوستتان بخواهید از طرف مقابل به جسم نیرو وارد کند.

1. الف) در کدام حالت نیروها اثر همدیگر را خنثی کرده‌اند و جسم حرکت نمی‌کند؟

   پاسخ: وقتی دو نفر از دو طرفِ مخالف و با نیروی برابر هُل می‌دهند. آن‌وقت نیرو هست، ولی نیروی خالص صفر است.

2. ب) در طناب‌کشی، در چه حالتی با اینکه بر طناب نیرو وارد می‌شود طناب حرکت نمی‌کند؟

   پاسخ: وقتی دو گروه نیروی برابر وارد می‌کنند. گروهی برنده می‌شود که نیروی بیشتری وارد کند؛ آن‌وقت نیروها یکدیگر را خنثی نمی‌کنند.

چهارچرخه و دو کفّهکاوشگریصفحه ۴۶ کتاب درسی

1. ۱دو قرقره را روی دو لبه‌ی یک میز نصب کنید.
2. ۲یک چهارچرخه بردارید و نخ‌ها را به دو طرف آن ببندید و از طرف دیگر به کفّه‌ها (لیوان‌های کاغذی) وصل کنید. نخ‌ها باید از روی قرقره عبور کنند.
3. ۳وسط میز را علامت‌گذاری کنید و چهارچرخه را روی آن قرار دهید.
4. ۴یکی چهارچرخه را نگه دارد و دیگری در هر کفّه یک وزنه‌ی ۱۰۰ گرمی بگذارد. حالا چهارچرخه را با دقّت رها کنید.
5. ۵آزمایش را با وزنه‌های گوناگون تکرار و جدول را کامل کنید.

1. الف) آیا در آزمایش‌های شماره‌ی (۲) و (۴) به چهارچرخه نیرو وارد می‌شود؟ اگر آری، پس چرا جسم حرکت نمی‌کند؟

   پاسخ: بله، نیرو وارد می‌شود و در آزمایش ۴ حتّی چهار برابرِ آزمایش ۲ است. ولی دو نیرو برابر و در دو جهت مخالف‌اند و اثر هم را خنثی می‌کنند.

2. ب) به نظر شما شرط شروع به حرکت کردن یک جسم چیست؟

   پاسخ: اینکه نیروهای وارد بر آن یکدیگر را خنثی نکنند — یعنی نیروی خالصی روی جسم بماند. جسم در جهتِ همان نیروی خالص حرکت می‌کند.