ماشین ها

چکیده
زمانی که از کلمه ی ماشین استفاده می کنیم، منظور فقط خودروی سواری نیست، بلکه وسایل ساده ای مانند قرقره، اهرم، سطح شیب دار، و یا وسایل پیچیده تری مثل وسایل برقی منزل، موتور الکتریکی و ... همگی ماشین محسوب می شوند. حال می خواهیم بدانیم ماشین ها چگونه حرکت می کنند.

اهداف
دانش آموز با انواع ماشین ها آشنا شود.
درباره چگونگی به حرکت درآمدن ماشین های ثابت اطلاعات کسب کند.
به نقش موتور الکتریکی در ایجاد حرکت پی ببرد.

شرح درس
همان طور که می دانید بعضی اجسام در اطراف ما ثابت و برخی در حال حرکت هستند. یک جسم ساکن در صورتی حرکت می کند که نیرو بر آن وارد شود. حال می خواهیم بدانیم ماشین چیست و چگونه حرکت می کند؟
ماشین وسیله ای است که به ما کمک می کند تا کارها را سریع تر انجام دهیم، ماشین از راه های گوناگونی در انجام دادن کارها به ما کمک می کند، مثلا باعث تغییر جهت نیرویی که برای به حرکت درآردن جسم لازم است، می شود.

شما می دانید که وقتی جسمی را می کشید یا هل می دهید و باعث حرکت آن می شوید، به آن نیرو وارد کرده اید. پس برای به حرکت درآوردن اجسام لازم است به آن ها نیرو وارد کنیم. میزان نیرویی که برای به حرکت دراوردن اجسام مختلف لازم است، متفاوت است، مثلا شما برای بلند کردن کتاب خود از روی میز به نیروی کمی نیاز دارید، ولی با همین نیرو نمی توانید یک سطل بزرگ پر از سنگ را بردارید.

گروهی از ماشین ها هستند که پایه و اساس ساخت ماشین های دیگر محسوب می شوند، این دسته از ماشین ها، ماشین های ساده نامیده می شوند. ماشین های دیگر شکل تکامل یافته و ترکیبی از چند ماشین ساده هستند. مثلا چرخ گوشت، ماشین لباسشویی و خودروی سواری ماشین های پیچیده ای هستند که از ترکیب چند ماشین ساده به وجود آمده اند. امروزه زندگی انسان به استفاده از ماشین ها وابسته است. در زندگی روزمره، کشاورزی، صنعت، ساختمان سازی، حمل و نقل و بسیاری امور دیگر از ماشین های ساده و پیچیده استفاده می شود. کلید برق، صفحه ی تلفن، پیچ گوشتی و بسیاری از وسایل دیگر همگی ماشین های ساده هستند. در حقیقت هدف ماشین های ساده این است که با وارد کردن یک نیروی محرک کوچک، نیروی بزرگ تری تولید شود. قرقره ی پرچم که از آن برای بالا و پایین کشیدن پرچم استفاده می شود یک ماشین ساده است.

ماشین ها نیروی خود را از کجا می آورند
گفتیم که برای حرکت دادن اجسام ثابت نیرو لازم است، برای انجام بعضی کارها، مانند حرکت دادن توپ، بلند کردن یک کتاب، بلند کردن یک سطل به آن نیرو وارد می کنیم. این نیروی نیروی ماهیچه انسان است. ولی برای به حرکت درآوردن و وارد کردن نیرو به همه چیز نمی توان از نیروی ماهیچه استفاده کرد.

آیا تا به حال به نحوه عمل چرخ خیاطی دستی و پدالی توجه کرده اید؟ زمانی که با دست خود اهرم چرخ خیاطی را به حرکت درمی آورید زود خسته می شوید و سرعت کار شما کم می شود. ولی زمانی که با چرخ پدالی کار می کنید نیروی کمتری مصرف می کنید. بنابراین انسان همیشه نمی تواند از نیروی ماهیچه خود استفاده کند و باید به فکر یک منبع نیرو باشد.

فعالیت
به محیط اطراف خود با دقت نگاه کنید. وسایلی که با نیروی ماهیچه ی انسان قابلیت حرکت دارند، و و سایلی که با نیروی ماهیچه ی انسان نمی توانند حرکت کنند را در جدولی مانند جدول زیر بنویسید.

 می دانید که انرژی الکتریکی یکی از هم ترین شکل های انرژی است. هم چنین می دانید که انرژی الکتریکی است که باعث کار کردن و روشن شدن بسیاری از وسایل برقی می شود. انرژی الکتریکی می تواند تبدیل به انرژی حرکتی شود و اجسام را به حرکت دربیاورد. این عمل توسط وسیله ای انجام می شود که موتور الکتریکی نام دارد. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترو مغناطیس کار می کنند. اگر موتور الکتریکی به برق وصل شود، توانایی به حرکت درآردن اجسام را دارد. به طور مثال آرمیچر یک موتور الکتریکی ساده است که می تواند در صورت اتصال به برق، پروانه ی کوچکی را به حرکت دربیارود. پنکه نمونه ای از وسایل منزل است که با آرمیچر کار می کند. شکل مقابل نوعی آرمیچر را نشان می دهد.

فکر کنید
کدام یک از وسایل برقی خانه ی شما موتور الکتریکی دارد؟
ماشین های ساده در دو گروه، اهرم و سطح شیبدار طبقه بندی می شوند که در نوشتار بعدی به آن خواهیم پرداخت.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: نسیم گوهری
تنظیم: علی سرمدی