باز هم ماشین های ساده

چكیده

این طرح درسی برای آشنایی با ماشین های ساده و مرکب و نحوه کار آنهاست.

اهداف

دانش آموزان پس از اتمام درس خواهند توانست:

• ماشین ساده و کار را توضیح دهند و مثالهایی از آنها بیاورند.
• ماشین های ساده شامل سطح شیب دار ، چرخ و محور، قرقره ، اهرم و تکیه گاه و گوه را تشخیص دهند .
• ماشینهای ترکیبی و ساده را طبقه بندی کنند.

وسایل لازم

• کتاب
• سطل رنگ
• نیرو سنج
• خط کش چوبی
• نخ
• پاکت شیر یا هر جعبه دیگری که محکم باشد
• چند قرقره
• ماشین اسباب بازی که سنگین شده
• سه تکه چوب هم طول و سه تکه چوب با طولهای متفاوت
• چوب دستی  یا میله دراز

روش تدریس

کار و ماشین ساده

به چند دانش آموز بگویید تا تلاش کنند در یک قوطی رنگ را با دست باز کنند یا یک میز سنگین را حرکت دهند. به دانش آموزان نشان دهید که هر چند نیرو وارد کرده اند ولی هیچ چیزی حرکتی نکرده و بنابراین کاری انجام نشده است. چون کار مساوی نیرو ضرب در مسافت است.

سپس به یک دانش آموز بگویید تا در یک قوطی رنگ را با یک میله باز کند. برایشان توضیح دهید که وسیله مورد استفاده یک اهرم است و اهرم یکی از انواع ماشینهای ساده است و ماشین چیزی است که کارها را ساده تر می کند. همچنین به دانش آموزان کمک کنید تا کشف کنند که با استفاده از دو ماشین ساده یا بیشتر می توان یک ماشین مرکب ساخت.

اهرم

یک کتاب را به یک سر یک خط کش محکم ببندید. از یک جعبه شیر که با شن پر شده به عنوان تکیه گاه  استفاده کنید .تکیه گاه نقطه ای است که خط کش روی آن می ایستد یا می چرخد. تکیه گاه را روی علامت 15 سانتی متری قرار دهید. . در یک جدول ، مکان تکیه گاه ، طول بازویی که وزنه (کتاب) به آن متصل است و طول بازویی که به آن نیرو وارد می شود را یادداشت کنید. به وسیله نیرو سنج، نیروی لازم برای بلند کردن وزنه را اندازه گیری و ثبت کنید. مراحل بالا را برای زمانی که تکیه گاه در نقطه 20 سانتی متری ، 25 سانتی متری ، 30 سانتی متری و 35 سانتی متری است، تکرار کنید. در مورد رابطه بین مکان تکیه گاه و مکان وزنه و نیروی لازم برای بلند کردن آن بحث کنید. اجازه دهید دانش آموزان جهت نیروی وارده و جهت حرکت وزنه را کشف کنند

قرقره

از یک میله افقی استفاده کنید و به آن یک قرقره ثابت ، ترکیبی از یک قرقره ثابت ویک قرقره متحرک ، و ترکیبهایی از قرقره های ثابت و متحرک آویزان کنید. یک وزنه را با نیرو سنج بلند کنید، بعد وزنه را به وسیله قرقره ثابت و بعد با قرقره ثابت و متحرک و بالاخره به وسیله ترکیبی از چند قرقره ثابت و متحرک بلند کنید . نیرو را برای هر کدام با نیرو سنج اندازه گیری کنید. در مورد نیروی لازم برای هر ترکیب بحث کنید. کدام یک کمترین نیرو را لازم دارد؟ و کدام یک بیشترین نیرو را ؟ جهت حرکت وزنه و جهت وارد کردن نیرو را برای هر مورد تعیین کنید. درباره رابطه بین تعداد قرقره های استفاده شده و نوع آنها با نیروی مورد نیاز برای بلند کردن وزنه، بحث کنید.

سطح شیب دار ، گوه ، پیچ

در مورد رابطه بین سطح شیب دار پیچ و گوه بحث کنید. سپس یک ماشین اسباب بازی را با نیرو سنج وزن کنید. بعد ماشین را بوسیله سه سطح شیبدار هم طول اما با ارتفاع های متفاوت بالا ببرید . این کار را با سه سطح شیبدار ی که طولشان با هم متفاوت است ولی هم ارتفاع هستند، تکرار کنید. نیروی لازم برای هر مورد را ثبت کنید. به رابطه بین طول و ارتفاع سطح شیبدار و نیروی لازم دقت کنید.

چرخ و محور

یكی از بچه ها باید با یک دست وسط یك چوب دستی یا میله را نگه دارد و  یك نفر دیگر باید از نقطه ای نزدیک دست اولی میله رابگیرد و سعی کند میله را بچرخاند. شخصی كه وسط خط كش را نگه داشته، تلاش می كند تا از حركت خط كش جلو گیری كند. به تدریج نفر دوم دست خود را دور تر می برد و دوباره تلاش می كند تا خط كش را بچرخاند تا زمانی كه خط كش به آسانی بچرخد، این کار را ادامه می دهد . دست شخصی كه وسط خط كش را نگه داشته مانند محور  و خط كش به عنوان چرخعمل می كند. بچه ها رابطه بین اندازه چرخ و مقدار نیروی لازم برای چرخاندن آن را تشخیص می دهند

مترجم: میثم امیری نائینی