جواب فعالیت های فصل 9 نهم علوم نهم ؛ در این مطلب با پاسخ و جواب سوالات خود را بیازمایید ، جمع آوری اطلاعات ، فکر کنید ها ، آزمایش کنید ها و فعالیت های صفحه ۹۶ ، ۹۸ ، ۹۹ ، ۱۰۱ ۱۰۲ ، ۱۰۳ ، ۱۰۴ و ۱۰۵ درس فصل ۹ نهم ماشین ها کتاب علوم پایه نهم متوسطه اول آشنا می شوید. در ادامه با بخش آموزش و پرورش ماگرتا همراه ما باشید.
جواب فصل بعدی: پاسخ فصل دهم علوم نهم
جواب فکر کنید صفحه ۹۶ فصل نهم علوم نهم
شکل ۲ تصویر تعدادی از ماشین هایی را که روزانه با آنها سروکار داریم نشان می دهد. در مورد ورودی و خروجی این ماشین ها در زندگی و تبدیل انرژی در آنها گفت و گو کنید.
پاسخ: نقش قایق
نقش قایق جا به جایی بین دو مکان روی آب و حرکت سریع تر کار انجام شده است. این کار توسط نیرویی که شخص به پارو وارد می کند و تبدیل آن به انرژی حرکتی انجام می شود.
نقش چرخ خیاطی دستی
دوخت سریع (توسط حرکت سریع سوزن) کار انجام شده توسط نیرویی که شخص با دست یا پا وارد می کند و تبدیل آن به انرژی جنبشی (اگر چرخ خیاطی برقی باشد، انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی تبدیل می شود).
نقش اتوبوس
حمل تعداد زیادی مسافر و جا به جایی آنها تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی حرکتی و گرما.
نقش پنکه
تولید باد (هوای در حال حرکت) انرژی الکتریکی توسط موتورش به انرژی جنبشی پره ها تبدیل، و پره ها با گردش خود سبب حرکت سریع ذرات هوا می شود.
نقش ماشین لباسشویی
شستشوی لباس به وسیله حرکت یک استوانه مشبک. انرژی الکتریکی در موتور الکتریکی داخل آن به انرژی جنبشی تبدیل، و سبب گردش لباس در مخلوط آب و مواد شوینده می شود. در ادامه، ماشین ساده توصیف می شود.
نکته مهم: یک ماشین از تعداد زیادی ماشین ساده تشکیل می شود و این اجزا با هم در ارتباط اند و یک هدف را دنبال می کنند.
جواب آزمایش کنید صفحه ۹۸ فصل ۹ علوم نهم
هدف: بررسی عوامل مؤثر بر گشتاور نیرو
وسایل و مواد لازم: حلقه، تعدادی وزنه کوچک شکاف دار، خط کش، وزنه گیر
روش اجرا:
۱- خط کش را درون حلقه قرار دهید و وزنه گیر را آویزان کنید.
۲- انتهای خط کش را با دست خود بگیرید و به صورت افقی نگه دارید.
۳- در وزنه گیر، وزنه قرار دهید و به تدریج وزنه ها را زیاد کنید.
۴- اکنون وزنه ها را ثابت نگه دارید و فاصله حلقه فلزی تا دستتان را کم و زیاد کنید. از این آزمایش چه نتیجه ای می گیرید؟
پاسخ: این آزمایش به سادگی قابل اجرا است. وقتی وزنه ها را زیاد می کنید نیروی وزنه ها بیشتر می شود و خط کش به چرخش حول دست تمایل پیدا می کند و برای جلوگیری از چرخش دست باید مقابله بیشتری کند. بنابراین گشتاور نیرو با بزرگی نیرو رابطه مستقیم دارد.
همچنین وقتی فاصله وزنه ها تا دست بیشتر می شود، تمایل به چرخش خط کش بیشتر می شود و دست باید مقابله بیشتری داشته باشد تا از چرخش آن جلوگیری کند. بنابراین گشتاور نیرو با فاصله نیرو از محور چرخش رابطه مستقیم دارد.
جواب خود را بیازمایید صفحه ۹۹ فصل نهم علوم نهم
توضیح دهید چرا با آچار بلندتر، مهره محکم را می توان آسان تر باز کرد؟
پاسخ: در شرایط تعادل، گشتاور نیروی ناشی از نیروی مقاوم با گشتاور نیروی ناشی از نیروی محرک، هم اندازه است؛ بنابراین می توان گفت: در یک اهرم، اگر طول بازوی محرک بیشتر از طول بازوی مقاوم باشد افزایش نیرو بیش تر است.
پس با نیروی کم می توان بر مقاومت بیش تر غلبه کرد. وقتی طول آچار بلند تر باشد بازوی محرک آنم از بازوی مقاوم آن بیش تر است.
پاسخ فعالیت صفحه ۱۰۱ فصل نهم علوم نهم
نشان دهید در اهرم‌ها و در شرایط تعادل، مزیت مکانیکی از رابطه زیر نیز به دست می آید.
پاسخ:
طبق تعریف مزیت مکانیکی، F2 / F1 به این معنی است که نسبت نیروی مقاوم به نیروی محرک برابر با مزیت مکانیکی است. بنابراین به جای آن می توانیم بنویسیم:
جواب فعالیت صفحه ۱۰۱ فصل ۹ علوم نهم
اهرم ها در بسیاری از ماشین های معمولی، دیده می شوند. اهرم ها را می توان برحسب محل قرار گرفتن تکیه گاه، نیروی محرک و نیروی مقاوم بررسی کرد. در هر یک از شکل های زیر تکیه گاه، محل وارد کردن نیروی محرک و نیروی مقاوم را نشان دهید. از وزن اهرم ها صرف نظر می شود.
پاسخ: در هر سه شکل، مثلث های قرمز تکیه گاه، فلش‌های رنگ سبز نیروی محرک و فلش‌های قرمز رنگ نیروی مقاوم هستند.
تصویر راست) اهرم نوع سوم: نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار دارد. مانند انبر، قندگیر، چوب ماهیگیری و …
تصویر وسط) اهرم نوع دوم: نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد. مانند فندق شکن فرغون، در بازکن و …
تصویر چپ) اهرم نوع اول: تکیه گاه بین نیروی مقاوم و نیروی محرک قرار دارد. مانند انبردست ، آچار فرانسه ، قیچی و …
پاسخ فعالیت صفحه ۱۰۲ فصل نهم علوم نهم
به کمک یک قرقره ثابت، یک قرقره متحرک، یک وزنه معین و یک نیروسنج درباره مزیت مکانیکی قرقره های ثابت و متحرک شکل ۱۲ تحقیق کنید.
پاسخ: فرض کنید وزنه برابر ۲۰ کیلوگرم باشد. یعنی نیروی مقاوم برابر ۲۰۰ نیوتن باشد.
در قرقره ثابت نیروی محرکی که نیروسنج در محل دست نشان می دهد برابر ۲۰۰ نیوتن است.
در قرقره متحرک نیروی محرکی که نیروسنج در محل دست نشان می دهد برابر ۱۰۰ نیوتن است.
باید پس از تحقیق به این نتیجه برسید که مزیت مکانیکی قرقره ساده برابر با یک است و فقط با تغییر جهت نیرو به می کمک می کند و مزیت مکانیکی قرقره متحرک همواره برابر دو است و و با افزایش مقدار نیرو به ما کمک می کند.
پاسخ خود را بیازمایید صفحه ۱۰۳ فصل ۹ علوم نهم
با توجه به تعریف مزیت مکانیکی، جدول زیر را درباره مزیت مکانیکی ماشین های شکل ۱۴ ، کامل کنید.
| * | شکل (الف) | شکل (ب) | شکل (پ) |
|---|---|---|---|
| اندازۀ نیروی محرک | ۵۰N | ۵۰N | ۵۰N |
| اندازۀ نیروی مقاوم | ۵۰N | ۱۰۰N | ۱۵۰N |
| مزیت مکانیکی | ۱ | ۲ | ۳ |
جواب جمع آوری اطلاعات صفحه ۱۰۳ فصل ۹ علوم نهم
درباره نقش قرقره ها در زندگی اطلاعاتی را به همراه تصویر، جمع آوری کنید و آن را در کلاس گزارش دهید.
پاسخ: شما دانش آموزان می توانید بستگی به توانایی خود در مورد یکی از موارد زیر که قرقره در آن بکار رفته اطلاعاتی جمع آوری و به کلاس گزارش دهند: ” آسانسور – بالابر – جرثقیل – قرقره تیر پرچم – ریل پرده و ….” مانند نمونه های زیر.
از زمان های قدیم از قرقره ها برای تخلیه چاه استفاده می شده است. این باعث صرفه جویی در انرژی می شود.
همچنین در مراسم صبحگاهی پادگان ها و مدارس از قرقره برای برافراشتن پرچم استفاده می شود. قرقره در این مورد با تغییر جهت نیرو کمک می کند.
پاسخ دیگر: قرقره‌ها یکی از ابزارهای ساده‌ای هستند که در زندگی روزمره و صنایع کاربردهای زیادی دارند. نقش اصلی قرقره‌ها این است که با استفاده از چرخ و طناب، نیروی لازم برای جابه‌جایی اجسام سنگین را کاهش می‌دهند. با استفاده از قرقره‌ها می‌توان اجسام سنگین را با صرف نیروی کمتر بالا کشید یا حرکت داد.
انواع قرقره:
- قرقره ثابت: این نوع قرقره در یک مکان ثابت قرار دارد و تنها جهت نیرو را تغییر می‌دهد. مثلاً با کمک قرقره ثابت، می‌توان نیرویی که به سمت پایین وارد می‌شود را به نیروی بالا بر تغییر داد.
- قرقره متحرک: این قرقره‌ها همراه با بار جابه‌جا می‌شوند و باعث کاهش نیروی لازم برای بلند کردن اجسام می‌شوند. برای مثال، در جرثقیل‌ها از قرقره‌های متحرک استفاده می‌شود تا بارها را با نیروی کمتر به سمت بالا جابه‌جا کنند.
- قرقره مرکب: این نوع قرقره ترکیبی از قرقره ثابت و متحرک است و باعث می‌شود کار با نیروی کمتری انجام شود.
کاربردها:
- در جرثقیل‌ها و بالابرها برای جابه‌جایی مصالح ساختمانی
- در پرده‌ها و چادرها برای بالا و پایین کردن آنها
- در ورزش‌ها، مانند کوهنوردی و صخره‌نوردی برای جابه‌جایی وسایل
پاسخ جمع آوری اطلاعات صفحه ۱۰۴ فصل نهم علوم نهم
درباره انواع چرخ دنده ها و کارکرد آنها اطلاعاتی را به همراه تصویر جمع آوری کنید و آن را به کلاس گزارش دهید.
پاسخ: انواع زیادی از چرخ دنده ها وجود دارد. برخی از انواع پرکاربرد آن عبارتند از ساده، مارپیچ، شانه‌ای، حلزونی و مخروطی). محاسبه صحیح نیروها در طراحی های مکانیکی به دانش دقیق هر نوع چرخ دنده بستگی دارد. حتی پس از انتخاب نوع چرخ دنده عواملی مانند ابعاد (تعداد دندانه ها، زاویه مارپیچ و …)، استانداردهای دقت (DIN، AGMA و ISO)، نیاز به ماشینکاری دنده ها، گشتاور مجاز و کارایی نیز باید در نظر گرفته شود.
چرخنده: وسیله ای برای انتقال قدرت دورانی از یک محور به محور دیگر است که در طی آن مقدار گشتاور یا سرعت دورانی یا جهت چرخش یا جهت محوری می تواند تغییر کند. تسمه و زنجیر همین کار را انجام می دهند، اما با کیفیتی متفاوت.
انواع چرخ دنده ها که عبارت است از :
- چرخ دنده ملخی
- چرخ دنده مارپیچی
- چرخ دنده مارپیچی دوقلو
- چرخ دنده جناغی
- چرخ دنده مخروطی
- چرخ دنده حلزونی
- چرخ دنده هیپوئیدی
- چرخ دنده شانه ای
- چرخ دنده رینگی
- چرخ دنده سیاره ای
در ادامه رایج ترین انواع چرخ دنده ها را در زیر معرفی کرده ایم.
چرخ دنده ساده (ملخی) : یکی از پرکاربردترین انواع چرخ دنده و از نوع استوانه ای است. دارای دندانه های مستقیم است و روی محورهای موازی نصب می شود. در برخی از طرح ها از تعداد زیادی از این چرخ دنده ها برای کاهش قدرت استفاده می شود. هنگامی که دو چرخ دنده ساده با هم استفاده می شود، دنده کوچکتر با دنده های کمتر، پینیون نامیده می شود. به دنده بزرگتر که دندانه های بیشتری دارد چرخ دنده یا چرخ نامیده می شود.
یکی از ویژگی های این نوع دنده صدای زیاد آن است. به محض برخورد این دو دندان با یکدیگر، با شدت زیادی به یکدیگر برخورد می کنند. این شوک باعث تولید صدا و تمرکز کشش روی دندان ها می شود. دندانه های این چرخ دنده دارای پروفایل پخش کننده می باشد و در یک لحظه فقط یکی از دندانه ها کاملا درگیر می شود.
در این گونه از چرخ دنده ها، هیچ نیرویی در جهت محور ایجاد نمی شود. چرخ دنده ساده در کاربردهایی که نیاز به کاهش سرعت یا چند برابر کردن گشتاور باشد، بهترین گزینه است. به عنوان مثالی از این کاربردها می‌توان به آسیاب گلوله ای یا دستگاه خردکن سنگ آهن اشاره کرد.
چرخ دنده مارپیچ : دندانه های این چرخ دنده بر خلاف یک چرخ دنده ساده با محور چرخ دنده موازی نیستند بلکه هر دندانه مقطعی از یک مارپیچ است. این ویژگی به دندانه ها اجازه می دهد تا به آرامی درگیر شوند، در حالی که دندانه های چرخ دنده ساده به یکباره درگیر و جدا می شوند. این باعث می شود که چرخ دنده های مارپیچ آرام تر و بی صداتر از چرخ دنده های ساده کار کنند.
محور این چرخ دنده ها می تواند موازی یا متقاطع باشد. در مقایسه با چرخ دنده های ساده، چرخ دنده های مارپیچ در سرعت های بالا و توان های بالا کاربرد بیشتری دارند. همچنین از آنجایی که این چرخ دنده ها با صدا و لرزش کمتری کار می کنند، در مواردی که کنترل سر و صدای بالا حائز اهمیت است از این گونه چرخ دنده استفاده می گردد.
چرخ دنده مارپیچی دوقلو : چرخ دنده های دوقلو نوعی چرخ دنده مارپیچی هستند که دو سر مارپیچی، که یک شکاف آن ها را از هم جدا می کند، در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. هر سر دارای یک زاویه مارپیچ مشابه، ولی مخالف است. بکارگیری یک جفت دنده مارپیچی بار‌های محوری را محدود کرده و حتی امکان اصطکاک بیشتر دندانه ها و عملکرد نرمتر را به وجود می آورد. عموماً چرخ دنده های دوقلو، مانند چرخ دنده های مارپیچ، در چرخ دنده های محصور استفاده می شوند.
چرخ دنده جناغی : چرخ دنده های عقربی (جناغی) بسیار شبیه چرخ دنده های دوقلو هستند، اما هیچ شکاف جداکننده ای در بین دو سر این چرخ دنده وجود ندارد. چرخ دنده های جناغی معمولاً کوچکتر از چرخ دنده های دوقلوی قابل مقایسه هستند و کاربرد ایده آل آنها عبارت است از ایجاد شوک و ارتعاش بالا. استفاده از چرخ دنده های جناغی، به دلیل مشکلات تولید و گرانی قیمت، عمومیت فراوانی ندارد.
چرخ دنده حلزونی : چرخ دنده های حلزونی ،یکی از انواع جرخ دنده ها با قابلیت های منحصر به فرد می باشد که انتقال قدرت را از دو محور که با هم زاویه ی ۹۰ درجه دارند را میسر می سازد. از ویژگی های این نوع چرخ دنده ها می توان به یکسو بودن انتقال (از پیچ به چرخ) اشاره کرد که از جمله موارد استفاده ی این چرخ دنده ها در مکانیزم های بالا بر و خود قفل شونده (مانند جرثقیل ها) می باشد. دیگر ویژگی این چرخ دنده ها کاهش چشمگیر نسبت دور می باشد که نسبت کاهش ۳۰۰:۱ وحتی بالاتر را میسر می سازد.
چرخ دنده شانه ای : این مفهوم به چرخ دنده ملخی شکل می دهد. میله دندانه دار و چرخ دندانه دار کوچک در گونه های خطی شکل متفاوتی ظاهر می شود. گونه های این دستگاه در مورد ملخک ها هستند. هر میله دندانه داری عبارت است از یک میله دارای دندانه. این میله یک شعاع منحنی دارد و می شود آن را به عنوان بخش چرخ دنده در نظر گرفت. میله دندانه دار با چرخ دندانه دار کوچک ترکیب شده و یک نیروی خطی را شکل می دهد. هر وقت چرخ دندانه دار کوچک بچرخد، میله دندانه دار در یک خط مستقیم قرار می گیرد. غالباً در خودرو‌ها از این آرایش استفاده می شود.
جواب فکر کنید صفحه ۱۰۵ فصل ۹ علوم نهم
چرا در مناطق کوهستانی، قسمتی از جاده ها را به صورت پیچ های شیبدار می سازند؟
پاسخ: هنگامی که جاده را شیب دار می سازند، جابجایی نیروی محرکه افزایش می یابد و در عوض نیروی محرکه کاهش می یابد. بنابراین نیروی محرک کمتری برای جابجایی نیروی مقاوم در سطح شیبدار جاده کوهستانی مورد نیاز است و در نتیجه مزیت مکانیکی ایجاد شده توسط سطح شیبدار بیشتر از ۱ است. هر چه سطح شیب کمتر باشد، طول جابجایی نیروی محرک بیشتر می شود و نیروی محرک کمتر و در نتیجه مزیت مکانیکی بیشتر خواهد شد.
جواب فصل قبلی: پاسخ فصل هشتم علوم نهم
توجه: شما دانش آموز پایه نهم متوسطه اول می توانید برای دسترسی سریع و آسان تر به پاسخ نامه فعالیت های کتاب علوم تجربی نهم ، در انتهای عنوان خود عبارت «ماگرتا» را نیز در گوگل جستجو کنید.
در انتها امیدواریم که مقاله جواب فعالیت های فصل 9 نهم کتاب علوم نهم متوسطه اول ، برای شما دانش آموزان عزیز مفید بوده باشد. سوالات خود را در بخش دیدگاه بیان کنید. 😉
