جواب فعالیت های فصل هشتم علوم نهم ☑️ فشار و آثار آن صفحه ۸۴ تا ۹۳

جواب فعالیت های فصل 8 هشتم علوم نهم ؛ در این نوشته به پاسخ و جواب سوالات متن ، خود را بیازمایید ها ، فکر کنید ها ، آزمایش کنید ها و فعالیت های صفحه ۸۴ ، ۸۶ ، ۸۷ ، ۸۸ ، ۸۹ ، ۹۰ ، ۹۲ و ۹۳ درس فصل ۸ هشتم فشار و آثار آن کتاب علوم پایه نهم متوسطه اول پرداخته ایم. در ادامه با بخش آموزش و پرورش ماگرتا همراه ما باشید.

بعدی: پاسخ فصل نهم علوم نهم

جواب سوال های متن صفحه ۸۴ فصل ۸ علوم نهم

چرا وقتی با کفش‌های معمولی روی برف راه می‌روید، کفش‌هایتان در آن فرو می‌روند، اما اگر چوب اسکی (برف سُره) به پا داشته باشید، کمتر در برف، فرو می‌روید (شکل 1- الف)؟

پاسخ: کفش‌های معمولی سطح تماس کمتری با برف دارند و فشار بیشتری بر روی برف وارد می‌کنند، بنابراین بیشتر در آن فرو می‌روند. اما چوب اسکی سطح تماس بیشتری دارد و فشار کمتری به برف وارد می‌کند، بنابراین کمتر فرو می‌رود.

چرا ابعاد پنجره هواپیما کوچک‌تر از پنجره اتوبوس است (شکل 1- ب)؟

پاسخ: پنجره‌های هواپیما باید کوچک‌تر باشند تا فشار هوای داخل کابین را بهتر تحمل کنند و از خطر ترکیدن جلوگیری شود. در حالی که پنجره‌های اتوبوس تحت فشار کمتری قرار دارند و می‌توانند بزرگ‌تر باشند.

چرا اندازه بادکنک پر از هوا، وقتی از ته استخر آب به بالا می‌آید بزرگ‌تر می‌شود (شکل 1- پ)؟

پاسخ: وقتی بادکنک به سمت بالا حرکت می‌کند، فشار آب کاهش می‌یابد. این کاهش فشار باعث می‌شود که گاز داخل بادکنک منبسط شود و اندازه آن بزرگ‌تر شود.

چرا در ته کفش بازیکنان فوتبال، تعدادی گلُِ میخ وجود دارد (شکل 1- ت)؟

پاسخ: گلُِ میخ‌ها به افزایش اصطکاک کمک می‌کنند و باعث می‌شوند بازیکن بتواند بهتر روی زمین بایستد و در حین دویدن کنترل بیشتری داشته باشد.

چرا برای اتصال قطعه‌های چوبی، افزون بر پیچ و مهره، از واشر نیز استفاده می‌شود (شکل 1- ث)؟

پاسخ: واشرها توزیع فشار را بهتر انجام می‌دهند و از آسیب به چوب جلوگیری می‌کنند. همچنین باعث ایجاد یک اتصال محکم‌تر و پایدارتر می‌شوند.

چرا پونز با کمی تلاش درون چوب یا دیوار فرو می‌رود (شکل 1- ج)؟

پاسخ: پونز دارای نوک تیز است که فشار متمرکز را بر روی نقطه‌ای کوچک ایجاد می‌کند. این فشار باعث می‌شود که پونز به راحتی درون چوب یا دیوار فرو رود.

جواب خود را بیازمایید صفحه ۸۶ فصل ۸ علوم نهم

برای تحمل وزن یک ساختمان، دیوارهای آن را روی پایه‌های بتونی، می‌سازند. در شکل زیر، دو نوع پایهٔ متفاوت که معماران در این مورد به کار می‌برند، نشان داده شده است.

الف) اگر سطح کل پایه نواری، نصف سطح پایه یک پارچه باشد، در این صورت فشاری را که از طرف دیوارهای ساختمان به هریک از دو پایه وارد می شود با هم مقایسه کنید. از وزن پایه‌ها چشم پوشی می شود.

پاسخ: با توجه به اینکه در پایه نواری همه فشار بر پایه ها وارد می شود فشار بر پایه نواری بیشتر است اما در پایه یک پارچه فشار کل سطح تقسیم می شود که از مقدار فشار می کاهد. (با توجه به یکی بودن ساختمان ها از نظر وزن F₁ = F₂ است در نتیجه:

F₁ = F₂   ←   P₁A₁ = P₂A₂      و     A₂ = 2A₁      در نتیجه: P₁ = ₂P₂

ب) برای ساختن ساختمان روی زمین نرم، کدام یک از پایه های نشان داده شده، مناسب تر است؟ علت انتخاب خود را توضیح دهید.

پاسخ: با توجه به روابط بالا مشاهده می شود که فشار در پایه یک پارچه نصف پایه نواری است بنابراین برای ساختن بنا در زمین های نرم بهتر است از پایه یکپارچه استفاده شود زیرا فشار کمتری ایجاد می کند.

جواب فکر کنید صفحه ۸۶ فصل هشتم علوم نهم

۱- یکی از توصیه هایی که همواره باید جدی بگیریم، این است که روی سطح یک استخر یخ زده یا دریاچه یخ زده راه نرویم زیرا فشاری که وزن ما ایجاد می کند، ممکن است برای شکستن یخ کافی باشد. با توجه به تعریف فشار توضیح دهید چرا امدادگر از یک نردبان بزرگ برای حرکت روی سطح یک دریاچه یخ زده، استفاده کرده است.

پاسخ: هر چه سطح تماس نیرو با سطح کمتر باشد، فشار وارده به سطح بیشتر می شود. استفاده از نردبان باعث افزایش سطح تماس و توزیع وزن وزنه بر روی تمام سطح می شود و در نتیجه باعث کاهش فشار و کاهش احتمال شکستن یخ می شود.

۲- چرا گرفتن پونز بین دو انگشت و فشردن آن می تواند سبب آسیب رساندن به یکی از انگشت ها شود؟

پاسخ: نوک پونزها تیز است، به این معنی که سطح تماس بسیار کوچک است. فشردن پونزها باعث توزیع نیروی فشردن روی نوک تیز گیره ها شده و فشار زیادی به این نقطه وارد کرده و باعث سوراخ شدن پوست می شود.

پاسخ فعالیت صفحه ۸۶ فصل هشتم علوم نهم

ابتدا جرم خود را به کمک ترازو اندازه بگیرید و وزن خود را حساب کنید. سپس سطح تماس کفشی که پوشیده اید را با زمین اندازه بگیرید. سرانجام به کمک رابطه (۱) :

الف) مقدار فشاری که پاهای شما به زمین وارد می کنند را به دست آورید.

پاسخ: فرض کنید جرم شما برابر 46 کیلو گرم باشد. آنگاه وزن شما برابر است با:

w = mg = 46 × 10 = 460

برای محاسبه سطح تماس کفش خود با زمین، کف کفش را روی کاغذ شطرنجی قرار دهید و دور آن را با مداد خط بکشید. با شمارش تعداد مربع های داخل خط بسته (رد پای شما)، سطح کف کفش بر حسب سانتی متر مربع به دست می آید. عدد حاصل را بر 10000 تقسیم کنید تا مساحت هر متر مربع را بدست آورید. حاصل را در 2 ضرب کنید تا مساحت دو کفش به دست آید. اکنون با استفاده از فرمول زیر فشار به دست می آید.

p = F / F = W / A = 460N / 0/03m₂ = 1600 نیوتن بر متر مربع

ب) اگر روی یک پای خود بایستید چه فشاری به زمین وارد می کنید؟

پاسخ: در این حالت فشار بر روی سطح یک پا (کفش) است و چون سطح نصف شده است، می توان فشار را دو برابر کرد.

جواب آزمایش کنید صفحه ۸۷ و ۸۸ فصل ۸ علوم نهم

هدف: بررسی فشار در مایع ها
وسایل و مواد لازم: بطری آب (۱/۵ و ۲ لیتری)، پایه (مثلاً یک یا دو قطعه آجر)، یک ظرف نسبتاً بزرگ، نوار چسب کاغذی
روش اجرا:
۱- مطابق شکل سه سوراخ کوچک در بطری ۱/۵ لیتری ایجاد کنید و سوراخ ها را با نوار چسب کاغذی بپوشانید.

۲- بطری را از آب پر کنید و ظرف خالی را زیر آن قرار دهید.
۳- مسیری را که پیش بینی می کنید فوران‌ های آب از سوراخ های ایجاد شده روی بطری طی می کنند روی شکل (ب) رسم و استدلال خود را بیان کنید.

پاسخ: فشار بیشتری در نقاط پایینی داخل بطری وجود دارد زیرا هر چه عمق یک نقطه بیشتر باشد، ارتفاع مایع روی آن بیشتر می شود و در نتیجه نیروی وزن مایع بیشتر می شود. در نتیجه آب با فشار بیشتری از سوراخ به بیرون پرتاب می شود.

۴- درپوش بطری را باز کنید و نوار چسب کاغذی را به آرامی از آن جدا کنید. نتیجه مشاهده خود را با آنچه روی شکل (ب) رسم کردید مقایسه کنید.

پاسخ: مشاهده می شود که چون ارتفاع آب در دو بطری یکسان است و سوراخ ها نیز در ارتفاع یکسانی ایجاد شده اند.

۵- مطابق شکل (پ) آزمایش را با دو بطری ۱/۵ و ۲ لیتری انجام دهید. توجه کنید که سوراخ ها را به طور مشابه و در ارتفاع یکسان روی هر دو بطری ایجاد کنید. همچنین سطح آب در هر دو بطری مساوی باشد.

پاسخ: در این حالت شکل خروج آب از سوراخ های هر دو بطری شبیه هم است.

۶- با توجه به نتایج آزمایش های شکل (الف) و (پ) توضیح دهید فشار درون مایع چگونه با افزایش عمق تغییر می کند.

پاسخ: فشار داخل مایع با افزایش عمق افزایش می یابد. فشار مایع در تمام قسمت های ظرف که عمق یکسانی دارند برابر است. فشار درون ظرف مایع به شکل ظرف بستگی ندارد. (عمق مایع با فشار مایع رابطه مستقیم دارد)

پاسخ فکر کنید صفحه ۸۸ فصل هشتم علوم نهم

شکل رو به رو طرحی از سامانه آب رسانی یک منطقه مسکونی را نشان می دهد. با توجه به آنچه تاکنون در این فصل فراگرفته اید، نقش تلمبه (پمپ) را در ساختمان چندین طبقه توضیح دهید.

پاسخ: به دلیل اینکه ارتفاع برخی از طبقات ساختمان از سطح آب آزاد دریاچه بیشتر است، آب به آن طبقات نمی رسد و پمپ فشار لازم را برای رساندن آب به طبقات بالاتر را فراهم می کند.

جواب فکر کنید صفحه ۸۹ فصل هشتم علوم نهم

شکل ۶ طرحی ساده از یک بالابر هیدرولیکی را نشان می دهد که معمولاً در تعمیرگاه های خودرو از آن استفاده می کنند. این بالابرها براساس اصل پاسکال کار می کنند و رابطه زیر در محل پیستون های آن برقرار است:

F₁/A₁ = F₂/A₂

پاسخ: بر اساس اصل پاسکال، اعمال فشار به نقطه ای از مایع محصور در محفظه بسته بدون ضعیف کردن سایر قسمت های محفظه اعمال می شود. بنابراین اگر نیروی F1 به پیستون 1 وارد شود فشاری برابر p ایجاد می شود.

P = F₁/A₁

این فشار به پیستون 2 منتقل می شود، پس در پیستون 2 رابطه فشار و نیرو به صورت زیر است:

P = F₂/A₂ = F₁/A₁ ⇒ F₂ = F₂/A₂ × F₁

چون سطح مقطع پیستون 2 از پیستون 1 بیشتر است، بنابراین نیروی F2 قوی تر از نیروی F1 است و می تواند خودرو را جابجا کند.

جواب آزمایش کنید صفحه ۹۰ فصل هشتم علوم نهم

هدف: بررسی آثار فشار هوا (۱)
وسایل و مواد لازم: قوطی حلبی، منبع گرما

روش اجرا:
۱- کمی آب درون قوطی بریزید و آن را روی منبع گرما قرار دهید.
۲- مدتی (حدود ۲ الی ۳ دقیقه) صبر کنید تا مقداری بخار آب از سر قوطی خارج شود.
۳- با احتیاط قوطی را از روی منبع گرما بردارید. سر قوطی را با درب مخصوص آن محکم ببندید (مراقب انگشت های خود باشید!).
۴- پیش بینی کنید چه اتفاقی می افتد. استدلال خود را برای این پیش بینی بیان کنید.

پاسخ: وقتی قوطی روی شعله قرار می گیرد، آب داخل آن شروع به جوشیدن می کند و هوای داخل آن با فشار بخار آب از ظرف خارج می شود. بنابراین هوای داخل قوطی با بخار جایگزین می شود. در نتیجه داخل قوطی پر از بخار آب است. زمانی که در قوطی را می بندیم، بعد از سرد شدن قوطی، بخار خنک می شود و دوباره به قطرات آب تبدیل می شود.

۵- چند دقیقه صبر کنید تا قوطی خنک شود. نتیجه مشاهده خود را توضیح دهید. آیا نتیجه آزمایش با پیش بینی شما سازگار بود؟

پاسخ: بله، هوا از سوراخ دیگر خارج شده و آب وارد بطری می شود؛ چون فشار هوا دیگر مانع ورود آن نیست.

جواب فعالیت صفحه ۹۰ فصل ۸ علوم نهم

یک نی را مطابق شکل (الف) داخل یک بطری محتوی آب قرار دهید. درحالی که یک طرف نی درون بطری قرار دارد مطابق شکل (ب) دهانه بطری را با لبهای خود بهطور کامل بگیرید و درون بطری بدمید. آنچه را مشاهده میکنید، با توجه به آثار فشار هوا و همچنین اصل پاسکال توضیح دهید.

پاسخ: هنگام دمیدن (فوت کردن) در بطری، فشار هوای آب زیاد می شود و طبق اصل پاسکال این افزایش فشار هر چقدر هم که زیاد باشد به تمام قسمت های مایع و بطری منتقل می شود و به دلیل اختلاف فشار، آب از نی به بیرون جریان پیدا می کند.

پاسخ دیگر: طبق اصل پاسکال، فشاری که به دلیل دمیدن هوا به داخل بطری ایجاد می‌شود، به تمامی نقاط داخل ظرف منتقل می‌گردد. بنابراین، فشار در قسمت داخلی نی (جایی که نی در آب قرار دارد) بیشتر از فشار در قسمت خارجی نی خواهد بود. این اختلاف فشار باعث می‌شود که آب از نی به بیرون جریان یابد.

پاسخ آزمایش کنید صفحه ۹۲ فصل هشتم علوم نهم

هدف: بررسی آثار فشار هوا (۲)
وسایل و مواد لازم: بطری شیشه‌ای، درپوش تک سوراخه و درپوش دو سوراخه، قیف و ظرف محتوی آب

روش اجرا:
۱- پیش بینی کنید با ریختن آب درون قیف شکل الف چه اتفاقی می افتد. استدلال خود را بیان کنید.
۲- اکنون آزمایش کنید. به آرامی آب را درون قیف بریزید. چه اتفاقی می افتد؟ به دقت مشاهده کنید و سعی کنید آنچه را که اتفاق می افتد توضیح دهید.

پاسخ: برای اینکه آب وارد بطری شیشه ای شود باید هوای داخل آن خارج و آب داخل بطری تعویض شود. در حالتی که از درپوش تک سوراخه استفاده می شود، هوا هیچ راه خروجی از دهانه بطری ندارد و تنها به سختی می تواند از سوراخ قیف خارج شود. بنابراین آب به سختی وارد بطری می شود.

۳- اگر به جای درپوش تک سوراخه، از درپوش دو سوراخه استفاده کنیم (شکل ب)، پیش بینی کنید چه اتفاقی می افتد.

پاسخ: در حالتی که از درپوش دو سوراخه استفاده می شود، هوا می تواند به راحتی از سوراخ دوم خارج شده و با آب جایگزین شود.

۴- آزمایش را به کمک درپوش دو سوراخه انجام دهید و سعی کنید آنچه را که اتفاق می افتد توضیح دهید.

پاسخ: فشار هوای موجود در بطری در حالت اول از ورود آب به داخل بطری جلوگیری می کند. در حالت دوم، با خروج هوا از بطری، فشار داخل آن کاهش یافته و آب وارد بطری می شود.

جواب فکر کنید صفحه ۹۲ فصل هشتم علوم نهم

با توجه به شکل های زیر سریع ترین راه برای خالی کردن یک بطری پلاستیکی که تا نیمه از آب پر شده، کدام است؟

پاسخ: در حالت پ ؛ چون فشار دست هم بر فشار هوا بالای بطری آب افزوده می شود، بنابراین آب با سرعت بیشتری از بطری خارج می شود.

دانش آموزی می گوید سریع ترین راه برای خالی کردن بطری محتوی آب، ایجاد سوراخی ریز در ته آن است. شما چه فکر می‌ کنید؟ برای بررسی درستی پاسخ های خود، تمامی حالت های ذکر شده را آزمایش کنید.

پاسخ: فشار خارج از بطری ها برابر با فشار اتمسفر (فشار هوا) است. برای خالی کردن بطری، فشار وارد شده بر سر بطری ها باید بیشتر از فشار بیرونی (فشار اتمسفر) باشد. در حالتی که سوراخ ریزی در ته بطری ایجاد می شود، بیشترین اختلاف فشار به وجود می آید و بطری سریعتر خالی می شود.

حالت الف) در این حالت فقط فشار ناشی از ارتفاع آب داخل بطری باید بر فشار هوای بیرون بطری غلبه کند تا آب تخلیه شود. فشار ارتفاع آب بسیار کمتر از فشار هوا است و تخلیه بطری از این طریق دشوار است.

حالت ب) در این حالت مجموع فشار هوا و فشار ناشی از ارتفاع آب داخل بطری باید بر فشار هوای بیرون بطری غلبه کند تا آب تخلیه شود. از آنجایی که بطری کج است ارتفاع آب کمتر، نسبت به حالت سرو ته کمتر است و فشار ناشی از آن کم است.

حالت پ) در این حالت مجموع فشار ناشی از فشردن بطری و فشار ناشی از ارتفاع آب داخل بطری باید بر فشار هوای بیرون بطری غلبه کند تا آب تخلیه شود. از آنجایی که فشار هوا بر فشار هوای بطری آب افزوده می شود، آب داخل بطری به سرعت خارج می شود.

حالت سوراخ ریز) در این حالت، مجموع فشار هوا و فشار ناشی از ارتفاع آب داخل بطری باید بر فشار هوای بیرون بطری غلبه کند تا آب تخلیه شود. پس اختلاف فشار در این شرایط با فشار ناشی از ارتفاع آب برابر است.

پاسخ فعالیت صفحه ۹۳ فصل هشتم علوم نهم

در علوم سال هفتم با نحوه کار شش ها آشنا شدید. همانطور که دیدید آنها شبیه بادکنک، داخل حفره سینه ما پر و خالی می شوند. اما چه چیزی باعث پر و خالی شدن آنها می شود؟ نقش فشار هوا در این خصوص چیست؟ شما می توانید پاسخ این پرسش ها را با ساختن مدلی از شش، مورد بررسی قرار دهید (شکل زیر).

پاسخ: در حالت الف، حجم قفسه سینه زیاد و فشار کم است. در نتیجه هوا به راحتی وارد ریه ها (شش ها) می شود. اما در حالت ب چون حجم قفسه سینه کم می شود فشار افزایش می یابد و باعث خروج هوا از ریه ها (شش ها) می شود.

قبلی: پاسخ فصل هفتم 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 8 هشتم فشار و آثار کتاب علوم نهم متوسطه اول ، برای شما دانش آموزان عزیز مفید بوده باشد. سوالات خود را در بخش دیدگاه بیان کنید. 😊