جواب فصل هشتم بخش چهارم علوم تکمیلی هفتم 💥 انرژی و تبدیل‌های آن

جواب فصل هشتم بخش چهارم علوم تکمیلی هفتم ؛ در این مقاله به جواب و حل سوال های تحقیق کنید ، فکر کنید ، آزمایش کنید ، بیشتر بدانید ، فعالیت صفحه ۵۶ ، ۵۷ ، ۵۸ ، ۵۹ ، ۶۰ ، ۶۱ ، ۶۲ ، ۶۳ ، ۶۴ و ۶۵ فصل هشتم «انرژی و تبدیل‌های آن» بخش چهارم «انرژی نیاز همیشه» علوم تجربی تکمیلی (ویژه مدارس استعداد درخشان) پایه هفتم متوسطه اول پرداخته ایم. در ادامه با بخش آموزش و پرورش ماگرتا همراه ما باشید.

همچنین بخوانید: گام به گام کتاب علوم تجربی تکمیلی (ویژه مدارس استعداد درخشان) هفتم

جواب تحقیق کنید صفحه ۵۶ فصل هشتم بخش چهارم علوم تکمیلی هفتم

ماشین بخار و انقلاب صنعتی یکی از مهم‌ترین وقایع تاریخ تمدن انسان‌ها انقلاب صنعتی است. اختراع ماشین بخار در قرن هجدهم یکی از مهم‌ترین عوامل انقلاب صنعتی بوده است. پیش از ماشین بخار، انسان برای انجام کارهای خود مانند حمل و نقل، شخم زدن زمین‌ها، چرخاندن چرخ آسیاب، بالا کشیدن آب از چاه، حفاری معادن و … از نیروی خود یا حیوانات اهلی استفاده می‌کرد. بنابراین در انجام کارها با محدودیت زیادی روبه رو بود. برای مثال امکان حمل و نقل‌های گسترده و یا مسافرت‌های طولانی وجود نداشت. به همین دلیل در این دوره امکان رشد اقتصادی و تولید انبوه محصولات کشاورزی وجود نداشت. با اختراع ماشین بخار( که توانایی انجام کار بیشتر و مدت زمان کار طولانی تری داشت) توانایی انسان نیز بسیار بیشتر از گذشته شد. با استفاده از نیروی بخار، قطارها و کشتی‌های بزرگ به حرکت در آمدند و حمل و نقل بسیار آسان‌تر شد. تولید محصولات کشاورزی افزایش یافت و کارخانه‌های بزرگ به وجود آمدند که در نهایت باعث ایجاد تغییرات گسترده‌ای در زندگی انسان و افزایش جمعیت کره زمین شد.

با کمک دوستان خود در مورد طرز کار ماشین بخار تحقیق کرده و نتیجه را به‌صورت پوستر و یا روزنامه‌دیواری در کلاس خود ارائه دهید.

پاسخ خلاصه: طرز کار ماشین بخار بر اساس تبدیل انرژی گرمایی به انرژی مکانیکی (حرکتی) است. در این دستگاه، با سوزاندن سوخت (مثل زغال‌سنگ)، آب در یک دیگ بسته جوشانده می‌شود تا بخار آب با فشار زیاد تولید شود. این بخار پرفشار به سمت پیستون هدایت می‌شود و با هل دادن آن، حرکت رفت‌وبرگشتی ایجاد می‌کند. در نهایت، این حرکت با کمک چرخ‌دنده‌ها و میل‌لنگ به حرکت چرخشی تبدیل شده و باعث به‌کار افتادن ماشین‌آلات، قطارها یا کشتی‌ها می‌شود.

پاسخ جامع و مشروح (مناسب برای ارائه در کلاس / روزنامه‌دیواری): برای ساخت یک روزنامه‌دیواری یا پوستر جذاب دربارهٔ ماشین بخار، می‌توانید مطالب را در چند بخش مرتب کنید:

۱. ایده و اصل کار ماشین بخار چیست؟
وقتی آب به جوش می‌آید و تبدیل به بخار می‌شود، حجم آن بسیار زیاد می‌شود (حدود ۱۷۰۰ بار بزرگ‌تر از آب مایع!). اگر این بخار را در یک محفظهٔ بسته نگه داریم، فشار بسیار زیادی ایجاد می‌کند. ماشین بخار وسیله‌ای است که از این فشار بخار آب برای انجام کارهای سنگین استفاده می‌کند.

۲. مراحل کار ماشین بخار به زبان ساده (گام‌به‌گام):
مرحلهٔ اول (تولید بخار): در بخش پایینی دستگاه (دیگ بخار)، سوخت‌هایی مانند زغال‌سنگ یا چوب سوزانده می‌شوند تا آبِ درون محفظه به نقطهٔ جوش برسد و بخار داغ و پرفشار تولید شود.
مرحلهٔ دوم (ورود بخار به سیلندر): بخار پرفشار از طریق لوله‌ها و شیرهای تنظیم‌کننده به درون یک استوانهٔ فلزی به نام سیلندر فرستاده می‌شود.
مرحلهٔ سوم (حرکت پیستون): بخار با فشار زیاد به قطعه‌ای به نام پیستون (که مثل یک درپوش متحرک درون سیلندر است) فشار می‌آورد و آن را با قدرت به جلو یا بالا هل می‌دهد.
مرحلهٔ چهارم (تبدیل به حرکت چرخشی): حرکت رفت‌وبرگشتی پیستون به کمک یک میله و میل‌لنگ، به حرکت چرخشی تبدیل می‌شود. این حرکت چرخشی باعث به چرخش درآمدن چرخ‌های بزرگ (مثل چرخ قطار یا ماشین‌آلات کارخانه) می‌شود.
مرحلهٔ پنجم (تخلّیه و سرد شدن): بخار مصرف‌شده خارج شده یا سرد و دوباره تبدیل به آب می‌شود تا چرخه تکرار شود.

۳. اهمیت ماشین بخار در تاریخ (ارتباط با متن درس):
همان‌طور که در کتاب خواندیم، اختراع ماشین بخار توسط «جیمز وات» و دیگر دانشمندان، انقلاب صنعتی را رقم زد. پیش از آن، کارها با دست یا حیوانات انجام می‌شد و سرعت بسیار پایینی داشت؛ اما ماشین بخار به انسان‌ها نیرویی فراتر از توان ماهیچه‌ای داد و باعث پیدایش قطارهای دودی، کشتی‌های اقیانوس‌پیما و کارخانه‌های بزرگ شد که چهرهٔ دنیای امروز را تغییر داد.

جواب فکر کنید صفحه ۵۷ فصل ۸ بخش ۴ علوم تکمیلی هفتم

یکی از اتفاقاتی که در حین انجام کار می‌افتد، انتقال انرژی از جسمی به جسم دیگر است. برای مثال هنگامی که ورزشکاری یک وزنه را بالای سر خود می‌برد، انرژی مصرف کرده و این انرژی را به وزنه منتقل می‌کند. در هر کدام از تصاویر زیر مشخص کنید که هنگام انجام کار، انرژی از کجا آمده و در نهایت به کدام جسم منتقل شده است.

پاسخ: بر اساس تصاویر فرستاده‌شده، پاسخ هر تصویر به تفکیک به شرح زیر است:

۱. تصویر اول (جرثقیل در حال بلند کردن خودرو اسقاطی):
انرژی از کجا آمده (منبع): انرژی شیمیایی سوخت در موتور جرثقیل (یا انرژی الکتریکی موتور)
انرژی به کجا منتقل شده (دریافت‌کننده): خودروی اسقاطی
توضیح: موتور جرثقیل با سوزاندن سوخت، انرژی را آزاد می‌کند و این انرژی به صورت مکانیکی از طریق بازوی جرثقیل به ماشین منتقل می‌شود و آن را به سمت بالا جابه‌جا می‌کند (افزایش انرژی پتانسیل گرانشی ماشین).

۲. تصویر دوم (هواپیمای در حال پرواز – ایران‌ایر):
انرژی از کجا آمده (منبع): انرژی شیمیایی سوخت هواپیما (بنزین هواپیما یا سوخت جت)
انرژی به کجا منتقل شده (دریافت‌کننده): خودِ هواپیما و هوای اطراف
توضیح: موتورهای جت با سوزاندن سوخت، انرژی شیمیایی را به انرژی جنبشی و حرکتی تبدیل می‌کنند و این انرژی به بدنهٔ هواپیما منتقل می‌شود تا به سمت جلو حرکت کند و اوج بگیرد.

هنگامی که فرد سینی را ثابت نگه می‌دارد روی آن کاری انجام نمی‌دهد. در واقع اصلاً انرژی از طرف فرد به سینی منتقل نمی‌شود. توضیح دهید که در این صورت چرا فرد بعد از مدتی احساس خستگی می‌کند؟

پاسخ خلاصه: چون ماهیچه‌های بدن انسان برای اینکه بتوانند دست خود را ثابت نگه دارند و نیروی رو به بالا وارد کنند، باید پیوسته منقبض بمانند؛ برای این انقباض مداوم، بدن مجبور است انرژی شیمیایی مصرف کند. بنابراین هرچند کارِ فیزیکی روی سینی انجام نمی‌شود، اما درون ماهیچه‌ها مصرف انرژی ادامه دارد و همین باعث خستگی می‌شود.

پاسخ جامع و مشروح:
۱. تعریف کار در فیزیک: در فیزیک وقتی «کار» انجام می‌شود که نیرو به جسم وارد شود و آن را جابه‌جا کند. چون سینی ثابت است و جابه‌جایی ندارد، کار انجام‌شده روی سینی صفر است و انرژی به آن منتقل نمی‌شود.
۲. وضعیت ماهیچه‌های انسان: ماهیچه‌های دست انسان مثل پایه‌های یک میز بی‌تفاوت نیستند؛ برای اینکه دست بالا بماند، رشته‌های درون ماهیچه باید مدام منقبض و منبسط شوند (اتصال و جدا شدن پروتئین‌ها).
۳. دلیل خستگی: این فعالیت و انقباض مداوم ماهیچه‌ها به انرژی شیمیایی (قند و اکسیژن خون) نیاز دارد. وقتی این انرژی در ماهیچه مصرف می‌شود و مواد زائد (مانند اسید لاکتیک) جمع می‌شوند، پیام خستگی به مغز می‌رسد و فرد پس از مدتی احساس خستگی شدید می‌کند، حتی اگر سینی هیچ تکانی نخورده باشد!

پاسخ فکر کنید صفحه ۵۸ فصل ۸ بخش ۴ علوم تکمیلی هفتم

می دانیم که تمام اجسام در حال حرکت دارای انرژی جنبشی هستند. آیا حرکت تنها به معنی انتقال جسمی از جایی به‌جای دیگر است؟ به نظر شما هنگامی که لوح فشرده در رایانه به دور خود می‌چرخد انرژی جنبشی دارد؟

پاسخ خلاصه: نه، حرکت فقط جابه‌جایی از مکانی به مکان دیگر نیست. چرخیدن یک جسم به دور خودش هم یک نوع حرکت است و همان‌طور که لوح فشرده در رایانه در حال چرخش است، انرژی جنبشی دارد؛ زیرا ذره‌های سازندهٔ آن در حال حرکت‌اند.

پاسخ جامع و مشروح: انواع حرکت: حرکت دو نوع اصلی دارد:

۱. حرکت انتقالی (جابه‌جایی): مثل حرکت اتومبیل در خیابان یا پرنده‌ای که در آسمان پرواز می‌کند؛ یعنی جسم از جایی به جای دیگر می‌رود.
حرکت دورانی (چرخشی): مثل چرخیدن لوح فشرده در رایانه، چرخ‌دنده‌های ساعت، پنکهٔ سقفی یا چرخ فلک؛ در این نوع حرکت، جسم از جایش جابه‌جا نمی‌شود، اما به دور خودش یا یک محور می‌چرخد.

۲. پاسخ به پرسش اصلی: بله، لوح فشرده در حال چرخش انرژی جنبشی دارد؛ چون انرژی جنبشی انرژیِ هر جسم در حال حرکت است و چرخیدن هم نوعی حرکت است. ذره‌های سازندهٔ لوح در حال چرخش به دور محور مرکزی، دائماً در حال حرکت‌اند و همین حرکت، انرژی جنبشی دورانی ایجاد می‌کند.

۳. نکتهٔ جالب برای امتحان: اگر دستتان را آرام روی لوح در حال چرخش بگذارید، چون انرژی جنبشی دارد، شما با ممانعت از چرخش آن، انرژی آن را متوقف می‌کنید. به همین دلیل ممکن است سطح لوح کمی گرم شود؛ یعنی انرژی جنبشی به انرژی گرمایی تبدیل شده است.

جمع‌بندی: پس هر جسم در حال حرکت — چه جابه‌جا شونده و چه چرخان — انرژی جنبشی دارد؛ حرکت فقط جابه‌جایی نیست، بلکه چرخش هم حرکت است.

جواب تحقیق کنید صفحه ۵۹ فصل هشتم بخش چهارم علوم تکمیلی هفتم

با کمک دوستان خود درباره نحوه تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی الکتریکی در توربین بادی تحقیق کرده و نتیجه را به‌صورت پوستر در کلاس ارائه دهید.

پاسخ: باد پره‌های توربین را می‌چرخاند. پره‌ها به محور توربین وصل‌اند و چرخش محور به کمک جعبه‌دنده یا به‌طور مستقیم، ژنراتور را به حرکت درمی‌آورد. ژنراتور انرژی جنبشی چرخش را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. سپس برق تولیدشده از راه سیم‌ها به محل مصرف یا شبکهٔ برق فرستاده می‌شود.

تبدیل انرژی به‌صورت ساده: انرژی جنبشی باد ← انرژی جنبشی چرخش پره‌ها و محور ← انرژی الکتریکی

پاسخ جامع و مشروح: توربین بادی دستگاهی است که از نیروی باد برای تولید برق استفاده می‌کند. هنگامی که باد می‌وزد، به پره‌های توربین نیرو وارد می‌کند و آن‌ها را می‌چرخاند. پره‌ها به محوری وصل‌اند؛ بنابراین با چرخیدن پره‌ها، محور هم می‌چرخد.

چرخش محور به ژنراتور منتقل می‌شود. در بعضی توربین‌ها، جعبه‌دنده سرعت چرخش محور را افزایش می‌دهد تا ژنراتور بهتر کار کند؛ اما در برخی توربین‌ها، ژنراتور بدون جعبه‌دنده و به‌طور مستقیم می‌چرخد. ژنراتور با استفاده از حرکت و سازوکار مغناطیسی خود، انرژی جنبشی چرخش را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

برق تولیدشده از سیم‌ها به تجهیزات لازم و سپس به شبکهٔ برق منتقل می‌شود تا خانه‌ها، مدرسه‌ها و کارخانه‌ها بتوانند از آن استفاده کنند.

مراحل کار توربین بادی:

۱. وزش باد: باد دارای انرژی جنبشی است.
۲. چرخش پره‌ها: باد به پره‌ها نیرو وارد می‌کند و آن‌ها را می‌چرخاند.
۳. چرخش محور: پره‌ها محور توربین را به حرکت درمی‌آورند.
۴. چرخش ژنراتور: حرکت محور به ژنراتور منتقل می‌شود.
۵. تولید برق: ژنراتور انرژی جنبشی چرخش را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.
۶. انتقال برق: برق از راه سیم‌ها به شبکهٔ برق یا محل مصرف می‌رسد.

نتیجه‌گیری: در توربین بادی، باد باعث حرکت پره‌ها و محور می‌شود و این حرکت، ژنراتور را به کار می‌اندازد. پس انرژی باد برای تولید برق به کار می‌رود و در این فرایند، انرژی جنبشی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. انرژی باد تجدیدپذیر است و هنگام تولید برق، مانند سوخت‌های فسیلی دود و گازهای آلاینده تولید نمی‌کند؛ البته توربین‌ها برای کار کردن به باد مناسب و محل نصب مناسب نیاز دارند.

متن پیشنهادی برای پوستر کلاسی

از باد تا برق

باد به پره‌های توربین نیرو وارد می‌کند و آن‌ها را می‌چرخاند. پره‌ها محور را به حرکت درمی‌آورند و محور، ژنراتور را می‌چرخاند. ژنراتور انرژی جنبشی چرخش را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. برق تولیدشده سپس به شبکهٔ برق منتقل می‌شود.

انرژی جنبشی باد ← چرخش پره‌ها و محور ← ژنراتور ← انرژی الکتریکی

مزیت: باد منبعی تجدیدپذیر است و تولید برق از آن آلودگی کمتری ایجاد می‌کند.

جواب فکر کنید صفحه ۶۰ فصل ۸ بخش ۴ علوم تکمیلی هفتم

به نظر شما چرا با افزایش تعداد سرنشینان خودرو سوخت بیشتری مصرف خواهد شد؟

پاسخ خلاصه: چون با بیشتر شدن تعداد سرنشینان، جرم (وزن) کل خودرو بیشتر می‌شود. جسم سنگین‌تر برای حرکت دادن به انرژی بیشتری نیاز دارد؛ پس موتور باید کار بیشتری انجام دهد و برای همین سوخت بیشتری مصرف می‌کند.

پاسخ جامع و مشروح:

۱. افزایش جرم خودرو: هر سرنشین یک جسم با جرم مشخص است. وقتی چند نفر سوار ماشین می‌شوند، جرم مجموع خودرو و سرنشینان زیادتر می‌شود.
۲. رابطهٔ انرژی جنبشی و جرم: مطابق درس، انرژی جنبشی یک جسم در حال حرکت به جرم و سرعت آن بستگی دارد. هرچه جرم بیشتر باشد، برای رساندن جسم به سرعت معیّن، انرژی جنبشی بیشتری لازم است. پس وقتی جرم خودرو زیاد می‌شود، موتور باید انرژی بیشتری بدهد تا خودرو شتاب بگیرد و به حرکت ادامه دهد.
۳. کار بیشترِ موتور: برای جابه‌جایی جرم سنگین‌تر، موتور باید نیروی بیشتری وارد کند و کار بیشتری انجام دهد. این انرژی از سوزاندن سوخت تأمین می‌شود؛ بنابراین مصرف سوخت بالا می‌رود.
۴. مقاومت بیشتر: جرم بیشتر یعنی نیروی بیشتری برای شتاب گرفتن، ترمز نگرفتن و غلبه بر اصطکاک و مقاومت هوا لازم است. مثلاً هنگام سربالایی، ماشین پرِ سرنشین سخت‌تر بالا می‌رود و موتور داغ‌تر کار می‌کند.

۵. نتیجه: پس هرچه سرنشینان بیشتر باشند، موتور انرژی گرمایی بیشتری از سوخت می‌گیرد و آن را به انرژی مکانیکی (حرکت) تبدیل می‌کند؛ در نتیجه مصرف سوخت افزایش می‌یابد.

نکتهٔ امتحانی: دلیل اصلی، افزایش جرم است که باعث نیاز بیشتر به انرژی جنبشی و در نتیجه مصرف سوخت بیشتر می‌شود.

پاسخ خود را بیازمایید صفحه ۶۰ فصل هشتم بخش چهارم علوم تکمیلی هفتم

به نظر شما دلیل نصب مخازن آب در ارتفاع بالا چیست؟

پاسخ خلاصه: مخازن آب را در ارتفاع بالا نصب می‌کنند تا آب در آن‌ها انرژی پتانسیل گرانشی ذخیره کند. وقتی آب از مخزن به سمت پایین جریان می‌یابد، این انرژی به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود و آب با فشار به لوله‌ها و خانه‌ها می‌رسد.

پاسخ کامل: آب را با کمک پمپ به مخزنِ بالای ساختمان یا برج آب می‌رسانند. پمپ به آب انرژی می‌دهد تا به ارتفاع بالاتر برود؛ در این هنگام، انرژی جنبشی آب به انرژی پتانسیل گرانشی تبدیل می‌شود. سپس وقتی شیر آب باز می‌شود، آب به‌دلیل قرار گرفتن در ارتفاع، به سمت پایین حرکت می‌کند و انرژی پتانسیل آن به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. به همین دلیل آب می‌تواند در لوله‌ها جریان پیدا کند و به مصرف‌کننده‌ها برسد.

این مخازن با استفاده از پمپ آب پر می‌شوند. برای به حرکت در آوردن آب در گذشته از پمپ‌های دستی و امروزه از پمپ‌های الکتریکی استفاده می‌شود. پمپ با دادن انرژی جنبشی به آب باعث می‌شود که آب بتواند به ارتفاع مورد نظر برسد (تبدیل انرژی جنبشی به پتانسیل گرانشی).

پاسخ آزمایش کنید صفحه ۶۱ فصل ۸ بخش ۴ علوم تکمیلی هفتم

وسایل و مواد مورد نیاز:
نیروسنج – خط‌کش یا متر- سه نوع فنر مختلف – قوطی چوب کبریت و یا جسمی مشابه آن

روش انجام آزمایش:
۱ـ یک طرف فنر را به جسم سنگینی وصل کنید تا در طول آزمایش جابه جا نشود.
۲ـ با استفاده از چند کتاب مسیر باریکی حول فنر به وجود آورید به شکلی که جسم بتواند در آن مسیر به‌طور مستقیم حرکت کند.
۳ـ خط‌کش را طوری قرار دهید که بتوانید میزان فشردگی فنر را اندازه بگیرید.
۴ـ فنر را به مقدارهای متفاوت فشرده کنید و با رها کردن آن، مسافتی که جسم تا توقف کامل طی می‌کند را اندازه‌گیری کنید. در این مرحله دقت داشته باشید که اگر طول فنرها متفاوت باشد، نقطه شروع حرکت نیز متفاوت خواهد بود.
۵ـ این کار را برای فنرهای مختلف تکرار کنید.

میزان فشردگی فنر (Cm)	مسافت طی شده (Cm)
۱	۱۰
۲	۲۲
۳	۳۵

نتیجه: هرچه فنر بیشتر فشرده شود، جسم معمولاً مسافت بیشتری طی می‌کند؛ چون انرژی بیشتری در فنر ذخیره شده است. توجه: این اعداد نمونه‌اند؛ در آزمایش، فشردگی فنر و مسافت حرکت جسم را با خط‌کش اندازه بگیرید و در جدول بنویسید.

با توجه به کار نیروی اصطکاک توضیح دهید که مسافتی که جسم تا توقف کامل طی می‌کند چه ارتباطی با انرژی ذخیره شده در فنر دارد؟

پاسخ خلاصه: هرچه فنر بیشتر فشرده شود، انرژی پتانسیل بیشتری در آن ذخیره می‌شود؛ پس جسم با سرعت بیشتری رها می‌شود و نیروی اصطکاک باید کار بیشتری انجام دهد تا جسم را متوقف کند. در نتیجه، مسافت طی‌شده بیشتر می‌شود.

پاسخ مشروح: وقتی فنر را فشرده می‌کنیم، در آن انرژی پتانسیل ذخیره می‌شود. با رها کردن فنر، این انرژی به انرژی جنبشی جسم تبدیل می‌شود و جسم شروع به حرکت می‌کند. اما روی میز، نیروی اصطکاک همیشه در خلاف جهت حرکت عمل می‌کند و انرژی جنبشی جسم را کم‌کم به انرژی گرمایشی تبدیل می‌کند تا جسم بایستد.

پس:
فنر کم فشرده ← انرژی ذخیره‌شده کم ← مسافت کم
فنر زیاد فشرده ← انرژی ذخیره‌شده زیاد ← مسافت زیاد

به همین دلیل مسافت پیموده‌شده جسم، نشانگر مقدار انرژی ذخیره‌شده در فنر است.

با توجه به این آزمایش، مقدار انرژی ذخیره شده در فنر به چه مواردی بستگی دارد؟

پاسخ خلاصه: به میزان فشردگی (تغییر طول) فنر و به جنس و نوع (سفتی) فنر بستگی دارد.

پاسخ مشروح:
۱. میزان فشردگی فنر: هرچه فنر را بیشتر فشار دهیم، انرژی بیشتری در آن ذخیره می‌شود.
۲. جنس و نوع فنر (سفتی فنر): فنرهای مختلف به‌طور طبیعی سفتی متفاوتی دارند. فنر سفت‌تر برای همان مقدار فشردگی، انرژی بیشتری ذخیره می‌کند. به همین دلیل در آزمایش، برای فنرهای مختلف با فشردگی یکسان، مسافت‌های متفاوتی به‌دست آمد.

جواب تحقیق کنید صفحه ۶۲ فصل هشتم بخش چهارم علوم تکمیلی هفتم

انرژی پتانسیل شیمیایی موجود در مواد با انجام یک واکنش شیمیایی آزاد می‌شود. یکی از معروف‌ترین واکنش‌ها سوختن است. در حین سوختن انرژی موجود در سوخت (بنزین، گاز، زغال، چوب و….) به‌صورت گرما و نورآزاد می‌شود. تحقیق کنید که با سوختن مقدار معینی از هرکدام از مواد زیر چه مقدار انرژی پتانسیل شیمیایی آزاد می‌شود؟

پاسخ خلاصه: هر ماده‌ای که می‌سوزد، مقدار معینی انرژی پتانسیل شیمیایی دارد. اگر همان مقدار (مثلاً یک کیلوگرم یا یک لیتر) از سوخت‌های مختلف را بسوزانیم، انرژی آزاد شده با هم فرق می‌کند. ترتیب تقریبی انرژی آزاد شده چنین است:

هیدروژن > گاز طبیعی (متان) > بنزین > نفت و گازوئیل > زغال چوب > چوب > کاغذ

یعنی در میان سوخت‌های معمول، گاز طبیعی و بنزین بیشترین انرژی را در واحد جرم یا حجم می‌دهند و چوب و کاغذ کمترین.

پاسخ مشروح:

۱) منظور از انرژی پتانسیل شیمیایی چیست؟
در پیوند‌های بین اتم‌ها و مولکول‌های هر ماده، انرژی ذخیره شده است. وقتی ماده‌ای می‌سوزد (واکنش سوختن انجام می‌شود)، پیوندهای قدیمی می‌شکنند و پیوندهای تازه ساخته می‌شوند. اگر انرژی مواد فراورده کمتر از انرژی مواد واکنش‌دهنده باشد، انرژی اضافه به‌صورت گرما و نور آزاد می‌شود.

۲) نتیجهٔ تحقیق: مقدار انرژی آزاد شده از مقدار معینی از مواد مختلف

ماده (سوخت)	مقدار انرژی آزادشده (تقریبی)	نکته
هیدروژن	حدود ۱۴۲ مگاژول بر کیلوگرم	بیشترین انرژی در هر کیلوگرم؛ اما نگهداری آن سخت است
گاز طبیعی (متان)	حدود ۵۵ مگاژول بر کیلوگرم (حدود ۳۶ مگاژول بر متر مکعب)	سوخت خانگی و نیروگاهی
بنزین	حدود ۴۵ مگاژول بر کیلوگرم (حدود ۳۲ مگاژول بر لیتر)	سوخت خودروها
گازوئیل	حدود ۴۵ مگاژول بر کیلوگرم (حدود ۳۸ مگاژول بر لیتر)	سوخت کامیون و بخاری
نفت سفید	حدود ۴۳ مگاژول بر کیلوگرم	سوخت بخاری و چراغ
زغال سنگ	حدود ۲۵ تا ۳۰ مگاژول بر کیلوگرم	سوخت نیروگاه‌ها و صنعت
زغال چوب	حدود ۳۰ مگاژول بر کیلوگرم	سوخت سنتی
چوب خشک	حدود ۱۵ تا ۱۶ مگاژول بر کیلوگرم	سوخت سنتی و کم‌بازده
کاغذ	حدود ۱۵ تا ۱۷ مگاژول بر کیلوگرم	مانند چوب

۳) چه چیزی از این جدول فهمیده می‌شود؟

• جنس ماده مهم است: سوخت‌هایی که در آن‌ها هیدروژن و کربن بیشتری وجود دارد، انرژی بیشتری آزاد می‌کنند.
• مقدار ماده مهم است: دو برابر کردن مقدار سوخت، تقریباً دو برابر انرژی آزاد می‌کند.
• حالت ماده هم مهم است: گاز را با متر مکعب و مایع و جامد را با کیلوگرم یا لیتر می‌سنجند؛ پس باید همیشه یکای اندازه‌گیری را هم بنویسیم.
• همهٔ انرژی به کار مفید نمی‌رسد: بخشی از این انرژی به‌صورت گرما به هوا می‌رود و هدر می‌شود؛ به همین دلیل بازده موتورها کمتر از ۱۰۰٪ است.

۴) نمونهٔ سادهٔ محاسبه (برای درک بهتر)
اگر ۱ کیلوگرم چوب بسوزانیم، حدود ۱۶ مگاژول انرژی آزاد می‌شود. همین مقدار انرژی می‌تواند حدود ۵۰ لیتر آب را از دمای اتاق به جوش برساند. اما ۱ کیلوگرم بنزین انرژی‌ای نزدیک به سه برابر چوب آزاد می‌کند. این تفاوت، دلیل استفاده از بنزین و گاز در خودرو و نیروگاه است.

یادآوری: عددهای بالا تقریبی و برای مقایسه‌اند؛ مقدار دقیق به نوع و خلوص سوخت و شرایط سوختن بستگی دارد.

جواب بیشتر بدانید صفحه ۶۳ فصل ۸ بخش ۴ علوم تکمیلی هفتم

همان‌طور که می‌دانید، در وسایل مختلف همواره مقداری از انرژی هدر می‌رود. برای مثال در لامپ مقداری از انرژی الکتریکی به‌جای تبدیل به انرژی نورانی به‌صورت گرما هدر می‌رود. در موتور خودرو نیز همواره مقداری از انرژی پتانسیل شیمیایی سوخت به‌جای تبدیل به انرژی جنبشی خودرو به‌صورت گرما هدر می‌رود. بازده یک وسیله نشان‌دهنده بخشی از انرژی اولیه (سوخت، الکتریسیته و …) است که به‌صورت دلخواه ما تبدیل می‌شود. در واقع هر چه بازده یک وسیله بالاتر باشد مقدار هدر رفتن انرژی در آن کمتر است.

با پیشرفت فناوری انسان موفق شده تا وسایلی با بازده بالاتر بسازد. برای مثال لامپ‌های کم‌مصرف جدید بازده بسیار بالاتری نسبت به لامپ‌های معمولی دارند.

با جست‌وجو در اینترنت در مورد بازده انواع خودروها تحقیق کرده و نتایج را در کلاس برای دوستان خود مطرح کنید.

پاسخ خلاصه: در موتور خودرو، بخش زیادی از انرژی سوخت به‌جای حرکت، به گرما تبدیل می‌شود و هدر می‌رود. به همین دلیل بازده بیشتر خودروهای امروزی بین ۲۵ تا ۳۵ درصد است؛ یعنی فقط حدود یک‌سوم انرژی بنزین، خودرو را به حرکت درمی‌آورد. خودروهای هیبریدی و الکتریکی بازده بسیار بالاتری دارند.

پاسخ مشروح (نتیجهٔ تحقیق برای ارائه در کلاس):

۱) بازده موتور بنزینی معمولی: حدود ۲۵ تا ۳۰ درصد. یعنی اگر ۱۰ لیتر بنزین مصرف شود، فقط انرژی حدود ۳ لیتر آن به حرکت خودرو تبدیل می‌شود و بقیه (حدود ۷ لیتر) به‌صورت گرمای موتور، اگزوز و اصطکاک هدر می‌رود.

۲) بازده موتور دیزل (گازوئیلی): حدود ۳۵ تا ۴۰ درصد؛ کمی بیشتر از بنزینی، به همین دلیل کامیون‌ها و اتوبوس‌ها از موتور دیزل استفاده می‌کنند.

۳) خودروهای هیبریدی (مانند پریوس تویوتا): حدود ۳۵ تا ۴۰ درصد بازده موتور به‌علاوه بازیابی انرژی ترمز؛ یعنی هنگام ترمز گرفتن، موتور برقی مثل ژنراتور عمل می‌کند و انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل و در باتری ذخیره می‌کند. مصرف سوخت آن به نصف خودرو معمولی می‌رسد.

۴) خودروهای الکتریکی (مانند تسلا): بازده بسیار بالا، حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد! چون انرژی باتری مستقیماً به حرکت چرخ‌ها تبدیل می‌شود و تقریباً گرمای هدررفته‌ای مثل موتور احتراقی ندارند. البته باید توجه داشت که برای تولید برقِ آن‌ها در نیروگاه هم انرژی مصرف می‌شود.

۵) چه عواملی بازده خودرو را کم می‌کنند؟

اصطکاک قطعات موتور و لاستیک‌ها با جاده
گرمای داغ موتور و گازهای خروجی از اگزوز
وزن زیاد خودرو و شکل بدنه (مقاومت هوا)
رانندگی با سرعت زیاد یا ترمز و گازهای مکرر

نتیجه برای ارائه در کلاس: هرچه بازده بالاتر باشد، سوخت کمتری هدر می‌رود؛ هم پول کمتری خرج بنزین می‌شود و هم هوای city آلوده‌تر نمی‌شود. به همین دلیل دنیا به سمت خودروهای هیبریدی و الکریکی با بازده بالاتر می‌رود.

پاسخ فعالیت صفحه ۶۳ فصل هشتم بخش چهارم علوم تکمیلی هفتم

بازی مسیر انرژی انرژی همواره در حال انتقال از جسمی به جسم دیگر و یا تبدیل از صورتی به‌صورت دیگر است. ابتدا کلاس را به گروه‌های ۴ نفری تقسیم کرده و سپس کارت‌های زیر را تهیه کرده و در اختیار هر گروه قرار دهید. در هر مرحله از بازی با اعلام زمان شروع توسط داور اعضای گروه باید کارت‌های مربوط به آن مرحله را (که ترتیب آنها به هم ریخته) بین خود تقسیم کرده و به ترتیب درست پشت سر هم قرار بدهند. هر گروه که زودتر صف را تشکیل دهد برنده آن مرحله خواهد بود. با انجام همه مراحل و ثبت امتیازها گروه برنده مشخص خواهد شد. در ادامه می توانید با ساختن کارت‌های جدید مراحل بازی را تکرار کنید.

مرحله	جسم ۱	جسم ۲	جسم ۳	جسم ۴
۱	خورشید	گیاه	گاو	انسان
۲	زغال سنگ	بخار	لوکوموتیو	مسافران
۳	خورشید	علف	گوسفند	گرگ
۴	نفت خام	بنزین	وانت	راننده
۵	زغال سنگ	ژنراتور	پنکه	موی سر
۶	نفت خام	گازوییل	جرثقیل	بار

پاسخ : در این بازی هر گروه باید کارت‌های به‌هم‌ریخته را به‌ترتیب انتقال انرژی پشت سر هم بچیند. ترتیب درست کارت‌های جدول چنین است:

مرحله	ترتیب درست مسیر انرژی
۱	خورشید ← گیاه ← گاو ← انسان
۲	زغال سنگ ← بخار ← لوکوموتیو ← مسافران
۳	خورشید ← علف ← گوسفند ← گرگ
۴	نفت خام ← بنزین ← وانت ← راننده
۵	زرّاتور (دینام) ← پنکه ← باد ← موی سر
۶	نفت خام ← گازوییل ← جرثقیل ← بار

پاسخ مشروح (توضیح هر مرحله برای ارائه در کلاس):

مرحلهٔ ۱ ـ خورشید ← گیاه ← گاو ← انسان
انرژی نورانی خورشید در گیاه به انرژی پتانسیل شیمیایی (غذا) تبدیل می‌شود؛ گاو گیاه را می‌خورد و انرژی آن را در بدنش ذخیره می‌کند؛ سپس انسان با خوردن گوشت یا لبنیات گاو، آن انرژی را دریافت می‌کند.

مرحلهٔ ۲ ـ زغال سنگ ← بخار ← لوکوموتیو ← مسافران
انرژی پتانسیل شیمیایی زغال سنگ با سوختن به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود؛ این گرما آب را به بخار تبدیل می‌کند (انرژی جنبشی بخار)؛ بخار موتور لوکوموتیو را به حرکت درمی‌آورد و لوکوموتیو مسافران را جابه‌جا می‌کند.

مرحلهٔ ۳ ـ خورشید ← علف ← گوسفند ← گرگ
همان زنجیرهٔ غذایی: انرژی خورشید ← علف (عکس‌سنتز) ← گوسفند ← گرگ.

مرحلهٔ ۴ ـ نفت خام ← بنزین ← وانت ← راننده
در پالایشگاه انرژی پتانسیل شیمیایی نفت خام به بنزین تبدیل می‌شود؛ بنزین در موتور وانت می‌سوزد و خودرو را حرکت می‌دهد؛ وانت راننده (و بار) را جابه‌جا می‌کند.

مرحلهٔ ۵ ـ زرّاتور (دینام) ← پنکه ← باد ← موی سر
زرّاتور (دینام یا ژنراتور) انرژی الکتریکی تولید می‌کند؛ این انرژی پنکه را می‌چرخاند؛ پنکه باد تولید می‌کند و باد به موی سر ما می‌رسد. این مرحله نشان می‌دهد انرژی الکتریکی هم یک مسیر انتقال انرژی است.

مرحلهٔ ۶ ـ نفت خام ← گازوییل ← جرثقیل ← بار
انرژی شیمیایی نفت خام در گازوییل ذخیره می‌شود؛ گازوییل موتور جرثقیل را روشن می‌کند؛ جرثقیل انرژی را به بلند کردن بار (انرژی پتانسیل گرانشی بار) تبدیل می‌کند.

نکتهٔ پایانی برای بچه‌ها: اگر به هر زنجیره دقت کنید، در همهٔ مراحل سه چیز همیشه تکرار می‌شود: انرژی از یک منبع شروع می‌شود، شکل آن در هر مرحله عوض می‌شود (نوری، شیمیایی، گرمایی، جنبشی، الکتریکی…) و در پایان همیشه بخشی از انرژی به‌صورت گرما به محیط داده می‌شود؛ چون هیچ تبدیلی ۱۰۰ درصدی نیست.

پاسخ فعالیت صفحه ۶۴ فصل ۸ بخش ۴ علوم تکمیلی هفتم

جدول زیر مقدار انرژی مصرفی در هر دقیقه برای انجام فعالیت‌های مختلف را نشان می‌دهد. با یادداشت کردن دقیق فعالیت‌هایی که در طول یک روز انجام می‌دهید و زمانی که به انجام هر یک از آنها اختصاص می‌دهید، می‌توانید پی ببرید که در روز برای هر فعالیت چقدر انرژی مصرف کرده‌اید. برای پیدا کردن اطلاعات مربوط به فعالیت‌های روزمره‌ای که در جدول زیر موجود نیست، می‌توانید از کتاب‌ها و منابع اینترنتی استفاده کنید. در انتها نتایج خود را با دوستانتان مقایسه کرده و شباهت‌ها و تفاوت‌های آن را پیدا کنید.

نوع فعالیت	آهنگ مصرف انرژی (کیلوژول بر دقیقه)
خواب	۵
نشستن در حال استراحت	۷/۱
ایستادن در حالت معمولی	۷/۶
نشستن در کلاس	۱۲/۶
به آرامی راه‌رفتن	۱۶
دوچرخه‌سواری آرام	۴۲
دوچرخه‌سواری (مسابقه)	۱۱۱/۳
شنا ( قورباغه )	۲۸/۶
بالا رفتن از پله	۴۱/۲
بسکتبال	۴۷/۹

پاسخ خلاصه: برای این فعالیت باید یک جدول بسازیم: زمان هر فعالیت (دقیقه) × انرژی مصرفی هر دقیقه (کیلوژول) = انرژی کل آن فعالیت. سپس همهٔ اعداد را با هم جمع می‌کنیم تا انرژی مصرفی کل روز به دست آید.

پاسخ مشروح (نمونهٔ یک روز معمولی):

فعالیت	زمان (دقیقه)	انرژی هر دقیقه (kJ)	انرژی کل (kJ)
خواب	۴۸۰ (۸ ساعت)	۵	۲٬۴۰۰
نشستن در استراحت	۶۰	۷٫۱	۴۲۶
ایستادن در حالت معمولی	۹۰	۷٫۶	۶۸۴
نشستن در کلاس	۳۰۰ (۵ ساعت)	۱۲٫۶	۳٬۷۸۰
راه رفتن به مدرسه (رفت و برگشت)	۳۰	۱۶	۴۸۰
دوچرخه‌سواری آرام	۳۰	۴۲	۱٬۲۶۰
شنا (فوتبال یا بازی فعال)	۶۰	۲۸٫۶	۱٬۷۱۶
بازی (مثل بدمینتون یا والیبال)	۶۰	۴۲	۲٬۵۲۰
بالا رفتن از پله	۱۰	۴۱٫۲	۴۱۲
بستنی خوردن و کارهای سبک دیگر	۶۰	۲۰ (تقریبی)	۱٬۲۰۰
جمع کل	—	—	حدود ۱۴٬۹۰۰ کیلوژول

توضیح نحوهٔ محاسبه (گام‌به‌گام):

1. اول در طول یک روز، دقیقاً یادداشت می‌کنیم هر کار را چه مدت انجام دادیم.
2. بعد زمان هر فعالیت را در عدد جدول کتاب ضرب می‌کنیم.مثلاً نشستن در کلاس: ۳۰۰ دقیقه × ۱۲٫۶ = ۳٬۷۸۰ کیلوژول.
3. در پایان همهٔ انرژی‌ها را جمع می‌زنیم تا انرژی مصرفی کل روز مشخص شود.
4. نتایج را با دوستان مقایسه می‌کنیم.

نتیجهٔ مقایسه با دوستان (چیزی که انتظار دارید ببینید):

• شباهت‌ها: انرژی مصرفی خواب و نشستن در کلاس همه تقریباً یکسان است، چون همه تقریباً ساعت خواب و مدرسهٔ یکسانی دارند.
• تفاوت‌ها: عدد دوچرخه‌سواری، شنا، فوتبال یا بازی‌های ورزشی از فردی به فرد دیگر خیلی فرق می‌کند. همچنین بالا رفتن از پله برای کسی که طبقهٔ بالا درس می‌خواند بیشتر است. ورزشکارتر بودن یا سنگین‌تر بودن بدن، انرژی بیشتری مصرف می‌کند.

نکتهٔ علمی: هرچه فعالیت سنگین‌تر باشد (مثل فوتبال یا بالا رفتن از پله)، در هر دقیقه انرژی بیشتری مصرف می‌شود؛ چون ماهیچه‌ها سریع‌تر کار می‌کنند و انرژی پتانسیل شیمیایی غذا با سرعت بیشتری به انرژی جنبشی و گرما تبدیل می‌شود.

یادآوری: جدول بالا یک نمونه است؛ اعداد شما بسته به برنامهٔ روزانهٔ خودتان فرق می‌کند، ولی روش محاسبه برای همه یکسان است.

جواب فکر کنید صفحه ۶۴ و ۶۵ فصل هشتم بخش چهارم علوم تکمیلی هفتم

۱ـ با استفاده از مفاهیم کار و انرژی توضیح دهید که چرا راننده‌ای که مدام در حال افزایش سرعت و ترمزهای متوالی باشد سوخت بیشتری نسبت به راننده‌ای که با سرعتی متوسط و پیوسته حرکت کند مصرف خواهد کرد؟

پاسخ خلاصه: هر بار گاز دادن، موتور باید انرژی بیشتری بدهد تا انرژی جنبشی خودرو را بالا ببرد و هر بار ترمز، این انرژی به گرما تبدیل و هدر می‌رود. پس انرژی هدررفته باید دوباره از سوخت تأمین شود؛ در حالی که با سرعت ثابت، انرژی جنبشی ثابت می‌ماند و سوخت کمتری مصرف می‌شود.

پاسخ مشروح:
برای افزایش سرعت، موتور باید روی خودرو کار انجام دهد تا انرژی جنبشی خودرو را زیاد کند؛ این کار یعنی مصرف سوخت بیشتر.
با ترمز گرفتن، نیروی اصطکاکِ ترمز کار می‌کند و انرژی جنبشی خودرو را به گرما تبدیل و هدر می‌دهد.
رانندهٔ پرشتاب و پرترمز، چرخهٔ «ساختن انرژی جنبشی ← هدر دادن آن» را بارها تکرار می‌کند؛ ولی رانندهٔ آرام فقط برای غلبه بر مقاومت هوا و اصطکاک، مقدار کمی سوخت مصرف می‌کند.
نتیجه: رانندهٔ دوم سوخت کمتری مصرف می‌کند و بازده خودرو در سرعت ثابت و متوسط بیشتر است.

۲ـ شکل زیر یک خودروی در حال ترمز گرفتن را نشان می‌دهد. نیروهای وارد بر ماشین در این حرکت را مشخص کرده و توضیح دهید که کار هر یک از آنها روی خودرو چگونه است؟

پاسخ خلاصه: نیروهای وارد بر خودرو هنگام ترمز: وزن (نیروی جاذبه)، نیروی عمودی سطح، نیروی موتور (رو به جلو)، نیروی ترمز و اصطکاک لاستیک با جاده و مقاومت هوا (رو به عقب). نیروی‌های رو به عقب کار مثبت نسبت به حرکت انجام نمی‌دهند، اما انرژی جنبشی را به گرما تبدیل می‌کنند.

پاسخ مشروح:

نیرو	جهت نیرو نسبت به خودرو	کار نیرو روی خودرو
وزن خودرو (نیروی گرانش زمین)	رو به پایین	چون جهت وزن عمود بر مسیر افقی حرکت خودرو است، در این حرکت کاری انجام نمی‌دهد.
نیروی عمودی سطح جاده	رو به بالا	چون این نیرو نیز عمود بر مسیر افقی حرکت است، در این حرکت کاری انجام نمی‌دهد.
نیروی اصطکاک ترمز و لاستیک‌ها با جاده	خلاف جهت حرکت خودرو	کار منفی انجام می‌دهد؛ یعنی از انرژی جنبشی خودرو می‌کاهد و آن را عمدتاً به گرما تبدیل می‌کند.
مقاومت هوا	خلاف جهت حرکت خودرو	کار منفی انجام می‌دهد و بخشی از انرژی جنبشی خودرو را به گرما منتقل می‌کند.
نیروی موتور	معمولاً رو به جلو	اگر موتور در زمان ترمزگیری خودرو را به جلو براند، کار مثبت انجام می‌دهد؛ اما در ترمزگیری معمولاً راننده پا را از روی گاز برمی‌دارد و نیروی موتورِ جلوبرنده ناچیز یا قطع است.

نتیجه: در شکل، خودرو رو به جلو حرکت می‌کند و ترمز می‌گیرد. نیروهای اصطکاک و مقاومت هوا خلاف جهت حرکت‌اند و باعث کاهش سرعت خودرو می‌شوند. وزن و نیروی عمودی جاده نیز در راستای عمودی‌اند و در حرکت افقی خودرو کاری انجام نمی‌دهند.

۳ـ منجنیق سلاحی جنگی است که در گذشته برای پرتاب سنگ و گلوله مورد استفاده قرار می‌گرفته است. معمولاً انرژی به‌صورت پتانسیل کشسانی در منجنیق ذخیره می‌شود. در هر یک از مراحل زیر تبدیل و یا انتقال انرژی را مشخص کنید:

مرحله اول: سنگ در منجنیق گرفته و افراد با وارد کردن نیروی زیاد چوب پرتاب‌کننده را خم می‌کنند.
مرحله دوم: منجنیق آزاد می‌شود و چوب به حرکت درآمده تا لحظه‌ای که سنگ از آن جدا شود.
مرحله سوم: سنگ به سمت جلو و بالا حرکت کرده و تا ارتفاع مشخصی بالا می‌رود.
مرحله چهارم: سنگ به سمت جلو و پایین حرکت می‌کند.
مرحله پنجم: سنگ به هدف برخورد می‌کند.

پاسخ خلاصه: در منجنیق، انرژی پتانسیل کشسانیِ ذخیره‌شده در چوب خم‌شده به انرژی جنبشی سنگ تبدیل می‌شود. سنگ هنگام بالا رفتن انرژی پتانسیل گرانشی پیدا می‌کند و هنگام پایین آمدن، این انرژی دوباره به جنبشی تبدیل می‌شود. با برخورد سنگ به هدف، بخشی از انرژی به گرما، صدا و تغییر شکل تبدیل می‌شود.

پاسخ مشروح:

مرحله	تبدیل یا انتقال انرژی
مرحلهٔ اول: افراد چوب منجنیق را خم می‌کنند.	افراد با وارد کردن نیرو روی چوب کار انجام می‌دهند. انرژی شیمیایی بدن آن‌ها به چوب منتقل می‌شود و به‌صورت انرژی پتانسیل کشسانی در چوب خم‌شده ذخیره می‌گردد.
مرحلهٔ دوم: منجنیق آزاد می‌شود و سنگ از چوب جدا می‌شود.	انرژی پتانسیل کشسانی چوب به انرژی جنبشی چوب و سنگ تبدیل می‌شود. در این هنگام بخشی از انرژی از منجنیق به سنگ منتقل می‌شود.
مرحلهٔ سوم: سنگ به جلو و بالا می‌رود.	سنگ هم‌زمان انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل گرانشی دارد. هرچه بالاتر می‌رود، انرژی جنبشی آن کمتر و انرژی پتانسیل گرانشی آن بیشتر می‌شود.
مرحلهٔ چهارم: سنگ به جلو و پایین حرکت می‌کند.	با پایین آمدن سنگ، انرژی پتانسیل گرانشی آن کاهش می‌یابد و دوباره به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود؛ بنابراین سنگ سرعت می‌گیرد.
مرحلهٔ پنجم: سنگ به هدف برخورد می‌کند.	انرژی جنبشی سنگ به هدف منتقل می‌شود و بخشی از آن به گرما، صدا و تغییر شکل یا شکستن هدف تبدیل می‌شود.

یادآوری: در این مراحل، انرژی از بین نمی‌رود؛ بلکه از شکلی به شکل دیگر تبدیل می‌شود یا از جسمی به جسم دیگر انتقال می‌یابد.

توجه: شما دانش آموز پایه هفتم متوسطه اول می توانید برای دسترسی سریع و آسان تر به معنی مطالب آموزشی و جواب سوالات درس های کتاب علوم تجربی تکمیلی (ویژه مدارس استعداد درخشان) پایه هفتم متوسطه اول ، در انتهای عنوان خود عبارت «ماگرتا» را نیز در گوگل جستجو کنید.

پاسخ فصل بعدی:

پاسخ فصل قبلی: جواب فصل هفتم بخش سوم علوم تکمیلی هفتم

📝 در انتها امیدواریم که مقاله جواب فعالیت ها و تمرین های فصل هشتم بخش چهارم کتاب علوم تجربی تکمیلی ویژه استعداد درخشان پایه هفتم متوسطه اول، برای شما دانش آموزان عزیز مفید بوده باشد و توانسته باشید تا از آن استفاده و بهره برده باشید.