انرژی و تبدیل های آن
پاسخ فعالیت صفحه 63 علوم هفتم
به فهرست زیر، جمله هایی اضافه کنید که واژه‌ی کار در آنها معنای متفاوتی داشته باشد.
امروز خیلی کار دارم.
من در یک شرکت تولید بازی های رایانه ای کار می کنم.
جابجا کردن یخچال 150 کیلوگرمی کار دشواری میباشد.
نوشتن جواب سوالات علوم، کار راحت و شیرینی است.
مسخره کردن دیگران، کار زیبایی نیست.
بیا اینجا باهات کار دارم.
پاسخ فکر کنید صفحه 64 علوم هفتم
در علوم، مفهوم کار را چنان تعریف می کنیم که اندازه گیری آن ممکن باشد. به نظر شما کار انجام شده در کدام یک از جمله های فعّالیت صفحه‌ی قبل قابل اندازه گیری است؟
جمله ی سوم (جابجا کردن یخچال 150 کیلوگرمی کار دشواری میباشد)
اگر پاسخ مثبت است، چگونه کار انجام شده را اندازه می گیرید؟
با ضرب کردن مقدار جابجایی یخچال در نیرویی که برای جابجایی صرف می‌کنیم، مقدار کار انجام شده به دست می‌آید.
پاسخ آزمایش کنید صفحه 64 علوم هفتم
وسایل و مواد: نیروسنج، متر یا خط کش و دو قطعه چوب (یا آجر)
روش آزمایش
نیروسنج را به یکی از چوب ها وصل کنید که روی سطح افقی یک میز قرار دارد (شکل الف).
چوب را به آرامی توسط نیروسنج بکشید تا به مقدار دلخواه (مثلاً ٣٠ سانتی متر) جابه جا شود.
هنگام حرکت جسم به نیروسنج نگاه کنید و مقدار نیروی وارد شده بر قطعه‌ی آجر را بخوانید و در جدول زیر وارد کنید.
مراحل ٢ و ٣ را برای حالتی که قطعه چوب ۵۰ سانتی متر جابه جا می شود، تکرار کنید.
اکنون دو قطعه چوب را مطابق شکل (ب) روی یکدیگر قرار دهید و مراحل ٢ و ٣ را برای آن تکرار کنید. در این آزمایش نیز باید سعی کنید تا اجسام به آرامی و با سرعت ثابتی جابه جا شوند.
| جابجایی (m) | نیرو (N) | جابجایی × نیرو | |
|
آزمایش اول (با یک قطعه چوب) |
0.30 0.50 |
30 50 |
9 ژول 25 ژول |
|
آزمایش دوم (با دو قطعه چوب) |
0.15 0.25 |
30 50 |
4.5 ژول 12.5 ژول |
پاسخ خود را بیازمایید صفحه 66 علوم هفتم
1- شکل روبه رو شخصی را نشان می دهد که با نیروی افقی ٣٢٥ نیوتونی جعبه ای را به اندازه‌ی ٢ متر در امتداد نیروی وارد شده به آن جابه جا می کند. کاری که این شخص روی جعبه انجام می دهد، چقدر است؟
ژول 650 = 2 × 325 = کار
2- به شکل روبه‌رو و عددهای نوشته شده روی آن توجه کنید. برداشت خود را از این شکل با توجه به مفهوم کار بیان کنید. شما کدام روش را برای جابه جایی جسم ترجیح می دهید؟ دلیل انتخاب خود را توضیح دهید.
برای بالا بردن جسم تا ارتفاع 1 متر به دو روش میتوان عمل کرد:
میتوان با اِعمال 100 نیوتون نیرو جسم را به صورت قائم به اندازه‌ی 1 متر بلند کرد.
همچنبن میتوان با اعمال 50 نیوتون نیرو، جسم را به اندازه‌ی 2 متر روی سطح شیبدار بالا برد.
بنابراین مشاهده میشود که در هر دو روش مقدار کار یکسان است.
روش اول :
100=1*100
روش دوم :
100=2*50
من روش دوم (جابجایی جسم روی سطح شیبدار) را ترجیح میدهم زیرا نیروی کمتری نیاز دارد و در نتیجه راحت‌تر است.
پاسخ فعالیت صفحه 67 علوم هفتم
عبارت های زیر را با استفاده از جعبه‌ی کلمه ها کامل کنید. هر واژه ممکن است یک بار یا بیش از یک بار استفاده شود یا هیچ استفاده ای از آن نشود.
گرمایی – صوتی – الکتریکی – شیمیایی – جنبشی – نورانی
الف) در یک رادیو، بخش زیادی از انرژی الکتریکی به انرژی صوتی تبدیل میشود.
ب) در یک چراغ قوه، انرژی شیمیایی ذخیره شده در باتری به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. پس از آن لامپ، انرژی الکتریکی را به انرژی نورانی و انرژی گرمایی تبدیل می کند
پاسخ فکر کنید صفحه ۶۷ علوم هفتم
در هریک از حالت های زیر انرژی جنبشی (حرکتی) دو جسم را با هم مقایسه کنید.
الف) در شکل زیر هر دو اتومبیل مشابه اند، ولی اتومبیل سبز رنگ تندتر از اتومبیل قرمز رنگ حرکت میکند.
جرم دو اتومبیل با هم برابر است اما سرعت اتومبیل سبز رنگ بیشتر است پس انرژی جنبشی اتومبیل سبز رنگ نیز بیشتر است.
ب) در شکل زیر اتومبیل و کامیون با یک سرعت حرکت می‌کنند.
سرعت کامیون با اتومبیل برابر است اما جرمش بیشتر است، پس انرژی جنبشی کامیون بیشتر است.
(هرچه جسمی سنگین‌تر باشد و تندتر حرکت کند، انرژی جنبشی بیشتری دارد.)
پاسخ فعالیت صفحه 68 علوم هفتم
با توجه به شکل روبه رو، هر یک از عبارت های زیر را در گروه خود به بحث بگذارید و نتیجه را به کلاس ارائه کنید.
الف) اگر روی جسمی کار انجام دهیم، میتواند انرژی جنبشی به دست آورد. جسمی که انرژی جنبشی داشته باشد، میتواند کار انجام دهد.
وقتی روی یک جسم کاری انجام می‌دهیم و کار باعث حرکت آن جسم میشود، جسم انرژی جنبشی به دست می‌آورد. جسمی که انرژی جنبشی داشته باشد، حرکت میکند. در صورت برخورد این جسم به یک جسم دیگر، به آن جسم نیرو وارد کرده و در صورتی که باعث جابجایی آن شود، روی آن، کار انجام داده است.
ب) کار، انرژی را منتقل میکند.
وقتی یک جسم انرژی دارد، با وارد کردن نیرو به اجسام دیگر، روی آن اجسام، کار انجام می‌دهد، یعنی انرژی خود را به اجسام دیگر منقل میکند.
پاسخ آزمایش کنید صفحه ی 68 علوم هفتم
وسایل و مواد: چند گلوله به جرم های متفاوت، یک قطعه نخ و یک تکه چوب
روش آزمایش
1- هرگاه یک سر قطعه نخی را به گلوله ای وصل کنیم و سر دیگر نخ را همانند شکل روبه رو از نقطه ای آویزان کنیم به مجموعه‌ی نخ و گلوله، آونگ گفته می شود.
2- همانند شکل روبه رو یک قطعه چوب را در مسیر حرکت آونگ قرار دهید.
3- آونگ را از وضعیت قائم منحرف و رها کنید. پس از برخورد گلوله‌ی آونگ به قطعه چوب، جابه جایی آن را اندازه بگیرید.
4- آزمایش را به ازای چند ارتفاع گلوله نسبت به سطح زمین انجام دهید و جابه‌جایی قطعه چوب را پس از برخورد گلوله‌ی آونگ با آن یادداشت کنید.
5- آزمایش را برای گلوله های دیگری با جرم متفاوت تکرار کنید و نتایج حاصل را در گروه خود به بحث بگذارید و به کلاس درس ارائه کنید.
مشاهده میشود هرچه ارتفاع گلوله‌ی آونگ نسبت به سطح زمین بیشتر باشد، جابه‌جایی قطعهچوب نیز بیشتر است.
وقتی آزمایش را برای گلوله‌های دیگر با جرم متفاوت تکرار کردیم متوجه شدیم که هر چه جرم گلوله بیشتر باشد، جابه‌جایی قطعهچوب بیشتر است.
از این آزمایش نتیجه می‌گیریم که هر چه جرم جسم بیشتر و ارتفاع جسم از سطح زمین بیشتر باشد، انرژی آن جسم نیز بیشتر است.
پاسخ فکر کنید صفحه 69 علوم هفتم
دریافت خود را از شکل زیر با توجه به مفاهیم انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل گرانشی و تبدیل انرژی بیان کنید.
در شکل سمت راست که میمون سنگ را از زمین بلند کرده و در ارتفاعی نگه داشته‌است، سنگ دارای انرژی پتانسیل گرانشی است.
در شکل سمت چپ وقتی سنگ رها شده است انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی جنبشی تبدیل شده است.
بیشترین انرژی جنبشی در لحظه‌ی قبل از برخورد سنگ با قوطی است که باعث تغییر شکل قوطی میشود.
پاسخ خود را بیازمایید صفحه 70 علوم هفتم
با توجه به قانون پایستگی انرژی در شکل زیر جای خالی را روی نمودار انرژی یک خودرو کامل کنید.
900 = 1200-300
پاسخ خود را بیازمایید صفحه ی 71 علوم هفتم
مقدار انرژی ای که بدن ما با خوردن یک تخم مرغ آب پز (حدود ٦٠ گرم)، یک گوجه فرنگی (حدود ٥٠ گرم) و یک نان لواش (حدود ١٠٠ گرم) کسب می کند، چقدر است؟
در ابتدا انرژی هرکدام از این خوراکی‌ها را از جدول داده شده مشاهده می‌کنیم و آن را در جِرم هر ضرب می‌کنیم و در نهایت اعداد به دست آمده را با هم جمع می‌کنیم.
کیلوژول 408 = 60 × 6/8 = تخم مرغ
کیلوژول 45 = 50 × 0/9 = گوجه فرنگی
کیلوژول 1130 = 100 × 11/3 = نان لواش
کیلوژول1583 = 1130 + 45 + 408 = مقدار کل انرژی
بنابراین بدن ما مقدار ۱۵۸۳ کیلوژول (یا ۱۵۸۳۰۰۰ ژول) از خوردن این مواد غذایی، کسب میکند. اگر بخواهیم این عدد را به کیلوکالری تبدیل کنیم باید آن را بر 4200 تقسیم کنیم:
کیلوکالری 376 = 4200 ÷ 1583000 = مقدار کل انرژی برحسب کیلوکالری
پس بدن ما تقریباً ۳۷۶ کیلوکالری از خوردن این مواد دریافت میکند.
پاسخ فعالیت صفحه 72 علوم هفتم
فهرستی از غذاهایی را که در یک روز معین مصرف می کنید به همراه مقدار تقریبی آنها تهیه کنید. با توجه به این فهرست تعیین کنید که در این روز معین، بدن شما چه مقدار انرژی از این مواد غذایی کسب می کند.
با توجه به متفاوت بودن برنامه غذایی افراد به عهده دانش آموز میباشد
پاسخ فکر کنید صفحه ۷۲ علوم هفتم
دریافت خود را از شکل زیر با توجه به مفاهیمی که در این فصل فرا گرفتید، بیان کنید.
منشأ انرژی‌ها در زمین از خورشید است. انرژی نورانی خورشید در گیاه به انرژی پتانسیل شیمیایی تبدیل میشود. گیاه با استفاده از انرژی پتانسیل شیمیاییِ فتوسنتز و انرژی پتانسیل شیمیاییِ املاح معدنیِ خاک، رشد میکند. ما با خوردن این گیاهان به عنوان غذا (میوه و سبزیجات و…)، انرژی شیمیایی آنها را در بدن ذخیره می‌کنیم و وقتی فعالیتی انجام می‌دهیم این انرژی شیمیایی به انرژی جنبشی تبدیل میشود.
پاسخ فکر کنید صفحه ۷۲ علوم هفتم
انرژی مورد نیاز یک نوجوان فعال و در حال رشد برای یک شبانه روز به طور متوسط بین 10000 تا 12000 کیلو ژول است. با توجه به نتیجه‌ی خود را بیازمایید صفحه‌ی قبل، آیا این وعده‌ی غذایی برای صبحانه‌ی یک نوجوان در سن و سال شما کافی است یا خیر؟
خیر کافی نیست زیرا گفته میشود که یک سوم انرژی دریافتی در طول روز باید از طریق صبحانه به بدن برسد و آن 1583 کیلوژول انرژی خیلی کمتر از یک سوم انرژی مورد نیاز یک نوجوان فعال در طول روز است.
