نمونه سوالات تشریحی فصل 9 علوم تجربی نهم همراه با جواب تشریحی

ورودی ماشین شامل همه آن چیز هایی است که انجام می دهیم تا ماشین کار کند و خروجی آن چیزی است که ماشین برای ما انجام می دهد. مثلا برای حرکت دوچرخه، نیرویی به پدال وارد می کنیم، ورودی ماشین و خروجی آن حرکتی است که دوچرخه انجام می دهد. ورودی یا خروجی ماشین ها ممکن است بر اساس نیرو، گشتاور نیرو، توان یا انرژی بررسی شوند.

ماشین ساده

ماشین ساده وسیله ای مکانیکی است که کار ساده ای انجام می دهد. مثلا، با یک اهرم، شما می توانید یک جسم سنگین را که وزن آن چند برابر وزن خودتان است، حرکت دهید.

اثر چرخانندگی یک نیرو را گشتاور نیرو می گویند.

1)اندازه نیرو

2) فاصله نقطه اثر نیرو تا محور چرخش-اگر هر کدام از این عوامل بیشتر شود، گشتاور نیرو هم افزایش می یابد.

واحد گشتاور، نیوتن متر است.

الاکلنگ است که در وسط میله آن تکیه گاه وجود دارد.

گشتاور ساعت گرد: در جهت عقربه های ساعت حرکت می کند.

گشتاور پاد ساعت گرد: در خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت می کند.

به نسبت اندازه نیروی مقاوم به نیروی محرک، مزیت مکانیکی می گویند که به ما نشان می دهد که یک ماشین مقدار نیرو را چند برابر افزایش می دهد.

خیر، بر طبق قانون پایستگی انرژی کار نیروی مقاوم برابر است با کار نیروی محرک یعنی اگر یک ماشین مقدار نیرو را افزایش دهد، مقدار جابجایی را کاهش می دهد

به تعداد دنده های چرخ دنده ها

از آن ها می توان برای تغییر سرعت چرخش، تغییر گشتاور یا تغییر جهت نیرو استفاده کرد. مثال: در خودرو، چرخ دنده ها با تغییر سرعت چرخش سبب تغییر سرعت خودرو می شوند.

هر وسیله ای که بتواند به هر طریقی به ما کمک کند و یا کار ما را آسان نماید، ماشین نام دارد.

1)انتقال نیرو

2)تغییر جهت نیرو

3)افزایش نیرو

4)افزایش سرعت و مسافت اثر نیرو

انرژی - توان.

ماشین ساده.

اهرم – چرخ و محور – پیچ و مهره، چرخ دنده و ....

کار نیروی ماهیچه - جنبشی.

اثر چرخانندگی یک نیرو را گشتاور نیرو می گوییم.

اندازه نیرو - فاصله نقطه اثر نیرو تا محور چرخش .

اندازه نیرو.

با استفاده از فرمول اندازه گشتاور نیرو

اندازه گشتاور نیرو = فاصله نقطه اثر نیرو تا محور چرخش × اندازه نیرو

با توجه به این که یکای نیرو نیوتون و یکای فاصله متر است، یکای گشتاور نیرو، نیوتون متر است.

زیرا فاصله نقطه اثر نیرو تا محور چرخش بیش تر شده و در نتیجه گشتاور نیرو بزرگ تر می شود.

اهرم - چرخ و محور - پیچ و مهره - چرخ دنده - قرقره - سطح شیب دار.

میله بلند و محکمی است که نقطه ای از آن به جایی تکیه داده شده و تکیه گاه نام دارد که اهرم حول آن دوران می کند. اهرم در حکم ماشین ساده به ما کمک می کند.

الاکلنگ - وسط میله آن.

نیروی مقاوم

عبارت است از نیرویی که ما یا هر وسیله دیگری به ماشین وارد می کند.

نیرویی را که ماشین باید بر آن غلبه کند، نیروی مقاوم می گویند.

به طور کلی برای یک ماشین در حالت تعادل، به صورت نسبت به اندازه نیروی مقاوم به اندازه نیروی محرک، تعریف می شود.

تکیه گاه - نیروی مقاوم.

الف)اول

ب)سوم

کوچک تر.

فرغون: اهرم نوع دوم

قیچی: نوع اول

فندق شکن: اهرم نوع دوم

چرخی است که حول محوری آزادنه می چرخد و شیاری دارد که طنابی از داخل آن عبور می کند.

محوری

به صورت ثابت و به صورت متحرک.

دوم.

ساده - مرکب.

یک - دو.

تعداد دنده های

1)تغییر سرعت چرخش

2) تغییر گشتاور

3)تغییر جهت نیرو

سرعت.

ماشین ساده ای که به ما کمک می کند که با نیرویی کم تر، اما در مسافتی طولانی تر، جسم سنگین را به سمت بالا حرکت دهیم.

سطح شیب دار.

ورودی ماشین شامل همه آن چیزهایی است که انجام می‌دهیم تا ماشین کار کند و خروجی آن چیزی است که ماشین برای ما انجام می‌دهد.

برای حرکت دوچرخه نیرویی که به پدال وارد می‌کنیم، ورودی ماشین و خروجی آن حرکتی است که دوچرخه انجام می‌دهد.

ورودی و خروجی ماشین‌ها ممکن است براساس نیرو، گشتاور نیرو، توان یا انرژی بررسی شوند.

ورودی: نیروی موتور، خروجی: حرکت کردن قطار.

ما با اهرم می‌توانیم ۱ جسم سنگین را که وزن آن چند برابر وزن خودمان است، حرکت دهیم.

اهرم، چرخ و محور، پیچ و مهره، چرخ‌دنده و...

گشتاور به اثر چرخانندگی نیرو می‌گویند، نیرویی که باعث می‌شود جسم حول یک محور بچرخد.

الاکلنگ

نیرویی که ما وارد میکنیم بر جسم تا آن را بلند کنیم نیروی محرک و وزن جسم بزرگ را نیروی مقاوم، فاصله اثر نیروی محرک تا تکیه‌گاه را بازوی محرک و فاصله ، اثر نیروی مقاوم تا تکیه‌گاه را بازوی مقاوم می‌نامند.

اهرم‌ها را می‌توان برحسب محل قرار گرفتن تکیه‌گاه، نیروی محرک و نیروی مقاوم بررسی کرد که ۳ نوع هستند.

نیرویی وارد بر چرخ است که حول ۱ محور می‌چرخد، قرقره ثابت و متحرک.

از ترکیب قرقره های ثابت و متحرک می‌توان قرقره مرکب ساخت.

الف :اندازه کار نیروی محرک=نیروی محرک×جابجایی ۵۰N×۰.۴m=۲۰J

ب :اندازه کار نیروی محرک=اندازه کار نیروی مقاوم

20J=نیروی مقاوم×جابجایی

20J=100N×جابجایی

جابجایی=۰.۲

از چرخ‌دنده‌ها می‌توان برای تغییر سرعت چرخش، تغییر گشتاور یا تغییر جهت نیرو استفاده کرد، مثلاً در خودروها چرخ‌دنده‌ها با تغییرات سرعت چرخشی سبب تغییر سرعت خودرو می‌شود.

سطح شیب‌دار به ما کمک می‌کند تا با نیروی کم‌تر، عموم در مسافتی طولانی‌تر، جسم سنگین را به سمت بالا حرکت دهیم. وقتی از سطح شیب‌دار استفاده می‌کنیم، نیروی محرک، کاهش داده‌اند. اما مسافتی که باید طی شود تا جسم بالا برده شود، افزایش پیدا می‌کند.

سطح شیب‌دار با افزایش نیرو و تغییر جهت نیرو به ما کمک می‌کند. زیر جاده مارپیچ مثل سطح شیب‌دار عمل می‌کند با طی مسافت بیشتر مقدار نیروی کمتری لازم است تا ماشین به نقاط بالای کوهستان برود، ولی مقدار کار در دوحالت هیچ تفاوتی نمی‌کند

الاکلنگ

یک‌سر طناب به سقف ثابت شده و سر دیگر بعد از عبور از شیار قرقره آزاد می‌شود

گشتاور=نیرو×فاصله نقطه اثر نیرو تا محور چرخش

۳۰÷۱۰۰=۰.۳m

T=10×0.3=3n/m

گشتاور نیرو=نیرو×فاصله نقطه اثر نیرو تا محور چرخش

۸۰×۱۰=۸۰۰ ۲۰×۱۰=۲۰۰

۸۰۰×۰.۵=۴۰۰Nm ۲۰۰×۲=۴۰۰Nm

چون گشتاور ساعتگرد=پادساعتگرد،بنابراین اهرم در تعادل است.

چرخ دنده

فرغون

جاروی رفتگری

بیشتر

برداری

پادساعتگرد

اهرم

نیروی مقاوم

قرقره

کمتر،طولانی تر