درس ۲-۷ · علوم تجربی

ماشین‌ها

کار، گشتاور، سه نوع اهرم، مزیت مکانیکی، قرقره، سطح شیب‌دار، چرخ‌دنده و بازده

حدود ۴ دقیقه مطالعه · ۳۳ سؤال تمرینی در اپ

۱کار و گشتاور

  • کار = نیرو × جابه‌جایی در راستای نیرو (ژول). اگر جسم جابه‌جا نشود یا نیرو عمود بر جابه‌جایی باشد (حمل افقی کیف)، آن نیرو کار انجام نمی‌دهد.
  • گشتاور = نیرو × فاصله‌ی عمودی راستای نیرو تا محور چرخش. دستگیره‌ی در را دور از لولا نصب می‌کنند تا با نیروی کم گشتاور کافی بسازیم.
  • اهرم در تعادل: گشتاورهای دو طرف برابرند: نیروی محرک × بازوی محرک = نیروی مقاوم × بازوی مقاوم.
ادامهٔ این درس

۴ بخش دیگر، با مثال‌های حل‌شده و دام‌های تستی، در نسخهٔ کامل تیزهوش است؛ همراه همهٔ ۳٬۱۲۸ سؤال و ۱۰ آزمون آزمایشی.

۶۹۹٬۹۹۰ ۳۹۹٬۹۹۰ تومان پیش‌فروش تا ۳۰ آذر

۶ سؤال رایگان این درس

سؤال ۱آسان

در فرغون، چرخ تکیه‌گاه است، بار در میانه و دست‌ها در انتهای دسته‌ها نیرو وارد می‌کنند. فرغون چه نوع اهرمی است؟

حل تشریحی: نوع اهرم را با «چیزی که وسط است» تشخیص می‌دهیم. در فرغون بار (نیروی مقاوم) میان تکیه‌گاه (چرخ) و نیروی محرک (دست) است، پس اهرم نوع دوم است.
سؤال ۲متوسط

دانش‌آموزی کیف ۵۰ نیوتونی را در دست گرفته و ۲۰ متر در راهروی افقی با سرعت ثابت راه می‌رود. نیروی رو به بالای دست او روی کیف چند ژول کار انجام داده است؟

حل تشریحی: نیروی دست رو به بالاست ولی جابه‌جایی کیف افقی است. نیرویی که بر جابه‌جایی عمود است کاری انجام نمی‌دهد، پس کار این نیرو صفر است. ۱۰۰۰ از ضرب نابه‌جای ۵۰ × ۲۰ می‌آید.
سؤال ۳آسان

جعبه‌ای ۱۵ کیلوگرمی را با سرعت ثابت از زمین تا قفسه‌ای به ارتفاع ۱/۲ متر بالا می‌بریم. کار ما چند ژول است؟ (g = ۱۰)

حل تشریحی: وزن جعبه = ۱۵ × ۱۰ = ۱۵۰ نیوتون و برای بالا بردن با سرعت ثابت همین نیرو لازم است. کار = ۱۵۰ × ۱/۲ = ۱۸۰ ژول.
سؤال ۴متوسط

برای باز کردن دری، اگر در فاصله‌ی ۸۰ سانتی‌متری از لولا نیروی ۲۰ نیوتون عمود بر در لازم باشد، در فاصله‌ی ۲۰ سانتی‌متری از لولا چه نیرویی لازم است؟

حل تشریحی: باید گشتاور یکسان بسازیم: ۲۰ × ۸۰ = F × ۲۰ ← F = ۸۰ نیوتون. فاصله یک‌چهارم شده، پس نیرو باید ۴ برابر شود. برای همین دستگیره را دور از لولا می‌گذارند.
سؤال ۵متوسط

روی الاکلنگ، کودکی به وزن ۳۰۰ نیوتون در فاصله‌ی ۲ متری از تکیه‌گاه نشسته است. کودکی به وزن ۴۰۰ نیوتون در چه فاصله‌ای از تکیه‌گاه در طرف دیگر بنشیند تا الاکلنگ تعادل داشته باشد؟

حل تشریحی: در تعادل گشتاورها برابرند: ۳۰۰ × ۲ = ۴۰۰ × d ← d = ۶۰۰ ÷ ۴۰۰ = ۱/۵ متر. کودک سنگین‌تر باید نزدیک‌تر به تکیه‌گاه بنشیند.
سؤال ۶سخت

در یک طرف الاکلنگ دو جسم هست: ۲۰۰ نیوتون در فاصله‌ی ۳ متری و ۱۰۰ نیوتون در فاصله‌ی ۱ متری از تکیه‌گاه. جسمی ۳۵۰ نیوتونی را در چه فاصله‌ای در طرف دیگر بگذاریم تا تعادل برقرار شود؟

حل تشریحی: گشتاورهای یک طرف جمع می‌شوند: ۲۰۰ × ۳ + ۱۰۰ × ۱ = ۷۰۰. طرف دیگر: ۳۵۰ × d = ۷۰۰ ← d = ۲ متر.

۲۷ سؤال دیگر این درس در تیزهوش است.

ببین الان کجای کاری

آزمون تعیین سطح رایگان نهم به دهم: ۲۰ سؤال، ۲۰ دقیقه، و کارنامه‌ای که می‌گوید از کدام فصل شروع کنی.