اقسام نیرو: به نیروی جاذبه زمین نیروی گرانش نیز گفته می شود. نیروی جاذبه زمین بر همه چیزهایی که در اطراف آن هستند وارد می شود و آن ها را به سمت زمین می کشد. به همین علت است که اجسام بر روی سطح زمین وزن دارند.
به عبارت دیگر می توان گفت که وزن هر جسم در واقع نیروی جاذبه زمین بر آن جسم است. هر چه از سطح زمین دور شویم. نیروی کشش زمین برروی اجسام کمتر می شود. در فضاهای دوره اجسام تقریباً در حالت بی وزنی قرار می گیرند. نیروی تکیه گاه : اگر به اطراف خود نگاه کنید، می بینید که هر جسمی یا روی یک جسم دیگر قرار دارد و یا از جایی آویزان است. به این جسم و یا نقطه ی آویز تکیه گاه می گوئیم. وقتی جسمی مثل یک کشتی یا یک قایق روی سطح آب قرار می گیرد، باعث فرورفتن سطح آب می شود . قایق هم مانند کتاب که خط کش را خمیده می کند، سطح آب را خمیده می کند. یعنی سطح آن هم مانع فرورفتن قایق می شود. به نیرویی که تکیه گاه بر جسمی که روی آن قرار دارد وارد می کند، نیروی تکیه گاه می گوئیم.
نیروی اصطکاک : وقتی از هل دادن یک جسم دست بر می داریم یا موتور اتومبیل در حال حرکت را خاموش می کنیم. بعد از مدتی جسم از حرکت می ایستد، نیرویی که مانع ادامه ی حرکت جسم می شود نیروی اصطکاک نام دارد.
نیروی الکتریکی : یکی از نیروهایی که بیشترین تأثیررا در زندگی انسان دارد،نیروی الکتریکی است یک خودکار یا شانه پلاستیکی را با پارچه پشمی مالش دهید و به خرده های ریز کاغذ نزدیک کنید. چه روی می دهد، نیرویی که باعث جذب خرده های کاغذ به شانه می شود،نیروی الکتریکی نام دارد.
مشخصه های نیرو: اگر در هنگام بازی توپ، با پای بدون کفش ضربه ای نسبتاً محکم به توپ فوتبال بزنید،انگشت پایتان کمی درد می گیرد علت این است که وقتی شما به توپ نیرو وارد می کنید، توپ نیز بر پای شما نیرو وارد می کند. در بوجود آوردن نیرو همواره دو جسم شرکت دارند و هر جسم به جسم دیگر یک نیرو وارد می کند.
هر نیرو دارای دو مشخصه است : الف) جهت ب) اندازه جهت نیرو را از روی نتیجه ی تأثیر نیرو بر جسم و تغییری که در شکل و یا در حرکت جسم بوجود می آید، تعیین می کنیم . مثلاً وقتی به کتاب نیرو وارد می کنیم و کتاب به طرف شمال حرکت می کند، جهت نیرو به طرف شمال است.
اندازه گیری نیرو : قبل از آنکه درباره اندازه گیری نیرو فعالیتی انجام دهید، لازم است درباره جرم و اندازه گیری آن مطالبی بدانید. مثلاً هنگام خرید میوه یا شیرینی ما معمولاً جرم را کیلوگرم تعیین می کنیم. برای اندازه گیری جرم اجناسی، مانند پرتغال ، پنیر و برنج ، کیلوگرم واحد مناسبی است. اما برای اندازه گیری جرم های کوچک تر به جای کیلوگرم از گرم استفاده می کنیم. جرم را معمولاً با ترازوی دو کفه اندازه می گیرند.
بطور کلی هر چه جرم یک جسم بیشتر باشد، آن جسم سنگین تر است یعنی نیروی جاذبه زمین بر آن بیشتر است. وزن را به کمک نیروسنج اندازه می گیریم. واحد اندازه گیری نیرو، نیوتون نام دارد.
آموختید که وزن هر جسم در واقع نیروی جاذبه ای است که از طرف زمین بر جسم وارد می شود. بنابراین واحد اندازه گیری وزن نیز مانند همه ی نیروهای دیگر نیوتون است. اگر یک سنگ را در دست بگیرید، (یک سنگ ترازوی صدگرمی) ، آیا سنگینی آن را احساس می کنید؟ مقدار نیروی وزن چنین وزنه ای تقریباً برابر یک نیوتن است. همچنین یک سنگ ترازوی یک کیلوگرمی بر روی زمین وزنی تقریباً برابر با ده نیوتن دارد. یعنی از طرف کره ی زمین بر آن نیروی جاذبه ای برابر 10 نیوتن وارد می شود.
همان طور که می دانید واحد جرم کیلوگرم است. ما اکثراً به جای کلمه ی جرم از وزن استفاده می کنیم. مثلاً می گوئیم وزن این قالب پنیر یک کیلوگرم است. در حالی که درست این است که بگوئیم جرم پنیر یک کیلوگرم و وزن آن حدود 10 نیوتون است. جرم یک ماده به تعداد ذره های سازنده آن ماده و جرم هر ذره بستگی دارد. در حالی که وزن یک ماده نیروی جاذبه زمین بر روی جسم است. در روی سطح زمین وزن یک جسم ( بر حسب نیوتون) از نظر عددی، تقریباً ده برابر جرم آن (بر حسب کیلوگرم) است.
آزمایش کنید یک بار صندلی و بار دیگر میز یا نیمکت خود را بلند کنید. بلند کردن کدامیک آسانتر است ؟ آیا به پائین کشیده شدن آن ها را احساس می کنید؟ چه چیزی آنها را به پائین می کشد؟ آیا تمام جسم ها به پائین کشیده می شوند؟ بلند کردن صندلی آسان تر است. زیرا جرم صندلی از میز یا نیمکت کمتر است و زمین با نیروی کمتری آن را به سمت خود می کشد. بله ، زیرا نیرویی برای بالا نگه داشتن آن صرف کنیم . نیروی گرانش (جاذبه زمین) آن را به پائین می کشد.. بله ، نیروی جاذبه بر همه ی چیزهایی که در اطراف آن هستند نیرو وارد کرده و آن ها را به سمت خود می کشد.
فکر کنید به نظر شما نیروی اصطکاک در انجام کارها و زندگی ما مفید است یا مضر؟ نیروی اصطکاک هم مفید است هم مضر. مفید در هنگام ترمز کردن ، راه رفتن. مضر هنگام حرکت قطعات ماشین که باعث گرم شدن قطعات شده و مقداری انرژی به هدر می رود.
اطلاعات جمع آوری کنید: حتماً تا به حال در یخچال را بارها باز و بسته کرده اید. یک بار دیگر این کار را انجام دهید. اما این بار هنگام بازکردن در یخچال نیرویی را که با دست برای بازکردن به آن وارد می کنید، به آرامی و آهستگی افزایش دهید چه تفاوتی بین بازشدن در یخچال و در یک کمد مشاهده می کنید. موقع بستن در یخچال نیز به آرامی آن را به بدنه یخچال نزدیک کنید. خواهید دید که یخچال از فاصله ی نزدیک در خود را جذب می کند. 1 – به نظر شما چه نیرویی به این صورت بر باز و بسته شدن در یخچال اثر می گذارد؟ 2 – چه تدبیری برای ایجاد این نیرو بکار رفته است؟ 3 – چرا در یخچال را اینگونه ساخته اید؟ 4 – آیا موارد دیگر برای استفاده از آهن ربا می شناسید؟ 1 – نوار لاستیکی در یخچال دارای آهن رباست نیروی مغناطیسی درب یخچال را به طرف خود می کشد. به همین دلیل برای بازکردن در یخچال به نیروی بیشتری نیاز داریم. 2 – نیروی مغناطیسی آهن ربا، در را به طرف یخچال می کشد 3 – برای این کار ، نوارهای آهن را در لاستیک اطراف در یخچال کار گذاشتند تا در یخچال محکم تر بسته شود. 4- برای اینکه هوای گرم به داخل یخچال نفوذ نکند و از خروج هوای سرد جلوگیری شود. 5 – از آهن ربا وسایل گوناگون مانند بلندگو، گوشی تلفن و قطب نما ساخته می شود. فکر کنید جدول زیر را کامل کنید :
|
نام نیرو
|
چگونگی اثر نیرو بر جسم
|
نام جسمی که نیرو به آن وارد می شود |
جسمی که نیرو را وارد می کند |
|
نیروی گرانش نیروی تکیه گاه نیروی اصطکاک نیروی مغناطیسی |
می خواهد اجسام را به طرف خود بکشد می خواهد نیرویی بر خلاف جهت نیروی گرانش زمین بر جسم وارد کند. می خواهد مانع حرکت جسم شود می خواهد جسم را به طرف خود جذب کند |
همه اجسام مجاور زمین کتاب روی میز جسمی که بر روی سطح حرکت می کند تمام جسم های آهنی |
زمین سطح میز سطح تماس با جسم آهن ربا |
فکر کنید چگونه می توانیم با یک ترازوی آشپزخانه، جرم یک جسم کوچک مثل فندق را اندازه بگیریم. ترازوی آشپزخانه برای این اندازه گیری زیاد دقیق نیست. بنابراین برای اندازه گیری جرم یک فندق، تعداد مشخصی فندق ( مثلاً 10 عدد) را با هم در درون ترازو گذاشته و جرم همه ی آن ها را به دست می آوریم. سپس عدد به دست آمده را بر تعداد آن ها (عدد 10) تقسیم می کنیم، جرم تقریبی یک دانه فندق به دست می آید.