جواب درس نهم علوم نهم

در این نوشته جدیدترین گام به گام درس ۹ علوم نهم متوسطه با موضوع درس‌ «ماشین‌ها»‌ قرار گرفته‌ است که شامل جواب آزمایش کنید، گفت‌ و‌ گو کنید، فعالیت و اطلاعات جمع‌ آوری کنید می‌باشد. در ادامه با ما از بخش پاسخ سوالات علوم نهم همراه باشید.

جواب سوال صفحه ۹۵ فصل ۹ علوم نهم

چگونه می‌توانیم جسمی را که خیلی سنگین است، حمل یا جابه‌جا کنیم؟

پاسخ: با به کار بردن نیروی بیشتر

جواب فکر کنید صفحه ۹۶ فصل ۹ علوم نهم

شکل زیر تصویر تعدادی از ماشین‌هایی را که روزانه با آنها سروکار داریم نشان می‌دهد. در مورد ورودی و خروجی این ماشین‌ها در زندگی و تبدیل انرژی در آنها جواب گفت‌وگو کنید. تعدادی از ماشین‌هایی که روزانه با آنها سروکار داریم.

پاسخ:

قایق:
ورودی: پارو زدن
خروجی: حرکت قایق

اتوبوس:
ورودی: نیروی موتور
خروجی: حرکت اتوبوس

ماشین لباسشویی:
ورودی: انرژی الکتریکی
خروجی: انرژی مکانیکی یا حرکتی

پنکه:
ورودی: انرژی الکتریکی
خروجی: انرژی مکانیکی یا حرکتی

چرخ خیاطی:
ورودی: انرژی حرکتی دست
خروجی: حرکات قطعات چرخ خیاطی و دوختن لباس

پاسخ دیگر:

نقش قایق: جا به جایی بین دو مکان روی آب و حرکت سریع تر کار انجام شده است. این کار توسط نیرویی که شخص به پارو وارد می کند و تبدیل آن به انرژی حرکتی انجام می‌شود.

نقش چرخ خیاطی دستی: دوخت سریع (توسط حرکت سریع سوزن) کار انجام شده توسط نیرویی که شخص با دست یا پا وارد می کند و تبدیل آن به انرژی جنبشی (اگر چرخ خیاطی برقی باشد، انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود).

نقش اتوبوس: حمل تعداد زیادی مسافر و جا‌به‌جایی آنها تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی حرکتی و گرما.

نقش پنکه: تولید باد (هوای در حال حرکت) انرژی الکتریکی توسط موتورش به انرژی جنبشی پره ها تبدیل، و پره ها با گردش خود سبب حرکت سریع ذرات هوا می شود.

نقش ماشین لباسشویی: شستشوی لباس به وسیله حرکت یک استوانه مشبک. انرژی الکتریکی در موتور الکتریکی داخل آن به انرژی جنبشی تبدیل‌ و سبب گردش لباس در مخلوط آب و مواد شوینده می‌شود. در ادامه، ماشین ساده توصیف می شود.

نکته مهم: یک ماشین از تعداد زیادی ماشین ساده تشکیل می شود و این اجزا با هم در ارتباط اند و یک هدف را دنبال می کنند.

جواب آزمایش کنید صفحه ۹۸ فصل ۹ علوم نهم

هدف: بررسی عوامل مؤثر بر گشتاور نیرو

وسایل و مواد لازم: حلقه، تعدادی وزنه کوچک شکاف دار، خط کش، وزنه گیر

روش اجرا:

۱- خط کش را درون حلقه قرار دهید و وزنه گیر را آویزان کنید.
۲- انتهای خط کش را با دست خود بگیرید و به صورت افقی نگه دارید.
۳- در وزنه گیر، وزنه قرار دهید و به تدریج وزنه‌ها را زیاد کنید.

۴- اکنون وزنه‌ها را ثابت نگه دارید و فاصله حلقه فلزی تا دستتان را کم و زیاد کنید. از این آزمایش چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟

پاسخ: هر‌چه مقدار نیرو و فاصله‌ی آن تا محل چرخش بیشتر باشد گشتاور نیرو یعنی اثر چرخانندگی آن بیشتر است (رابطه مستقیم دارد)

جواب خود را بیازمایید صفحه ۹۹ فصل ۹ علوم نهم

توضیح دهید چرا با آچار بلندتر، مهره محکم را می‌توان آسان‌تر باز کرد؟

پاسخ: هر‌چه دسته آچار بلندتر می‌شود، فاصله نیرو تا محور چرخش افزایش می‌یابد و بنابراین گشتاور نیرو زیادتر می‌شود و مهره آسان‌تر باز می‌شود.

جواب خود را بیازمایید صفحه ۹۹ فصل ۹ علوم نهم

نشان دهید در اهرم‌ها و در شرایط تعادل، مزیت مکانیکی از رابطه زیر نیز به دست می‌آید.

پاسخ: در اهرم‌ها در شرایط تعادل اندازه گشتاور نیروی محرک و گشتاور نیروی مقاوم با هم برابرند.

d_۱​×F_۱​×=d_۲​×F_۲​×⟹F_۱​F_۲​​=d_۱​d_۲​​

با توجه به تعریف مزیت مکانیکی‌، 

 یعنی نسبت نیروی مقاوم به نیروی محرک برابر با مزیت مکانیکی است‌؛ بنابر‌این بجای آن می‌توانیم بنویسیم:

جواب فعالیت پایین صفحه ۱۰۱ فصل ۹ علوم نهم

اهرم‌ها در بسیاری از ماشین‌های معمولی، دیده می‌شوند. اهرم‌ها را می‌توان برحسب محل قرار گرفتن تکیه‌گاه، نیروی محرک و نیروی مقاوم بررسی کرد. در هر یک از شکل‌های زیر تکیه‌گاه، محل وارد کردن نیروی محرک و نیروی مقاوم را نشان دهید. از وزن اهرم‌ها صرف‌نظر می‌شود.

پاسخ: در هر سه شکل، مثلث‌های قرمز تکیه گاه، فلش‌های رنگ سبز نیروی محرک و فلش‌های قرمز رنگ نیروی مقاوم هستند.

پاسخ: تصویر با کیفیت تر و فقط با فلش رنگی

۱- اهرم سمت چپ: تکیه‌گاه بین نیروی مقاوم و نیروی محرک قرار دارد. مانند انبردست‌، آچار فرانسه‌، قیچی و … .
۲- اهرم وسط: نیروی مقاوم بین تکیه‌گاه و نیروی محرک قرار دارد. مانند فندق شکن فرغون، دربازکن و … .
۳- اهرم سمت راست: نیروی محرک بین تکیه‌گاه و نیروی مقاوم قرار دارد. مانند انبر، قندگیر، چوب ماهیگیری و … .

جواب فعالیت صفحه ۱۰۲ فصل ۹ علوم نهم

به کمک یک قرقره ثابت، یک قرقره متحرک، یک وزنه معین و یک نیروسنج درباره مزیت مکانیکی قرقره‌های ثابت و متحرک شکل بالا تحقیق کنید.

پاسخ: مزیت مکانیکی قرقره ی ثابت برابر با ۱ است و فقط با تغییر جهت نیرو به می کمک می کند مزیت مکانیکی قرقره ی متحرک ۲ است و با افزایش مقدار نیرو به ما کمک می کند. برای مثال فرض کنید وزنه برابر ۲۰ کیلوگرم باشد. یعنی نیروی مقاوم برابر ۲۰۰ نیوتن باشد.

در قرقره ثابت نیروی محرکی که نیروسنج در محل دست نشان می‌دهد برابر ۲۰۰ نیوتن است.
در قرقره متحرک نیروی محرکی که نیروسنج در محل دست نشان می‌دهد برابر ۱۰۰ نیوتن است.

باید پس از تحقیق به این نتیجه برسید که مزیت مکانیکی قرقره ساده برابر با یک است و فقط با تغییر جهت نیرو به ما کمک می‌کند و مزیت مکانیکی قرقره متحرک همواره برابر دو است و و با افزایش مقدار نیرو به ما کمک می‌کند.

جواب خود را بیازمایید صفحه ۱۰۳ فصل ۹ علوم نهم

با توجه به تعریف مزیت مکانیکی، جدول زیر را درباره مزیت مکانیکی ماشین‌های شکل بالا ، کامل کنید.

پاسخ:

جواب جمع آوری اطلاعات صفحه ۱۰۳ فصل ۹ علوم نهم

درباره نقش قرقره‌ها در زندگی اطلاعاتی را به همراه تصویر، جمع‌آوری کنید و آن را در کلاس گزارش دهید.

پاسخ:

گزارش: نقش قرقره‌ها در زندگی

قرقره یکی از ماشین‌های ساده است که از یک چرخ و طناب تشکیل شده و باعث می‌شود جابه‌جایی اجسام آسان‌تر شود. قرقره‌ها با تغییر جهت نیرو یا کاهش نیروی لازم، انجام بسیاری از کارهای روزمره و صنعتی را ساده‌تر می‌کنند و باعث صرفه‌جویی در زمان و انرژی می‌شوند.

انواع قرقره:

✔ قرقره ثابت: فقط جهت نیرو را تغییر می‌دهد؛ مانند قرقرهٔ تیر پرچم.
✔ قرقره متحرک: همراه با بار حرکت می‌کند و نیروی لازم برای بلند کردن اجسام را کاهش می‌دهد.
✔ قرقره مرکب: ترکیبی از قرقره ثابت و متحرک است و برای بلند کردن بارهای سنگین با نیروی کمتر استفاده می‌شود.

کاربردهای قرقره در زندگی:

• آسانسورها
• جرثقیل‌ها و بالابرهای ساختمانی
• بالا کشیدن سطل از چاه
• قرقرهٔ تیر پرچم در مدارس و پادگان‌ها
• ریل پرده‌ها
• ورزش‌هایی مانند کوهنوردی و صخره‌نوردی

نتیجه‌گیری: قرقره‌ها از گذشته تا امروز نقش مهمی در زندگی انسان داشته‌اند. این وسیله باعث می‌شود اجسام سنگین با نیروی کمتر و ایمنی بیشتر جابه‌جا شوند و به همین دلیل در خانه‌ها، مدارس، ساختمان‌سازی، کارخانه‌ها و بسیاری از کارهای روزمره کاربرد فراوانی دارند.

جواب جمع آوری اطلاعات صفحه ۱۰۴ فصل ۹ علوم نهم

درباره انواع چرخ‌دنده‌ها و کارکرد آنها اطلاعاتی را به همراه تصویر جمع آوری کنید و آن را به کلاس گزارش دهید.

پاسخ:

گزارش درباره انواع چرخ‌دنده‌ها و کارکرد آن‌ها

چرخ‌دنده یکی از مهم‌ترین قطعات مکانیکی است که برای انتقال نیرو و حرکت بین دو محور به کار می‌رود. چرخ‌دنده‌ها با درگیر شدن دندانه‌های خود، حرکت را با دقت بالا منتقل می‌کنند و می‌توانند سرعت، جهت حرکت و مقدار نیرو (گشتاور) را تغییر دهند.

انواع چرخ‌دنده‌ها

۱. چرخ‌دنده ساده (ملخی یا مستقیم)

✔ دارای دندانه‌های مستقیم است.
✔ برای محورهای موازی استفاده می‌شود.
✔ ساخت ساده و قیمت مناسب دارد.
✔ در ماشین‌آلات، گیربکس‌های ساده و دستگاه‌های صنعتی کاربرد دارد.

۲. چرخ‌دنده مارپیچی

✔ دندانه‌ها به صورت مورب قرار گرفته‌اند.
✔ حرکت نرم‌تر و صدای کمتری نسبت به چرخ‌دنده ساده دارد.
✔ در خودروها، گیربکس‌ها و ماشین‌آلات پرسرعت استفاده می‌شود.

۳. چرخ‌دنده مارپیچی دوقلو

✔ از دو بخش مارپیچی با جهت مخالف تشکیل شده است.
✔ نیروی محوری را کاهش می‌دهد.
✔ در ماشین‌آلات سنگین و صنعتی کاربرد دارد.

۴. چرخ‌دنده جناغی

✔ شبیه مارپیچی دوقلو است، اما شکاف بین دو قسمت ندارد.
✔ بسیار نرم، بی‌صدا و مناسب انتقال توان‌های زیاد است.
✔ در تجهیزات بزرگ صنعتی و دریایی استفاده می‌شود.

۵. چرخ‌دنده مخروطی

✔ برای انتقال نیرو بین محورهایی که معمولاً با زاویه ۹۰ درجه قرار دارند.
✔ در دیفرانسیل خودروها و دستگاه‌های صنعتی کاربرد دارد.

۶. چرخ‌دنده حلزونی

✔ از یک پیچ حلزونی و یک چرخ‌دنده تشکیل شده است.
✔ کاهش سرعت زیادی ایجاد می‌کند و در برخی موارد از برگشت حرکت جلوگیری می‌کند.
✔ در بالابرها، جرثقیل‌ها، آسانسورها و نوار نقاله‌ها استفاده می‌شود.

۷. چرخ‌دنده هیپوئیدی

✔ نوعی چرخ‌دنده مخروطی با محورهای غیرهم‌مرکز است.
✔ عملکرد نرم و تحمل بار بالا دارد.
✔ بیشتر در دیفرانسیل خودروهای سواری و سنگین به کار می‌رود.

۸. چرخ‌دنده شانه‌ای

✔ از یک چرخ‌دنده و یک میله دندانه‌دار تشکیل شده است.
✔ حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می‌کند.
✔ در فرمان خودرو، درب‌های اتوماتیک و دستگاه‌های صنعتی کاربرد دارد.

۹. چرخ‌دنده رینگی

✔ دندانه‌ها در قسمت داخلی یک حلقه قرار دارند.
✔ معمولاً در گیربکس‌های سیاره‌ای استفاده می‌شود.
✔ در گیربکس‌های اتوماتیک خودرو و ماشین‌آلات صنعتی کاربرد دارد.

۱۰. چرخ‌دنده سیاره‌ای

✔ از یک چرخ‌دنده مرکزی، چند چرخ‌دنده سیاره‌ای و یک چرخ‌دنده رینگی تشکیل شده است.
✔ اندازه کوچک، قدرت بالا و راندمان زیاد از ویژگی‌های آن است.
✔ در گیربکس خودرو، ربات‌ها و توربین‌های بادی استفاده می‌شود.

کارکرد چرخ‌دنده‌ها: چرخ‌دنده‌ها وظایف مهمی دارند، از جمله:

✔ انتقال نیرو و حرکت بین دو محور
✔ افزایش یا کاهش سرعت چرخش
✔ افزایش یا کاهش گشتاور (قدرت)
✔ تغییر جهت حرکت
✔ تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی (در چرخ‌دنده شانه‌ای)

کاربردهای چرخ‌دنده‌ها: چرخ‌دنده‌ها در بسیاری از وسایل و دستگاه‌ها استفاده می‌شوند، مانند:

✔ خودروها و موتورسیکلت‌ها
✔ جرثقیل‌ها و بالابرها
✔ آسانسورها
✔ ساعت‌های مکانیکی
✔ ماشین‌آلات کارخانه‌ها
✔ دستگاه‌های CNC
✔ ربات‌ها
✔ توربین‌های بادی
✔ اسباب‌بازی‌های مکانیکی

نتیجه‌گیری: چرخ‌دنده‌ها از مهم‌ترین قطعات انتقال قدرت در صنایع مختلف هستند. هر نوع چرخ‌دنده با توجه به شکل و نوع دندانه‌های خود، کاربرد ویژه‌ای دارد. استفاده از چرخ‌دنده مناسب باعث افزایش راندمان، کاهش صدا و لرزش و افزایش عمر دستگاه‌ها می‌شود. به همین دلیل، چرخ‌دنده‌ها نقش بسیار مهمی در صنعت، حمل‌ونقل و زندگی روزمره دارند.

جواب فکر کنید صفحه ۱۰۵ فصل ۹ علوم نهم

چرا در مناطق کوهستانی، قسمتی از جاده‌ها را به صورت پیچ‌های شیبدار می‌سازند؟

پاسخ: زیرا با این کار می‌توان با نیرویی کمتر ولی در مسافتی طولانی تر خودرو را جابه جا کرد‌. برای این کار از دنده های سنگین تر استفاده می‌شود که گشتاور نیروی بیشتری در چرخ‌ها ایجاد می‌کند‌.

پاسخ دیگر: هنگامی که جاده را شیب دار می سازند، جابجایی نیروی محرکه افزایش می یابد و در عوض نیروی محرکه کاهش می یابد. بنابراین نیروی محرک کمتری برای جابجایی نیروی مقاوم در سطح شیبدار جاده کوهستانی مورد نیاز است و در نتیجه مزیت مکانیکی ایجاد شده توسط سطح شیبدار بیشتر از ۱ است. هر چه سطح شیب کمتر باشد، طول جابجایی نیروی محرک بیشتر می شود و نیروی محرک کمتر و در نتیجه مزیت مکانیکی بیشتر خواهد شد.

سخن پایانی

اگر سوالی درباره جواب درس ۹ علوم پایه‌ نهم متوسطه‌ی اول با موضوع درس««ماشین‌ها»» دارید آن را از قسمت نظرات بپرسید. تیم معلمان ما در اولین فرصت شما را راهنمایی می‌کنند.

✅ جواب درس هشتم علوم نهم
✅ جواب درس دهم علوم نهم
📝 سوالات درس نهم علوم نهم
📝 نمونه سوالات پایه نهم متوسطه اول‌

توجه: دانش‌آموزان عزیز شما می‌توانید برای دسترسی آسان‌تر به مطالب درسی عبارت «سوییتی بلاگ» را در انتهای مطلب مورد نظر خود سرچ(جست و جو) کنید.