نیرو همه جا 2 | علوم تجربی پایه‌ی سوم دبستان

در این مقاله در مورد دو نیروی مهم صحبت خواهیم کرد: نیروی مغناطیسی و نیروی کشش زمین. در هر دوی این نیروها،‌ نیرو بدون تماس با جسم، به جسم وارد می‌شود. نیروها نقش مهمی در زندگی روزمره‌ی ما دارند. بدون وجود نیروی کشش زمین ما در انجام کارها با مشکلات زیادی روبه‌رو می‌شویم. گاهی اوقات برای انجام کارها نیروی کافی نداریم، در این مواقع از وسایلی مانند اهرم‌ها استفاده می‌کنیم. در کتاب علوم تجربی پایه‌ی سوم دبستان، دانش‌آموزان در درس نیرو همه جا 2 با مفهوم نیروی مغناطیسی، نیروی کشش زمین و کاربرد اهرم‌ها بیشتر آشنا می‌شوند.

نیرو همه جا 2

نیروها نقش مهمی در زندگی ما دارند. ما بدون نیرو نمی‌توانیم راه برویم، حرکت کنیم و یا جسمی را به حرکت در بیاوریم. ما به کمک نیرو می‌توانیم اجسام را به سمت بالا یا پایین جابه‌جا کنیم. برخی اجسام به دلیل خاصیتی که دارند باعث ایجاد نیرو می‌شوند. برای مثال در حالت عادی وقتی دو قطعه فلز را به هم نزدیک کنیم هیچ نیرویی احساس نمی‌کنیم اما اگر یک قطعه آهن‌ربا را به فلزی مانند آهن نزدیک کنیم، بین آهن‌ربا و آهن نیرو ایجاد می‌شود. آهن‌ربا آن قطعه‌ی فلزی را به خود جذب می‌کند.

نیروی تماسی و غیر تماسی

به طور کلی نیرو‌ها به دو صورت ممکن است اعمال شوند: گاهی برای ایجاد یا اعمال نیرو لازم است دو جسم با هم در تماس باشند، در این صورت به این نیروها نیروی تماسی می‌گویند. مثال‌هایی از نیروهای تماسی مانند کشیدن و هل دادن یک جسم است. گاهی نیز برای اعمال نیرو لازم نیست دو جسم با هم در تماس باشند، ‌یعنی بدون تماس با جسم نیرو اعمال می‌شود، در این صورت به این نیروها نیروی غیرتماسی می‌گویند. نیروهای غیرتماسی مانند نیروی بین دو آهن‌ربا و نیروی کشش زمین است. ما با نزدیک کردن دو آهنربا‌ به هم، نیرو احساس می‌کنیم. همچنین اجسامی که روی کره‌ی زمین یا نزدیک به زمین قرار دارند تحت تاثیر نیروی کشش زمین هستند.

نیروی مغناطیسی

آیا می‌دانید آهنربا چیست؟ تا به حال دو آهنربا را به هم نزدیک کرده‌اید؟ آهنربا قطعه‌ای است که اگر به فلز آهن نزدیک کنیم آن را جذب می‌کند یعنی به آن می‌چسبد. هر آهنربا دو سر دارد که خاصیت آهن‌ربایی یا جذب آهن در این دو قسمت بیشتر از قسمت‌های دیگر است. به این دو ناحیه قطب‌های آهن‌ربا می‌گویند. قطب‌های آهن‌ربا، قطب شمال و قطب جنوب نام دارند.

اگر دو قطب هم نام دو آهنربا را به هم نزدیک کنید دو قطب یکدیگر را دفع می‌کنند. اگر دو قطب ناهم نام دو آهنربا را به هم نزدیک کنید دو قطب یکدیگر را جذب می‌کنند. به نیروی جاذبه‌ یا دافعه‌ی بین دو قطب آهن‌ربا نیروی مغناطیسی می‌گویند. وقتی دو قطب هم نام دو آهن‌ربا را به هم نزدیک کنیم نیروی دافعه‌ی بین دو قطب را احساس می‌کنیم. و اگر دو قطب ناهم نام دو آهن‌ربا را به هم نزدیک کنیم نیروی جاذبه‌ی بین دو قطب ناهم نام آهن ربا را احساس می‌کنیم.

آهن‌رباها بدون تماس با یکدیگر به هم نیرو وارد می‌کنند و همدیگر را جذب یا دفع می‌کنند. یعنی کافی است دو آهن‌ربا را به هم نزدیک کنیم آن‌گاه نیروی جاذبه یا دافعه‌ی بین قطب‌ها را احساس می‌کنیم.

نیروی کشش زمین

اگر یک توپ را رها کنید به کدام سمت حرکت می‌کند؟ وقتی شیر آب را باز می‌کنید آب به کدام سمت جریان می‌یابد؟ هر چیزی که روی کره‌ی زمین یا نزدیک به آن باشد در معرض نیروی کشش زمین قرار دارد. کره‌ی زمین به هر چیزی که روی آن قرار دارد نیرو وارد می‌کند و آن را به سمت خود می‌کشد. به نیرویی که زمین به جسم وارد می‌کند نیروی جاذبه یا کشش زمین می‌گویند.

جهت نیروی کشش زمین همواره به سمت پایین است. اگر نیروی کشش زمین نباشد ما ساده‌ترین کارها مانند ریختن آب در لیوان یا خالی کردن بار از کامیون را نمی‌توانیم انجام دهیم. اگر نیروی کشش زمین وجود نداشته باشد ما نمی‌توانیم بارش باران و برف را مشاهده کنیم. کره‌ی ‌زمین بدون تماس با اجسام به آن‌ها نیرو وارد می‌کند و آن‌ها را به سمت خود می‌کشد، بنابراین یک نیروی غیرتماسی است. کره‌ی زمین مانند یک آهن‌ربای بسیار بزرگ عمل می‌کند و هرچیزی که در اطراف خود باشد به سمت خود جذب می‌کند.

نیروی وزن

نیروی کشش زمین با جرم جسم متناسب است، هر چه جرم یک جسم بیشتر باشد، نیرویی که زمین به جسم وارد می‌کند بیشتر خواهد بود. به نیروی کشش زمین که به یک جسم وارد می‌شود نیروی وزن نیز می‌گویند. جرم جسم را نباید با وزن جسم اشتباه گرفت. جرم جسم ثابت است و تغییر نمی‌کند اما وزن طبق یک سری شرایط ممکن است تغییر کند. اگر نیروی کشش زمین وجود نداشت، ما با مشکلات زیادی مواجه می‌شدیم. نیروی کشش زمین نقش بسیار مهمی در زندگی روزمره‌ی انسان‌ها دارد.

جسم ساکن

به جسمی که حرکت نمی‌کند و ثابت است، جسم ساکن می‌گویند.هر جسمی یا در حال حرکت و یا ساکن است. همواره برای حرکت دادن جسم ساکن به نیرو نیاز داریم. ممکن است ما به جسم ساکن نیرو وارد کنیم اما جسم جابه‌جا نشود. چون نیروی ما برای به حرکت درآوردن آن جسم کافی نیست و ما باید نیروی بیشتری به آن وارد کنیم.

نیرو با جرم جسم متناسب است. اگر جرم جسم زیاد باشد ما برای جابه‌جا کردن آن به نیروی بیشتر نیاز داریم. واگر جرم جسم کم باشد با صرف نیروی کم می‌توانیم آن را حرکت دهیم. بنابراین نیرو اندازه و مقدار دارد و ما می‌توانیم آن را کم یا زیاد کنیم. برای مثال شما یک لیوان پر از آب را به راحتی جابه‌جا می‌کنید اما برای جابه‌جا کردن میز از یک بزرگتر کمک می‌گیرید و با صرف نیروی بیشتر میز را جابه‌جا می‌کنید.

اگر نیرو کافی نباشد!

گاهی اوقات ما برای وارد کردن نیرو و جابه‌جا کردن اجسام به طور مستقیم این کار را انجام نمی‌دهیم. چون برای انجام بعضی از کارها به نیروی بسیار زیادی نیاز داریم. در چنین مواقعی برای تامین نیرو از اهرم‌ها استفاده می‌کنیم. اهرم‌ها ابزارها یا وسایلی هستند که در انجام کارها به ما کمک می‌کنند. ما در طول روز از اهرم‌های مختلف استفاده می‌کنیم، مانند ترازو، قیچی،‌ انبردست و … . در کارگاه‌ها و کارخانه‌ها از اهرم‌ها برای بلند کردن و جابه‌جا کردن بارهای سنگین استفاده می‌کنند. با کمک اهرم‌ها می‌توان نیرو را چند برابر کرد.