آزمایش کنید ۱
وسایل و مواد: باتری $\text{1.5}$ ولتی، لامپ، چند تکه سیم، لیوان، سکه، خطکش پلاستیکی، چوب و فلزی، قوطی فلزی با پوشبرگ (فویل) آلومینیمی، پارچه نخی و شتاب سرامیکی
روش آزمایش:
۱. یک مدار الکتریکی ساده بسازید.
۲. رسانایی الکتریکی مواد ذکر شده را بررسی و نتیجه مشاهدات خود را یادداشت کنید.
پاسخ و توضیح آزمایش کنید ۱ صفحه ۴ علوم هفتم
سلام بچههای خوب! این آزمایش برای بررسی خاصیت مهم **رسانایی الکتریکی** در مواد مختلف (فلزات، نافلزات و مواد دیگر) طراحی شده است. 💡
### ۱. ساخت مدار و روش آزمایش
برای ساخت مدار، باید سیمها، باتری و لامپ را بهصورت سری به هم وصل کنید. سپس، بهجای اینکه مدار را با یک سیم ببندید، دو سر آزاد مدار را به دو نقطه از ماده مورد نظر (مثلاً یک سکه) وصل میکنید.
* **اگر لامپ روشن شود:** ماده **رسانای الکتریکی** است (الکتریسیته را عبور میدهد).
* **اگر لامپ روشن نشود:** ماده **نارسانا** (یا عایق) است (الکتریسیته را عبور نمیدهد).
### ۲. مشاهدات و نتیجهگیری
| نام ماده | نوع ماده (فلز/نافلز/دیگر) | مشاهده (لامپ روشن/خاموش) | نتیجهگیری (رسانا/نارسانا) |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| **سکه** | فلز | **روشن** | رسانای خوب (فلزات معمولاً رسانا هستند) |
| **خطکش پلاستیکی** | غیرفلز (پلیمر) | **خاموش** | نارسانا (پلاستیک عایق است) |
| **لیوان (شیشهای یا پلاستیکی)** | غیرفلز | **خاموش** | نارسانا |
| **چوب** | غیرفلز (ترکیب کربنی) | **خاموش** | نارسانا (عایق) |
| **قوطی فلزی/فویل آلومینیمی** | فلز | **روشن** | رسانای خوب |
| **پارچه نخی** | غیرفلز (الیاف طبیعی) | **خاموش** | نارسانا |
| **شقاب سرامیکی** | غیرفلز (جامد یونی و کووالانسی) | **خاموش** | نارسانا (سرامیکها عایقهای خوبی هستند) |
**نتیجه مهم:** این آزمایش نشان میدهد که مواد از نظر رسانایی الکتریکی با هم فرق دارند. **فلزات** (سکه، قوطی، فویل آلومینیمی) به دلیل ساختار اتمی خاص خود و وجود **الکترونهای آزاد**، بهراحتی الکتریسیته را منتقل میکنند، اما **نافلزات** و مواد دیگر (پلاستیک، چوب، پارچه) معمولاً نارسانا یا **عایق** هستند. این خاصیت در انتخاب مواد برای ساخت وسایل برقی (مثل سیمها و روکشها) بسیار مهم است.
آزمایش کنید ۲
وسایل و مواد: چند رشته سیم نازک فلزی، نخی و پلاستیکی، قلاب، پایه و گیره فلزی و چند وزنه $\text{100}$ گرمی.
روش آزمایش:
۱. یک رشته سیم مسی را مطابق شکل به گیره ببندید.
۲. یک وزنه $\text{100}$ گرمی را از آن آویزان و تعداد وزنهها را کم کم اضافه کنید.
این عمل را تا آنجا ادامه دهید که رشته سیم پاره شود.
۳. آزمایش را برای رشته سیمهای دیگر تکرار کنید (قطر رشته سیمها باید یکسان باشد).
۴. نتیجه مشاهدات خود را روی نمودار زیر رسم و نتایج را مقایسه کنید.
[نمودار ستونی با محور افقی "نوع ماده" (مسی، نخی، پلاستیکی، فولادی، ابریشمی) و محور عمودی "استحکام".]
بیشتر بدانید
**استحکام:** مقدار نیرویی است که لازم است تا یک ماده در اثر کشیدن، گسسته یا بریده شود. (میزان مقاومت یک ماده در برابر گسسته شدن).
پاسخ و توضیح آزمایش کنید ۲ صفحه ۴ علوم هفتم
این آزمایش برای اندازهگیری خاصیت **استحکام** یا **مقاومت کششی** مواد مختلف طراحی شده است. استحکام نشان میدهد که یک ماده چقدر میتواند در برابر نیروی کشش مقاومت کند تا پاره شود. 💪
### ۱. روش انجام و هدف
هدف اصلی این است که ببینید هر ماده قبل از پاره شدن، چقدر نیروی (وزن) را تحمل میکند. برای مقایسه عادلانه، **اندازه (قطر) رشتههای مواد باید کاملاً یکسان باشد.**
$$\text{استحکام} \propto \text{حداکثر وزن قابل تحمل}$$
### ۲. پیشبینی مشاهدات و نتایج (رسم نمودار)
| نوع ماده | پیشبینی حداکثر وزن قابل تحمل | استحکام (بر اساس تعریف) |
| :--- | :--- | :--- |
| **مسی (فلز)** | زیاد (اما کمتر از فولاد) | بالا |
| **نخی (الیاف)** | متوسط | متوسط |
| **پلاستیکی** | کم | کم |
| **فولادی (آلیاژ فلز)** | **بسیار زیاد** | **بسیار بالا** (فولاد قویترین ماده در این فهرست است) |
| **ابریشمی (الیاف طبیعی)** | متوسط تا زیاد (الیاف قوی) | متوسط |
**مقایسه نتایج (نمودار ستونی):**
نمودار شما باید نشان دهد که ستون مربوط به **فولاد** بلندترین است (بالاترین استحکام) و پس از آن احتمالاً سیم مسی و سپس نخ ابریشمی یا معمولی قرار میگیرد. پلاستیک احتمالاً کمترین استحکام را خواهد داشت.
### ۳. نتیجهگیری
* **فولاد** (آلیاژی از آهن) بالاترین استحکام را دارد، به همین دلیل در ساخت پلها و ساختمانها استفاده میشود.
* **فلزات** و برخی **الیاف طبیعی** (مانند ابریشم) معمولاً استحکام بالاتری نسبت به پلاستیکها دارند.
* **استحکام** یک خاصیت کلیدی است که مهندسان برای انتخاب مواد در ساخت سازهها (جایی که نیاز به تحمل بار زیاد است) از آن استفاده میکنند. هر چه نیروی مورد نیاز برای گسستن ماده بیشتر باشد، **استحکام** آن ماده بیشتر است.
محمد
1403/10/28
عادی