|
ریاضی هفتم صفحه 73 - فعالیت 1
۱- در دورهی دبستان آموختید که حجم یک مکعب مستطیل برابر است با حاصل ضرب طول، عرض و ارتفاع. با توجه به درس
جبر که در فصل قبل آموختید، حجم مکعب مستطیل را با یک رابطهی جبری نشان دهید.
$$V_{\text{حجم}} =$$
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی صفحه 73 هفتم - فعالیت 1
این تمرین به شما کمک میکند تا مفهوم **حجم** را که یک مفهوم هندسی است، با ابزارهای **جبر** که در فصلهای قبل یاد گرفتید، پیوند بزنید.
### **توضیح رابطه حجم مکعب مستطیل**
همانطور که در دبستان آموختید، برای محاسبه حجم یک مکعب مستطیل (که به آن **منشور مستطیلی** هم میگوییم)، کافی است سه بُعد آن را در هم ضرب کنیم:
$$\text{حجم} = \text{طول} \times \text{عرض} \times \text{ارتفاع}$$
### **نوشتن رابطهی جبری**
در تصویر کنار سوال، سه بُعد مکعب مستطیل با حروف انگلیسی مشخص شدهاند:
* **طول:** $a$
* **عرض:** $b$
* **ارتفاع:** $c$
* **حجم** با حرف $\text{V}$ (مخفف Volume) نشان داده شده است.
پس، با جایگزین کردن این نمادها در فرمول کلامی، رابطهی جبری حجم به صورت زیر نوشته میشود:
$$V = a \times b \times c$$
یا به شکل سادهتر (چون بین متغیرها علامت ضرب معمولاً حذف میشود):
$$V = abc$$
> **نکته آموزشی:** استفاده از حروف **(متغیرها)** به جای اعداد، به ما کمک میکند تا یک فرمول **کلی** برای هر مکعب مستطیلی، با هر ابعادی بنویسیم. این همان قدرت جبر است!
ریاضی هفتم صفحه 73 - فعالیت 2
۲- قاعدهی مکعب مستطیل از ۸ مربع به ضلع یک سانتیمتر درست شده است. ($۲ \times ۴$)
اگر روی این قاعده، مکعب مستطیلی به ارتفاع ۲ سانتیمتر درست کنیم،
حجم آن چقدر میشود؟
اگر قاعدهی مکعب مستطیل $۳ \times ۴$ باشد، با همان ارتفاع چه حجمی درست میشود؟
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی صفحه 73 هفتم - فعالیت 2
این سوال دربارهی محاسبه حجم مکعب مستطیل و درک واحد حجم است. بیایید با دقت مراحل حل را طی کنیم.
### **بخش اول: محاسبه حجم مکعب مستطیل ($2 \times 4$) با ارتفاع 2 سانتیمتر**
**گام 1: تحلیل ابعاد مکعب مستطیل**
* **طول:** قاعده از $4$ مربع یک سانتیمتری تشکیل شده است. پس طول برابر $4$ سانتیمتر است.
* **عرض:** قاعده از $2$ مربع یک سانتیمتری تشکیل شده است. پس عرض برابر $2$ سانتیمتر است.
* **ارتفاع:** طبق صورت سوال، ارتفاع برابر $2$ سانتیمتر است.
**گام 2: محاسبه حجم**
حجم یک مکعب مستطیل (منشور مستطیلی) برابر است با: **طول $\times$ عرض $\times$ ارتفاع**.
* حجم $= \text{طول} \times \text{عرض} \times \text{ارتفاع}$
* حجم $= 4 \text{ cm} \times 2 \text{ cm} \times 2 \text{ cm}$
* حجم $= 16 \text{ cm}^3$
> **نتیجه:** حجم این مکعب مستطیل **$16$ سانتیمتر مکعب ($16 \text{ cm}^3$)** میشود.
***
### **بخش دوم: محاسبه حجم مکعب مستطیل ($3 \times 4$) با همان ارتفاع**
این بار، قاعده تغییر کرده اما ارتفاع ثابت مانده است.
**گام 1: تحلیل ابعاد جدید**
* **طول:** $4$ سانتیمتر
* **عرض:** $3$ سانتیمتر
* **ارتفاع:** همان ارتفاع قبلی، یعنی $2$ سانتیمتر
**گام 2: محاسبه حجم جدید**
* حجم $= \text{طول} \times \text{عرض} \times \text{ارتفاع}$
* حجم $= 4 \text{ cm} \times 3 \text{ cm} \times 2 \text{ cm}$
* حجم $= 24 \text{ cm}^3$
> **نتیجه:** اگر قاعدهی مکعب مستطیل $3 \times 4$ باشد و ارتفاع $2$ سانتیمتر، حجم آن **$24$ سانتیمتر مکعب ($24 \text{ cm}^3$)** میشود.
**نکته کلیدی:** واحد اندازهگیری حجم، همیشه **مکعب** واحد طول است (مثل سانتیمتر مکعب یا متر مکعب) چون ضرب سه بعد (طول، عرض، ارتفاع) را نشان میدهد.
ریاضی هفتم صفحه 73 - فعالیت 3
۳- همچنین آموختید که واحد حجم مکعبی به ضلع یک سانتیمتر، یک **سانتیمتر مکعب** یا یک متر، یک **متر مکعب** است.
مشخص کنید که هر کدام از حجمهای زیر از چند مکعب واحد درست شدهاند.
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی صفحه 73 هفتم - فعالیت 3
این سوال بر مفهوم **حجم به عنوان تعداد مکعبهای واحد** تأکید دارد. حجم هر شکل از شمردن تعداد مکعبهای کوچک یکسان (که به آنها **مکعب واحد** میگوییم) که آن شکل را ساختهاند، به دست میآید. بیایید تعداد مکعبهای هر شکل را بشماریم:
### **شکل اول: ساختار پلکانی (آبی رنگ)**
این شکل یک ساختار پلکانی چهار طبقه است. برای شمردن دقیق، از پایینترین طبقه شروع میکنیم و تعداد مکعبهای هر طبقه را میشماریم:
1. **طبقه اول (پایینترین):** این طبقه شامل یک مربع $3 \times 3$ است.
* تعداد مکعبها: $3 \times 3 = 9$ مکعب
2. **طبقه دوم:** این طبقه شامل یک مربع $2 \times 2$ است که روی $4$ مکعب مرکزی طبقه اول قرار گرفته است.
* تعداد مکعبها: $2 \times 2 = 4$ مکعب
3. **طبقه سوم:** این طبقه شامل $2$ مکعب است که روی $2$ مکعب مرکزی طبقه دوم قرار گرفته است. (به نظر میرسد یک ردیف $1 \times 2$ است)
* تعداد مکعبها: $2$ مکعب
4. **طبقه چهارم (بالاترین):** این طبقه شامل $1$ مکعب است که روی مکعب مرکزی طبقه سوم قرار گرفته است.
* تعداد مکعبها: $1$ مکعب
**حجم کل (جمع تعداد مکعبها):** $9 + 4 + 2 + 1 = 16$ مکعب واحد
***
### **شکل دوم: منشور (فیروزهای رنگ)**
این شکل به نظر میرسد یک **منشور مثلثالقاعده** است که با برش یک مکعب مستطیل بزرگ به دست آمده است. برای شمردن مکعبهای واحد:
* **ابعاد قاعده:** قاعده شکل یک مربع $4 \times 4$ است.
* تعداد کل مکعبهای قاعده اگر کامل بود: $4 \times 4 = 16$ مکعب
* **شکل:** این شکل نیمی از آن مکعب مستطیل $4 \times 4$ است که قطر قاعده آن را تقسیم کرده است. با شمارش مکعبها در هر ردیف:
* ردیف اول (کامل): $4$ مکعب
* ردیف دوم: $3$ مکعب
* ردیف سوم: $2$ مکعب
* ردیف چهارم: $1$ مکعب
**حجم کل (جمع تعداد مکعبها):** $4 + 3 + 2 + 1 = 10$ مکعب واحد
***
### **شکل سوم: ساختار U شکل (سبز زیتونی)**
این ساختار یک $\text{U}$ شکل است که دارای دو طبقه است.
1. **طبقه اول (پایینترین):**
* دو بازوی کناری ($1 \times 3$): $3$ مکعب
* بازوی وسطی (قسمت متصلکننده): $4$ مکعب
* تعداد مکعبها در طبقه اول: $(1 \times 3) + 4 + (1 \times 3) = 10$ مکعب
(شمارش دیگر: کل $3 \times 4 = 12$ مکعب، منهای $2$ مکعب وسطی حذف شده: $12 - 2 = 10$)
2. **طبقه دوم (بالاترین):** شکل و تعداد مکعبهای آن دقیقاً مشابه طبقه پایین است.
* تعداد مکعبها در طبقه دوم: $10$ مکعب
**حجم کل (جمع تعداد مکعبها):** $10 + 10 = 20$ مکعب واحد
| شکل | تعداد مکعب واحد (حجم) |
| :--- | :--- |
| ساختار پلکانی (آبی) | $16$ |
| منشور (فیروزهای) | $10$ |
| ساختار U شکل (سبز زیتونی) | $20$ |