Περιεχόμενο
Από τη στιγμή της γέννησης, οι άνθρωποι αισθάνονται κίνηση και κίνηση. Εθελοντικές κινήσεις, όπως κουνώντας τα δάχτυλα ή το άνοιγμα και το κλείσιμο της γνάθου να κλαίει, να μιλάει ή να τρώει. ακούσιες κινήσεις όπως η αναπνοή και η καρδιακή λειτουργία. και οι φυσικές δυνάμεις όπως η βαρύτητα, ο άνεμος, οι πλανητικές τροχιές και οι παλίρροιες είναι τόσο συνηθισμένες ώστε να θεωρούνται δεδομένες. Τα περισσότερα μικρά παιδιά δεν έχουν σκεφτεί ποτέ τη φυσική που επιτρέπουν την κίνηση και δεν θεωρούσαν ποια θα ήταν η ζωή χωρίς κίνηση. Τα σχέδια πρώτης τάξης για τη δύναμη και την κίνηση θα πρέπει να εισάγουν απλές επιδείξεις των επιστημονικών νόμων που διέπουν το κίνημα και να κάνουν τις καθημερινές δραστηριότητες δυνατές.
Σπρώξε και τράβα
Ένας απλός ορισμός της δύναμης πιέζει ή τραβιέται πάνω σε ένα αντικείμενο για να παράγει κίνηση. Ζητήστε από τα παιδιά να ετοιμάσουν παραδείγματα καθημερινών πράξεων που μετακινούνται με ώθηση ή τράβηγμα, όπως πεντάλ ποδηλάτου, τέντερ-τρετρί ή άνοιγμα και κλείσιμο πόρτας. Προβολή εικόνων αντικειμένων σε κίνηση, όπως η εκτόξευση πυραύλων, το άνοιγμα αλεξίπτωτου, το μπέιζμπολ που αφήνει ένα χέρι στο λαιμό ή η επαφή με ένα ρόπαλο, ένα καροτσάκι ή ένα παιδικό βαγόνι. Ζητήστε τους να προσδιορίσουν ποιες δυνάμεις λειτουργούν για να αναγκάσουν το αντικείμενο να ξεκινήσει ή να σταματήσει να κινείται ή να αλλάζει κατεύθυνση ή ταχύτητα: πιέζοντας, τραβώντας ή και τα δύο;
Βαρύτητα και Κανονική Δύναμη
Η βαρύτητα τραβά ανθρώπους και αντικείμενα προς τα κάτω προς τη Γη. Αλλά οι άνθρωποι, τα αυτοκίνητα και τα κτίρια δεν τράβηξαν στο έδαφος ούτε ένα αντικείμενο που στηρίζεται σε ένα τραπέζι δεν δείχνει κανένα σημάδι κίνησης. Ως εκ τούτου, πρέπει να υπάρχει μια ανοδική δύναμη που κρατά τα πράγματα στην επιφάνεια και σε ηρεμία όταν δεν διαταράσσεται από εξωτερικές δυνάμεις. Αυτή η αντίθετη δύναμη ονομάζεται "κανονική δύναμη". Τοποθετήστε ένα μετρητή στο διάστημα ανάμεσα σε δύο καρέκλες ή γραφεία. Ισορροπίστε ένα βαρύ βιβλίο στο κέντρο και προσέξτε πώς στρέφεται το ξύλο. Αφήστε τους μαθητές να προσπαθήσουν να σπρώξουν το βιβλίο για να αισθανθούν την αντίσταση της κανονικής δύναμης που προσπαθεί να ισιώσει το κριτήριο. Δώστε στα παιδιά ένα μόνο φύλλο χαρτιού και ζητήστε τους να δημιουργήσουν μια χάρτινη γέφυρα ανάμεσα σε δύο χοντρά βιβλία που θα κρατήσουν ένα φορτίο πένες. Αφήστε τους να λυγίσουν, να στρίψουν, να σκίσουν και να διπλώσουν το χαρτί για να βρουν το σχέδιο που ισορροπεί καλύτερα την κανονική δύναμη με τη βαρύτητα για να κρατήσει τον μεγαλύτερο αριθμό πένες.
Αντίσταση δυνάμεων
Χωρίς δυνάμεις αντίστασης, δεν θα υπήρχε τίποτα να σταματήσει ένα αντικείμενο σε κίνηση. Έχετε τα παιδιά να κατανοήσουν τα προβλήματα που μπορεί να προκαλέσει, όπως η αδυναμία σας να σταματήσετε ένα αυτοκίνητο ή να επιβραδύνετε το σώμα σας να καθίσει ή να κοιμηθεί. Οι παλίρροιες θα σταματούσαν και ενδεχομένως θα ξεπεράσουν τη γη, καθώς το νερό συνέχιζε να κινείται προς μία κατεύθυνση, χωρίς τίποτα να τον εκτρέψει ή να το σταματήσει. Ευτυχώς, η τριβή και η πίεση του αέρα ασκούν δυνάμεις που επιτρέπουν στα αντικείμενα να επιβραδύνουν, να σταματήσουν ή να αλλάξουν κατεύθυνση. Roll ένα μάρμαρο κάτω από μια κλίση πάνω από διάφορες επιφάνειες, όπως χαλί, λινέλαιο, ή πλακάκια δαπέδου. Δοκιμάστε γυαλόχαρτο, υγρή, αμμώδη ή βραχώδη επιφάνεια. Μετρήστε σε ποιο βαθμό το μάρμαρο κυλά πάνω από τις διάφορες επιφάνειες και συγκρίνετε πώς η τριβή ή η έλλειψη αυτής επηρεάζει την κίνηση των μαρμάρων.
Αδράνεια
Ο νόμος της αδράνειας σας λέει ότι όταν τοποθετήσετε ένα αντικείμενο σε κίνηση, θα τείνει να συνεχίζει να κινείται με την ίδια ταχύτητα και κατεύθυνση μέχρι να ασκηθεί άλλη δύναμη για να το επιταχύνει, να τον επιβραδύνει, να τον σταματήσει ή να αλλάξει την κατεύθυνσή του. Ομοίως, ένα αντικείμενο που δεν κινείται τείνει να παραμείνει έτσι, μέχρις ότου μια άλλη δύναμη τον θέσει σε κίνηση. Για παράδειγμα, μια στοίβα από νικέλια σε ένα τραπέζι θα παραμείνει σωστά όπου το βάζετε όσο είναι μακρύς και δεν είναι ανενόχλητος. Ωστόσο, εάν στοχεύσετε προσεκτικά και πυροβολήσετε άλλο νικέλιο στο νότιο νόμισμα, η δύναμη του νομίσματος σε κίνηση θα θέσει το κέρμα που κινείται, προκαλώντας το να εκτοξευθεί από το κάτω μέρος της στοίβας, ενώ τα ανώτερα στρώματα απλά πέφτουν κάτω ανενόχλητα . Ένα εκκρεμές είναι επίσης μια καλή επίδειξη αδράνειας που κρατάει κάτι σε κίνηση επ 'αόριστον έως ότου η βαρύτητα και η τριβή την αναγκάσουν να επιβραδύνει.