Περιεχόμενο
Το 1666, ο Sir Isaac Newton δήλωσε τους τρεις νόμους της κίνησης. Αυτοί οι νόμοι κίνησης μπορεί να είναι δύσκολο για τα παιδιά να καταλάβουν. Εντούτοις, επιτρέποντας στους μαθητές να συμμετέχουν σε μαθήματα και δραστηριότητες που βασίζονται στην έρευνα, μπορούν να αρχίσουν να κατανοούν τους νόμους σχηματίζοντας νέες γνώσεις βασισμένες στις εξερευνήσεις τους. Με λίγη προετοιμασία, ένας εκπαιδευτικός μπορεί να μετατρέψει την τάξη σε εργαστήριο επιστήμης όπου λαμβάνει χώρα πραγματική μάθηση και γεννιούνται οι επιστήμονες.
Διακοπή λειτουργίας
Διδάξτε στους μαθητές ότι ο πρώτος νόμος της κίνησης Newton δηλώνει ότι ένα αντικείμενο σε ηρεμία παραμένει σε ηρεμία και ένα αντικείμενο σε κίνηση παραμένει σε κίνηση με μια σταθερή ταχύτητα και σε μια ευθεία γραμμή, μέχρι να επηρεαστεί μια εξωτερική δύναμη. Αυτό άλλωστε είναι γνωστό ως αδράνεια. Για να βοηθήσετε τους μαθητές να κατανοήσουν την αδράνεια, να τους πάρουν μέρος σε μια δραστηριότητα που ονομάζεται "Running Stop".
Σημειώστε μια περιοχή είκοσι πέντε ποδιών με ταινία ή κιμωλία. Δημιουργήστε μεσαία σημεία σε δέκα και είκοσι πόδια. Αφού συζητήσετε την αδράνεια με τους μαθητές, επιτρέψτε τους να τρέξουν τα εικοσιπέντε πόδια για να ζεσταθούν. Ξεκινήστε τη δραστηριότητα, επιτρέποντας σε κάθε μαθητή να τρέξει τα εικοσιπέντε πόδια, αλλά ζητήστε από αυτά να σταματήσουν τελείως και στα δύο δέκα και είκοσι πόδια σημάδια.
Μετά την ολοκλήρωση της δραστηριότητας, συζητήστε με τους μαθητές για την αδράνεια και πώς παρουσιάστηκε κατά τη διάρκεια της δραστηριότητάς τους. Ακόμη και ο νεώτερος φοιτητής θα είναι σε θέση να καταλάβει ότι το άνω σώμα τους προσπάθησε να συνεχίσει να κινείται ακόμα και αν σταμάτησαν τα πόδια του, κατανοώντας έτσι την έννοια της αδράνειας.
Τράβα το πάνω
Διδάξτε στους μαθητές ότι ο δεύτερος νόμος της κίνησης Newton δηλώνει την περισσότερη δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερο επιταχύνει και όσο περισσότερο μαζικά έχει ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερο αντιστέκεται στην επιτάχυνση.
Τοποθετήστε τους μαθητές σε ομάδες τριών ή τεσσάρων και δώστε σε κάθε ομάδα μια τροχαλία, ένα σχοινί, μια κανάτα γαλόνι με νερό και μια κανάτα γαλόνι μισή γεμάτη με νερό. Κρεμάστε την τροχαλία και βιδώστε το σχοινί μέσα από αυτήν, αφήνοντας ίσα μήκη σε κάθε πλευρά. Έχετε δύο μαθητές να δέσουν τις κανάτες νερού σε κάθε πλευρά, φροντίζοντας να τους κρατήσετε στο ίδιο ύψος. Για να ξεκινήσει το πείραμα, οι μαθητές πρέπει να αφήσουν τις κανάτες ταυτόχρονα και να παρατηρήσουν τι συμβαίνει με τις κανάτες τους. Η κανάτα γεμάτη γαλόνι χρησιμοποίησε τη δύναμη για να τραβήξει το μισό γαλόνι νερού ψηλότερα στον αέρα.
Αφήστε τους μαθητές να αδειάσουν την κανάτα που περιέχει μισό γαλόνι νερού και δοκιμάστε πάλι το πείραμα. Συζητήστε με τους μαθητές πώς η κενή κανάτα περιείχε λιγότερη μάζα και τραβούσε προς τα πάνω με ταχύτερο ρυθμό. Με αυτό το πείραμα είναι σαφές για τους μαθητές το πώς η μάζα επηρεάζει τη δύναμη και την επιτάχυνση.
Μπαλόνια Ρόκετς
Διδάξτε Newtons τρίτο νόμο της κίνησης που δηλώνει για κάθε δύναμη, υπάρχει μια ίση αλλά αντιτιθέμενη δύναμη. Για να βοηθήσετε τους μαθητές να κατανοήσουν αυτόν τον νόμο, επιτρέψτε τους να δημιουργήσουν και να εξερευνήσουν με ρουκέτες με μπαλόνια.
Τοποθετήστε τους μαθητές σε ζεύγη και δώστε τα ακόλουθα υλικά: ένα μακρύ χορδές, μια ταινία, ένα άχυρο και ένα μπαλόνι. Οι μαθητές θα δέσουν τη συμβολοσειρά σε μια λαβή πόρτας, πόδι τραπέζης ή άλλο αντικείμενο γραφικής ύλης στο δωμάτιο. Δώστε εντολή στους μαθητές να τραβήξουν καλά το σπάγκο, προσέχοντας να μην το σπάσουν και να βγάλουν το χαλαρό άκρο μέσα από το άχυρο. Ένας φοιτητής στο ζεύγος πρέπει να κρατήσει το άχυρο και τη γραμμή, ενώ ο άλλος φυσάει ένα μπαλόνι και κρατάει το στόμα κλειστό για να κρατήσει τον αέρα μέσα. Οι μαθητές θα πρέπει στη συνέχεια να καρφώσουν το φουσκωμένο μπαλόνι τους στο άχυρο και να το απελευθερώσουν.
Ζητήστε από τους μαθητές να δοκιμάσουν τη δραστηριότητα αρκετές φορές και στη συνέχεια να συζητήσουν πώς ο πυραύλος με μπαλόνια επέδειξε τον Newton νόμο κίνησης. Η δύναμη του αέρα που διαφεύγει από το μπαλόνι δημιούργησε τη δύναμη που χρειάστηκε για το άχυρο να κερδίσει κίνηση ακόμα και αν ήταν σε ηρεμία.