Indhold
Fra fødselsøjeblikket oplever mennesker bevægelse og bevægelse. Frivillige bevægelser såsom vrikende fingre eller åbning og lukning af kæben for at græde, tale eller spise; ufrivillige bevægelser såsom åndedræt og hjertefunktion; og naturlige kræfter som tyngdekraft, vind, planetariske kredsløb og tidevand er så almindelige, at de tages for givet. De fleste små børn har aldrig tænkt på fysikken, der tillader bevægelse eller overvejet, hvordan livet ville være uden bevægelse. Første klasses lektionsplaner om kraft og bevægelse skal introducere enkle demonstrationer af de videnskabelige love, der styrer bevægelse og muliggør daglige aktiviteter.
Skub og træk
En simpel definition af kraft er at skubbe eller trække på et objekt for at frembringe bevægelse. Bed børnene om at brainstorme eksempler på hverdagslige ting, der bevæges ved at skubbe eller trække, såsom en cykelpedal, teeter-totter eller en døråbning og lukning. Vis billeder af genstande i bevægelse, såsom en raket, der sprængter af, en faldskærmsåbning, en baseball, der forlader en kandehånd eller skaber kontakt med et flagermus, en trillebør eller en barnevogn. Bed dem om at identificere, hvilke kræfter der arbejder for at få objektet til at starte eller stoppe med at bevæge sig eller ændre retning eller hastighed: skubbe, trække eller begge dele?
Tyngdekraft og normal styrke
Tyngdekraften trækker mennesker og genstande nedad mod Jorden. Men mennesker, biler og bygninger trækkes ikke i jorden og heller ikke en genstand, der hviler på et bord, viser tegn på bevægelse. Derfor skal der være en opadgående styrke, der holder tingene på overfladen og i hvile, når de ikke forstyrres af kræfter udefra. Denne modstående kraft kaldes "normal styrke". Læg en målestok på tværs af rummet mellem to stole eller skriveborde. Balance en tung bog i midten og se, hvordan træet bøjer. Lad eleverne prøve at skubbe ned på bogen for at føle modstanden fra den normale kraft, der prøver at rette ud målestokken. Giv børnene et enkelt ark papir og bede dem om at bygge en papirbro mellem to tykke bøger, der vil have en masse øre. Lad dem bøje, vri, rive og fold papiret for at finde det design, der bedst afbalancerer normal kraft med tyngdekraft for at holde det største antal øre.
Modstå kræfter
Uden modstandskræfter ville der ikke være noget, der forhindrer et objekt i bevægelse. Lad børnene brainstorme de problemer, dette kan forårsage, såsom at de ikke er i stand til at stoppe en bil eller forsinke din krop til at sidde eller sove. Tidevand ville ophøre og muligvis oversvømme landet, da vandet blev ved med at bevæge sig i en retning uden noget for at aflede eller stoppe det. Heldigvis udøver friktion og lufttryk kræfter, der gør det muligt for genstande at bremse, stoppe eller ændre retning. Rul en marmor ned ad en hældning over forskellige overflader, såsom gulvtæppe, linoleum eller fliser. Prøv sandpapir, en våd, sandet eller stenet overflade. Mål, hvor langt marmoren ruller over de forskellige overflader, og sammenlign hvordan friktion eller manglen på det påvirker marmorernes bevægelse.
inerti
Træghedsloven fortæller dig, at når du først sætter et objekt i bevægelse, vil det have en tendens til at bevæge sig i samme hastighed og retning, indtil en anden kraft virker på det for at fremskynde det, bremse det, stoppe det eller ændre dens retning. Ligeledes har en genstand, der ikke er i bevægelse, en tendens til at forblive på den måde, indtil en anden kraft sætter det i bevægelse. For eksempel vil en stak nikkel på et bord forblive lige, hvor du lægger den, så længe den er uforstyrret. Hvis du imidlertid forsigtigt sigter og skyder et andet nikkel på bundmønten, sætter møntenes kraft i bevægelse mønten, den rammer i bevægelse, hvilket får den til at skyde ud fra bunden af stakken, mens de øverste lag simpelthen falder uforstyrret . En pendul er også en god demonstration af inerti, der holder noget i bevægelse på ubestemt tid, indtil tyngdekraft og friktion får det til at aftage.