أنشطة علمية ممتعة للقوة والحركة

في عام 1666 ، ذكر السير إسحاق نيوتن قوانين الحركة الثلاثة. قد يكون من الصعب على الأطفال فهم قوانين الحركة هذه. ومع ذلك ، من خلال السماح للطلاب بالمشاركة في الدروس والأنشطة القائمة على الاستفسار ، يمكنهم البدء في فهم القوانين من خلال تكوين معرفة جديدة بناءً على استكشافاتهم. بقليل من الإعداد ، يمكن للمعلم تحويل الفصل الدراسي إلى مختبر علوم حيث يتم التعلم الحقيقي ويولد العلماء.

علم الطلاب أن قانون نيوتن الأول للحركة ينص على أن الجسم الساكن يبقى ثابتًا ، وأن الكائن المتحرك يظل متحركًا بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم ، حتى قوة خارجية يؤثر عليه. هذا هو المعروف باسم القصور الذاتي. لمساعدة الطلاب على فهم القصور الذاتي ، اجعلهم يشاركون في نشاط يسمى "توقف الجري".

ضع علامة على منطقة 25 قدمًا بشريط لاصق أو طباشير. أنشئ نقاط منتصف الطريق على ارتفاع عشرة وعشرين قدمًا. بعد مناقشة القصور الذاتي مع الطلاب ، اسمح لهم بالركض لمسافة 25 قدمًا للإحماء. ابدأ النشاط بالسماح لكل طالب بالركض لمسافة 25 قدمًا ولكن اطلب منهم التوقف تمامًا عند كل من علامتي 10 و 20 قدمًا.

بعد الانتهاء من النشاط ، ناقش مع الطلاب حول القصور الذاتي وكيف قدم نفسه أثناء نشاطهم. سيتمكن حتى أصغر الطلاب من فهم أن الجزء العلوي من جسمهم حاول الاستمرار في الحركة على الرغم من توقف أقدامهم ، وبالتالي فهم مفهوم القصور الذاتي.

علم الطلاب أن قانون نيوتن الثاني للحركة ينص على أنه كلما زادت القوة التي يتعرض لها الجسم ، زادت تسارعه وكلما زادت كتلة الجسم ، زادت مقاومته للتسارع.

ضع الطلاب في مجموعات من ثلاثة أو أربعة وأعط كل مجموعة بكرة وحبل وإبريق جالون من الماء وإبريق جالون نصف مليء بالماء. علق البكرة وخيط الحبل خلالها ، مع ترك أطوال متساوية على كل جانب. اطلب من اثنين من الطلاب ربط أباريق الماء على كل جانب ، مع التأكد من إبقائهم على نفس الارتفاع. لبدء التجربة ، يجب على الطلاب ترك الأباريق في نفس الوقت ومراقبة ما يحدث لأباريق الماء الخاصة بهم. استخدم إبريق الغالون الممتلئ القوة لسحب نصف جالون من الماء أعلى في الهواء.

اطلب من الطلاب إفراغ الإبريق الذي يحتوي على نصف جالون من الماء وحاول التجربة مرة أخرى. ناقش مع الطلاب كيف احتوى الإبريق الفارغ على كتلة أقل وتم سحبه لأعلى بمعدل أسرع. من خلال هذه التجربة يتضح للطلاب كيفية تأثير الكتلة على القوة والتسارع.

علم قانون نيوتن الثالث للحركة والذي ينص على وجود قوة متساوية ولكنها متعارضة لكل قوة. لمساعدة الطلاب على فهم هذا القانون ، اسمح لهم بالإنشاء والاستكشاف باستخدام صواريخ البالون.

ضع الطلاب في أزواج وقدم المواد التالية: خيط طويل وشريط وقش وبالون. سيقوم الطلاب بربط الخيط بمقبض الباب أو ساق الطاولة أو أي شيء قرطاسية آخر في الغرفة. اطلب من الطلاب سحب الخيط بإحكام ، مع الحرص على عدم كسره ، وربط الطرف الفضفاض من خلال القش. يجب أن يمسك أحد الطلاب بالقشة والخط ، بينما يفجر الآخر بالونًا ويغلق الفم لإبقاء الهواء بالداخل. يجب على الطلاب بعد ذلك لصق البالون المنفوخ بالقش وإطلاقه.

اطلب من الطلاب تجربة النشاط عدة مرات ، ثم ناقش كيف أظهر صاروخ البالون قانون نيوتن الثالث للحركة. تسببت قوة الهواء الخارج من البالون في القوة التي تتطلبها القش حتى لو كانت في حالة سكون.