منذ لحظة الولادة ، يختبر البشر الحركة والحركة. حركات إرادية مثل اهتزاز الأصابع أو فتح وإغلاق الفك للبكاء أو التحدث أو تناول الطعام ؛ حركات لا إرادية مثل التنفس ووظيفة القلب. والقوى الطبيعية مثل الجاذبية ، والرياح ، ومدارات الكواكب ، والمد والجزر ، هي أمور شائعة جدًا بحيث يمكن اعتبارها أمرًا مفروغًا منه. لم يفكر معظم الأطفال الصغار مطلقًا في الفيزياء التي تسمح بالحركة ولا يفكروا في شكل الحياة بدون حركة. يجب أن تقدم خطط دروس الصف الأول حول القوة والحركة عروض توضيحية بسيطة للقوانين العلمية التي تحكم الحركة وتجعل الأنشطة اليومية ممكنة.
ادفع و اسحب
تعريف بسيط للقوة هو دفع أو سحب شيء ما من أجل إنتاج الحركة. اطلب من الأطفال تبادل الأفكار حول أمثلة الأشياء اليومية التي يتم تحريكها عن طريق الدفع أو السحب ، مثل دواسة الدراجة ، أو الترنح أو فتح الباب وإغلاقه. اعرض صورًا لأشياء متحركة مثل صاروخ ينفجر ، أو فتحة مظلة ، أو كرة بيسبول تترك يد إبريق أو تتلامس مع مضرب أو عربة يد أو عربة أطفال. اطلب منهم تحديد القوى التي تعمل لجعل الكائن يبدأ أو يتوقف عن الحركة أو يغير الاتجاه أو السرعة: الدفع ، أو السحب ، أو كلاهما؟
الجاذبية والقوة الطبيعية
تجذب الجاذبية الأشخاص والأشياء إلى أسفل نحو الأرض. لكن الأشخاص والسيارات والمباني لا يتم جرهم إلى الأرض ولا يظهر أي شيء يستريح على طاولة أي علامة على الحركة. لذلك ، يجب أن تكون هناك قوة صاعدة تبقي الأشياء على السطح وفي حالة الراحة عندما لا تزعجها قوى خارجية. هذه القوة المعارضة تسمى "القوة العادية". ضع مقياسًا عبر المساحة بين كرسيين أو مكتبين. وازن كتابًا ثقيلًا في المنتصف وشاهد كيف ينحني الخشب. دع الطلاب يحاولون الضغط على الكتاب ليشعروا بمقاومة القوة الطبيعية التي تحاول تقويم المقياس. امنح الأطفال ورقة واحدة واطلب منهم بناء جسر ورقي بين كتابين سميكين يحمل حمولة من البنسات. اسمح لهم بثني الورق ولفه وتمزيقه وطيه للعثور على التصميم الذي يوازن بشكل أفضل بين القوة العادية والجاذبية لاستيعاب أكبر عدد من البنسات.
قوى المقاومة
بدون قوى المقاومة ، لن يكون هناك ما يوقف الجسم عن الحركة. اطلب من الأطفال التفكير في المشكلات التي قد يسببها هذا مثل عدم القدرة على إيقاف السيارة أو إبطاء جسدك في الجلوس أو النوم. سيتوقف المد والجزر وربما يفيض على الأرض حيث استمرت المياه في التحرك في اتجاه واحد دون أي شيء لتحويلها أو إيقافها. لحسن الحظ ، يمارس الاحتكاك وضغط الهواء قوى تسمح للأشياء بالإبطاء أو التوقف أو تغيير الاتجاه. دحرج الرخام على منحدر على أسطح مختلفة مثل السجاد أو المشمع أو أرضيات البلاط. جرب ورق الصنفرة ، وهو سطح مبلل أو رملي أو صخري. قم بقياس مدى تدحرج الرخام على الأسطح المختلفة وقارن كيف يؤثر الاحتكاك أو عدمه على حركة الرخام.
التعطيل
يخبرك قانون القصور الذاتي أنه بمجرد أن تقوم بتحريك جسم ما ، فإنه سيميل إلى الاستمرار في الحركة بنفس الطريقة السرعة والاتجاه حتى تعمل عليها قوة أخرى لتسريعها أو إبطائها أو إيقافها أو تغييرها اتجاه. وبالمثل ، فإن الجسم الذي لا يتحرك يميل إلى البقاء على هذا النحو حتى تحركه قوة أخرى. على سبيل المثال ، ستبقى كومة من النيكل على الطاولة في المكان الذي تضعه فيه طالما أنها غير مضطربة. ومع ذلك ، إذا صوبت بحذر وأطلقت نيكلًا آخر على العملة السفلية ، فإن قوة العملة المتحركة ستحدد عملة تضربها في الحركة ، مما يتسبب في إطلاقها من أسفل المكدس بينما تنزل الطبقات العليا ببساطة دون إزعاج. يعتبر البندول أيضًا دليلًا جيدًا على القصور الذاتي الذي يبقي شيئًا ما في حالة حركة إلى أجل غير مسمى حتى تتسبب الجاذبية والاحتكاك في إبطائه.