V roce 1666 sir Isaac Newton uvedl tři zákony pohybu. Těmto zákonům pohybu může být obtížné porozumět. Tím, že umožní studentům účastnit se lekcí a aktivit založených na poptávce, však mohou začít chápat zákony vytvářením nových znalostí na základě jejich zkoumání. S malou přípravou může pedagog změnit třídu ve vědeckou laboratoř, kde probíhá skutečné učení a rodí se vědci.
Zastavení běhu
Naučte studenty, že Newtonův první zákon pohybu uvádí, že předmět v klidu zůstane v klidu, a... předmět v pohybu zůstává v pohybu při konstantní rychlosti a v přímce, dokud nepůsobí vnější síla ovlivňuje to. Toto je jinak známé jako setrvačnost. Abyste studentům pomohli porozumět setrvačnosti, nechte je účastnit se aktivity zvané „Zastavení běhu“.
Vyznačte plochu dvacet pět stop maskovací páskou nebo křídou. Vytvořte poloviční body ve výšce deset a dvacet stop. Po diskusi se setrvačností se studenty je nechte běžet dvacet pět stop, aby se zahřáli. Aktivitu začněte tím, že umožníte každému studentovi spustit pětadvacet stop, ale požádejte je, aby se úplně zastavili na desítkách i dvaceti stopách.
Po dokončení aktivity diskutujte se studenty o setrvačnosti a o tom, jak se projevila během jejich aktivity. I ten nejmladší student bude schopen pochopit, že se jejich horní část těla pokoušela dál hýbat, přestože byly zastaveny nohy, a tak pochopila pojem setrvačnosti.
Vytáhněte to
Naučte studenty, že Newtonův druhý zákon pohybu uvádí, čím více síly působí na objekt, tím více se zrychluje a čím větší má objekt, tím více odolává zrychlení.
Umístěte studenty do skupin po třech nebo čtyřech a každé skupině dejte kladku, lano, galonový džbán vody a galonový džbán napůl plný vody. Zavěste kladku a provlékněte lano tak, aby na každé straně byly stejné délky. Požádejte dva studenty, aby na každou stranu přivázali džbány na vodu, a zajistěte je ve stejné výšce. K zahájení experimentu by studenti měli současně pustit džbány a sledovat, co se stane s jejich džbány na vodu. Plný galonový džbán použil sílu, aby vytáhl půl galonu vody výše do vzduchu.
Vyzvěte studenty, aby vyprázdnili džbán obsahující půl galonu vody, a pokus opakujte. Diskutujte se studenty o tom, jak prázdný džbán obsahoval méně hmoty a byl tažen nahoru rychleji. S tímto experimentem je studentům jasné, jak hmota ovlivňuje sílu a zrychlení.
Balonové rakety
Naučte Newtonův třetí zákon pohybu, který pro každou sílu stanoví, že existuje stejná, ale protichůdná síla. Abyste studentům pomohli porozumět tomuto zákonu, umožněte jim vytvářet a zkoumat pomocí balónových raket.
Umístěte studenty do dvojic a poskytněte následující materiály: dlouhý provázek, pásku, slámu a balón. Studenti si uvázou provázek na kliku dveří, nohu stolu nebo jiný psací předmět v místnosti. Vyzvěte studenty, aby šňůrku pevně přitáhli, přičemž dbejte na to, aby se nerozbila, a provlékněte volný konec slámkou. Jeden student ve dvojici by měl držet slámu a šňůru, zatímco druhý vyhodí do vzduchu balón a drží ústa zavřená, aby udržel vzduch uvnitř. Studenti by pak měli nafouknutý balón nalepit na slámu a uvolnit jej.
Vyzvěte studenty, aby aktivitu několikrát vyzkoušeli, a poté diskutujte o tom, jak balónová raketa vykazovala Newtonův třetí zákon pohybu. Síla vzduchu unikajícího z balónu vytvořila sílu potřebnou k tomu, aby sláma získala pohyb, i když byla v klidu.