Od okamžiku narození lidé zažívají pohyb a pohyb. Dobrovolné pohyby, jako jsou kroutící se prsty nebo otevírání a zavírání čelisti, aby bylo možné plakat, mluvit nebo jíst; nedobrovolné pohyby, jako je dýchání a srdeční funkce; a přírodní síly jako gravitace, vítr, planetární oběžné dráhy a příliv a odliv jsou tak běžné, že je lze považovat za samozřejmost. Většina malých dětí nikdy nepřemýšlela o fyzice, která umožňuje pohyb, ani neuvažovala o tom, jaký by byl život bez pohybu. Plány lekcí první třídy týkající se síly a pohybu by měly zavést jednoduché ukázky vědeckých zákonů, které řídí pohyb, a umožnit každodenní činnosti.
Tlačit a táhnout
Jednoduchou definicí síly je tlačení nebo tahání na předmět za účelem vytvoření pohybu. Požádejte děti, aby uvažovaly o příkladech každodenních věcí, které se pohybují tlačením nebo taháním, jako je pedál na kole, balancování nebo otvírání a zavírání dveří. Ukažte obrázky předmětů v pohybu, jako je odpálení rakety, otevření padáku, baseball opouštějící ruku džbánu nebo kontakt s netopýrem, trakařem nebo dětským vozem. Požádejte je, aby určili, které síly působí, aby způsobily, že se předmět začne nebo zastaví v pohybu nebo změní směr nebo rychlost: tlačení, tahání nebo obojí?
Gravitace a normální síla
Gravitace táhne lidi a předměty dolů k Zemi. Lidé, auta a budovy však nejsou vtaženi do země a ani předmět položený na stole nevykazuje žádné známky pohybu. Proto musí existovat vzestupná síla, která udržuje věci na povrchu a v klidu, pokud jsou nerušeny vnějšími silami. Tato nepřátelská síla se nazývá „normální síla“. Položte měřítko do prostoru mezi dvěma židlemi nebo stoly. Vyvažte těžkou knihu uprostřed a sledujte, jak se dřevo ohýbá. Nechte studenty, aby se pokusili tlačit dolů na knihu, aby pocítili odpor normální síly, která se snaží narovnat měřítko. Dejte dětem jeden list papíru a požádejte je, aby postavily papírový most mezi dvěma tlustými knihami, který pojme hromadu pencí. Nechte je ohýbat, kroutit, trhat a skládat papír, abyste našli design, který nejlépe vyvažuje normální sílu s gravitací, aby držel největší počet pencí.
Odporující síly
Bez sil odporu by nebylo nic, co by zastavilo předmět v pohybu. Požádejte děti, aby provedly brainstorming o problémech, které by to mohlo způsobit, jako například neschopnost zastavit auto nebo zpomalit tělo, aby sedělo nebo spalo. Přílivy by ustávaly a pravděpodobně přelily zemi, protože voda se neustále pohybovala jedním směrem a nic ji nemohlo odvrátit nebo zastavit. Naštěstí tření a tlak vzduchu vyvíjejí síly, které umožňují objektům zpomalit, zastavit nebo změnit směr. Svalte mramor po svahu po různých površích, jako jsou koberce, linoleum nebo dlaždice. Zkuste brusný papír, mokrý, písčitý nebo kamenitý povrch. Změřte, jak daleko se mramor valí po různých površích, a porovnejte, jak tření nebo jeho nedostatek ovlivňuje pohyb mramoru.
Setrvačnost
Zákon setrvačnosti vám říká, že jakmile uvedete objekt do pohybu, bude mít tendenci se pohybovat současně rychlost a směr, dokud na ni nepůsobí jiná síla, aby ji zrychlila, zpomalila, zastavila nebo změnila směr. Stejně tak objekt, který se nepohybuje, má tendenci zůstat tímto způsobem, dokud jej jiná síla neuvede do pohybu. Například hromádka niklů na stole zůstane přesně tam, kam jej dáte, pokud je nerušený. Pokud však opatrně namíříte a vystřelíte další nikl na spodní minci, síla mince v pohybu uvede mince zasáhne v pohybu, což způsobí, že vystřelí ze spodní části hromádky, zatímco horní vrstvy jednoduše spadnou dolů nerušený. Kyvadlo je také dobrou ukázkou setrvačnosti udržující něco v pohybu neomezeně dlouho, dokud gravitace a tření nezpůsobí zpomalení.