1666 stellte Sir Isaac Newton die drei Bewegungsgesetze fest. Diese Bewegungsgesetze können für Kinder schwer zu verstehen sein. Indem die Schüler jedoch an forschungsbasierten Lektionen und Aktivitäten teilnehmen, können sie beginnen, die Gesetze zu verstehen, indem sie auf der Grundlage ihrer Erkundungen neues Wissen bilden. Mit wenig Vorbereitung kann ein Pädagoge das Klassenzimmer in ein Wissenschaftslabor verwandeln, in dem echtes Lernen stattfindet und Wissenschaftler geboren werden.
Laufstopp
Bringen Sie den Schülern bei, dass das erste Newtonsche Bewegungsgesetz besagt, dass ein ruhender Gegenstand in Ruhe bleibt und ein bewegtes Objekt bleibt mit konstanter Geschwindigkeit und in einer geraden Linie in Bewegung, bis eine äußere Kraft beeinflusst es. Dies wird auch als Trägheit bezeichnet. Um den Schülern zu helfen, Trägheit zu verstehen, lassen Sie sie an einer Aktivität namens „Running Stop“ teilnehmen.
Markieren Sie einen fünfundzwanzig Fuß großen Bereich mit Klebeband oder Kreide. Erstellen Sie Mittelpunkte bei zehn und zwanzig Fuß. Nachdem Sie mit den Schülern über die Trägheit gesprochen haben, lassen Sie sie die fünfundzwanzig Fuß laufen, um sich aufzuwärmen. Beginnen Sie die Aktivität, indem Sie jedem Schüler erlauben, die fünfundzwanzig Fuß zu laufen, aber bitten Sie sie, sowohl auf der zehn als auch auf der zwanzig Fuß Marke vollständig anzuhalten.
Diskutieren Sie nach Abschluss der Aktivität mit den Schülern über Trägheit und wie sie sich während ihrer Aktivität darstellt. Sogar der jüngste Schüler wird verstehen können, dass sein Oberkörper versucht hat, sich zu bewegen, obwohl seine Füße angehalten wurden, und so das Konzept der Trägheit verstehen.
Nach oben ziehen
Bringen Sie den Schülern bei, dass Newtons zweites Bewegungsgesetz besagt, je mehr Kraft auf ein Objekt ausgeübt wird, je mehr es beschleunigt und je mehr Masse ein Objekt hat, desto mehr Widerstand leistet es der Beschleunigung.
Teilen Sie die Schüler in Dreier- oder Vierergruppen auf und geben Sie jeder Gruppe einen Flaschenzug, ein Seil, einen Gallonenkrug Wasser und einen Gallonenkrug halb voll Wasser. Hängen Sie die Rolle auf und fädeln Sie das Seil hindurch, wobei Sie auf jeder Seite gleiche Längen lassen. Lassen Sie zwei Schüler die Wasserkrüge an jeder Seite befestigen und achten Sie darauf, dass sie auf der gleichen Höhe bleiben. Um das Experiment zu beginnen, sollten die Schüler gleichzeitig die Krüge loslassen und beobachten, was mit ihren Wasserkrügen passiert. Der volle Gallonenkrug verwendete Kraft, um die halbe Gallone Wasser höher in die Luft zu ziehen.
Lassen Sie die Schüler den Krug mit einem halben Liter Wasser leeren und versuchen Sie das Experiment erneut. Besprechen Sie mit den Schülern, wie der leere Krug weniger Masse enthielt und schneller nach oben gezogen wurde. Mit diesem Experiment wird den Schülern klar, wie sich die Masse auf Kraft und Beschleunigung auswirkt.
Ballonraketen
Lehren Sie Newtons drittes Bewegungsgesetz, das besagt, dass es für jede Kraft eine gleiche, aber entgegengesetzte Kraft gibt. Um den Schülern zu helfen, dieses Gesetz zu verstehen, erlauben Sie ihnen, Ballonraketen zu erschaffen und zu erforschen.
Platzieren Sie die Schüler paarweise und stellen Sie die folgenden Materialien bereit: eine lange Schnur, Klebeband, einen Strohhalm und einen Ballon. Die Schüler binden die Schnur an einen Türgriff, ein Tischbein oder einen anderen Schreibwarengegenstand im Raum. Weisen Sie die Schüler an, die Schnur fest zu ziehen und darauf zu achten, dass sie nicht reißt, und fädeln Sie das lose Ende durch den Strohhalm. Ein Schüler des Paares sollte Strohhalm und Schnur halten, während der andere einen Ballon aufbläst und den Mund geschlossen hält, um die Luft zu halten. Die Schüler sollten dann ihren aufgeblasenen Ballon an den Strohhalm kleben und ihn loslassen.
Lassen Sie die Schüler die Aktivität mehrmals ausprobieren und besprechen Sie dann, wie die Ballonrakete das dritte Newtonsche Bewegungsgesetz aufwies. Die Kraft der aus dem Ballon entweichenden Luft erzeugte die Kraft, die der Strohhalm benötigte, um sich zu bewegen, obwohl er ruhte.