Sir Isaac Newton wird die Entdeckung der Schwerkraft zugeschrieben, als er 1687 ein Buch über seine Erkenntnisse veröffentlichte. Er sah einen Apfel von einem Baum fallen und nannte diese Kraft Schwerkraft. Er schuf drei Gesetze, um dieses Phänomen weiter zu definieren. Das erste Trägheitsgesetz besagt, dass jedes Objekt in Bewegung oder Ruhe so bleibt, bis ein anderes Objekt oder eine andere Kraft eingreift, um es zu ändern. Der zweite Hauptsatz definiert Beschleunigung als Geschwindigkeitsänderung, wenn eine Kraft auf ein Objekt einwirkt. Das dritte Gesetz besagt, dass jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion hat.
Machen Sie eine schiefe Ebene mit Papierhandtuchröhren, Holzstücken oder Kartons. Probieren Sie verschiedene Höhen aus, z. B. 1 bis 4 Fuß über dem Boden, indem Sie Bücher, Stühle oder Kisten verwenden. Stellen Sie am Ende Ihrer Steigung einen Behälter oder eine Kiste bereit, um die Testobjekte aufzufangen. Verwenden Sie kleine Gegenstände wie Murmeln, Kugeln oder heiße Räder. Notieren Sie mit Hilfe eines Timers oder einer Stoppuhr die Zeit, die jedes Objekt benötigt, um sich vom oberen zum unteren Ende der Steigung zu bewegen. Drittklässler werden feststellen, dass es länger dauert, bis Objekte die weniger steilen geneigten Ebenen hinunterfahren, während sich Objekte schneller auf steileren Neigungen bewegen. Dies demonstriert das zweite Newtonsche Gesetz, da Objekte schneller auf den Boden beschleunigen, wenn die Neigung vertikaler oder steiler ist.
Stellen Sie zwei Stühle in einem Abstand von mindestens 10 Fuß auf. Legen Sie einen Strohhalm auf ein Stück Drachenschnur und binden Sie es an die Stühle. Tun Sie dies für einen weiteren Satz Stühle neben dem ersten Satz. Verwenden Sie eine Ballonpumpe, um einen Ballon aufzublasen. Binden Sie es nicht zu, sondern halten Sie es fest, damit die Luft nicht entweicht. Verwenden Sie Klebeband, um den Ballon am Strohhalm zu befestigen. Starten Sie den Ballon an dem Stuhl, bei dem das offene Ende diesem Stuhl zugewandt ist. Zwei Schüler können mit ihren Ballons Rennen fahren, um zu sehen, welcher weiter geht. Probieren Sie verschiedene Formen und Größen von Ballons aus, um zu sehen, ob die Ergebnisse unterschiedlich sind. Dieses Projekt demonstriert Newtons drittes Gesetz, denn wenn die Luft nach hinten aus dem Ballon strömt, drückt sie den Strohhalm mit gleicher Kraft entlang der Schnur in die entgegengesetzte Richtung.
Reibung ist die Kraft, die entsteht, wenn Gegenstände aneinander reiben. Durch Reibung bewegen sich Objekte langsamer oder gar nicht. Kleben Sie ein Lineal so an die Wand, dass das "0 Zoll"-Ende unten und "12 Zoll" oben ist. Verwenden Sie für dieses Projekt die glatte Seite eines anderen Lineals, zusammen mit einem kleinen Holzblock, einem Stück Tonpapier, Sandpapier, Aluminiumfolie und Wachspapier. Halten Sie das Lineal an der 3-Zoll-Markierung an einem Ende und legen Sie das andere Ende auf den Boden, um eine Neigung zu machen. Platzieren Sie Ihren Holzblock oben auf dem Lineal und bewegen Sie das Lineal langsam höher, bis sich der Block bewegt. Notieren Sie die Höhe, in der sich der Block bewegt. Wickeln Sie den Holzblock mit den verschiedenen Papier- und Foliensorten ein und wiederholen Sie den Versuch. Drittklässler werden feststellen, dass das Umwickeln des Blocks normalerweise Reibung verursacht und das Lineal höher geneigt werden muss, bevor sich der Block bewegt. Dieses Projekt demonstriert Newtons erstes Gesetz, da Reibung die Kraft ist, die verhindert, dass sich der Block entlang des Lineals bewegt. Die Schüler lernen, dass die glatten Papiere weniger Reibung erzeugen und sich der Block auf niedrigeren Ebenen entlang des Lineals bewegt, die rauen Papiere jedoch mehr Reibung verursachen.
Für dieses Projekt müssen Sie den Boden eines Papier- oder Plastikbechers ausschneiden. Schneiden Sie auch einen kleinen Schlitz in die Oberseite eines Ballons und spannen Sie ihn über den Boden der Tasse, damit der Aufblasstiel heraushängt. Befestigen Sie den Ballon mit Klebeband über der Tasse, damit der Ballon beim Ziehen nicht herunterfällt. Legen Sie einen kleinen Marshmallow in die Tasse und ziehen Sie am hängenden Inflationsstiel des Ballons, um ihn durch den Raum zu schleudern. Die Schüler werden feststellen, dass die Marshmallows mit unterschiedlicher Kraft zum Ziehen des Ballons auf unterschiedliche Entfernungen starten. Dies zeigt alle Newtonschen Gesetze. Der Marshmallow bewegt sich nicht, bis die Kraft des Ziehens des Ballons dazu führt, dass er aus der Tasse startet. Die Kraft des Zurückziehens des Ballons bewirkt, dass der Marshmallow jedes Mal mit einer anderen Geschwindigkeit und Richtung aus dem Becher heraus beschleunigt. Schließlich ist die Kraft des aus dem Becher austretenden Marshmallows die gleiche und entgegengesetzte Reaktion, die beim Ziehen des Ballons beobachtet wird.