Desde el momento del nacimiento, los seres humanos experimentan movimiento y movimiento. Movimientos voluntarios como mover los dedos o abrir y cerrar la mandíbula para llorar, hablar o comer; movimientos involuntarios como la respiración y la función cardíaca; y las fuerzas naturales como la gravedad, el viento, las órbitas planetarias y las mareas son tan comunes que se dan por sentadas. La mayoría de los niños pequeños nunca han pensado en la física que permite el movimiento ni han considerado cómo sería la vida sin movimiento. Los planes de lecciones de primer grado sobre fuerza y movimiento deben presentar demostraciones simples de las leyes científicas que gobiernan el movimiento y hacen posible las actividades diarias.
Empujar y jalar
Una definición simple de fuerza es empujar o tirar de un objeto para producir movimiento. Pida a los niños que piensen en ejemplos de cosas cotidianas que se mueven al empujar o tirar, como el pedal de una bicicleta, un balancín o una puerta que se abre y se cierra. Muestre imágenes de objetos en movimiento, como el despegue de un cohete, la apertura de un paracaídas, una pelota de béisbol que sale de la mano de un lanzador o hace contacto con un bate, una carretilla o el carro de un niño. Pídales que identifiquen qué fuerzas actúan para hacer que el objeto comience o deje de moverse o cambie de dirección o velocidad: ¿empujar, tirar o ambas cosas?
Gravedad y fuerza normal
La gravedad empuja a las personas y los objetos hacia la Tierra. Pero las personas, los automóviles y los edificios no se hunden en el suelo ni un objeto que descansa sobre una mesa muestra ningún signo de movimiento. Por lo tanto, debe haber una fuerza ascendente que mantenga las cosas en la superficie y en reposo cuando no sean perturbadas por fuerzas externas. Esta fuerza opuesta se llama "fuerza normal". Coloque una vara de medir en el espacio entre dos sillas o escritorios. Equilibre un libro pesado en el centro y observe cómo se dobla la madera. Deje que los estudiantes intenten empujar el libro hacia abajo para sentir la resistencia de la fuerza normal que intenta enderezar la vara de medir. Entregue a los niños una sola hoja de papel y pídales que construyan un puente de papel entre dos libros gruesos que puedan contener una carga de monedas de un centavo. Déjelos doblar, retorcer, rasgar y doblar el papel para encontrar el diseño que mejor equilibre la fuerza normal con la gravedad para contener la mayor cantidad de monedas de un centavo.
Fuerzas de resistencia
Sin fuerzas de resistencia, no habría nada que detuviera un objeto en movimiento. Haga que los niños hagan una lluvia de ideas sobre los problemas que esto podría causar, como no poder detener un automóvil o reducir la velocidad de su cuerpo para sentarse o dormir. Las mareas cesarían y posiblemente desbordarían la tierra a medida que el agua continuara moviéndose en una dirección sin nada que la pudiera desviar o detener. Afortunadamente, la fricción y la presión del aire ejercen fuerzas que permiten que los objetos disminuyan la velocidad, se detengan o cambien de dirección. Haga rodar una canica por una pendiente sobre diferentes superficies como alfombras, linóleo o pisos de baldosas. Pruebe con papel de lija, una superficie húmeda, arenosa o rocosa. Mide qué tan lejos rueda la canica sobre las diferentes superficies y compara cómo la fricción o la falta de ella afecta el movimiento de la canica.
Inercia
La ley de la inercia te dice que una vez que pones un objeto en movimiento, tenderá a seguir moviéndose al mismo tiempo. velocidad y dirección hasta que otra fuerza actúe sobre él para acelerarlo, frenarlo, detenerlo o cambiar su dirección. Asimismo, un objeto que no se mueve tiende a permanecer así hasta que otra fuerza lo pone en movimiento. Por ejemplo, una pila de monedas de cinco centavos en una mesa permanecerá justo donde la colocas mientras no se moleste. Sin embargo, si apuntas con cuidado y disparas otra moneda de cinco centavos a la moneda de abajo, la fuerza de la moneda en movimiento la moneda golpea en movimiento, lo que hace que salga disparada desde la parte inferior de la pila, mientras que las capas superiores simplemente caen imperturbable. Un péndulo también es una buena demostración de la inercia que mantiene algo en movimiento indefinidamente hasta que la gravedad y la fricción hacen que disminuya su velocidad.