En 1666, Sir Isaac Newton énonça les trois lois du mouvement. Ces lois du mouvement peuvent être difficiles à comprendre pour les enfants. Cependant, en permettant aux élèves de participer à des leçons et à des activités basées sur l'enquête, ils peuvent commencer à comprendre les lois en formant de nouvelles connaissances basées sur leurs explorations. Avec peu de préparation, un éducateur peut transformer la salle de classe en un laboratoire de sciences où un véritable apprentissage a lieu et où des scientifiques naissent.
Arrêt en cours d'exécution
Enseignez aux élèves que la première loi du mouvement de Newton stipule qu'un objet au repos reste au repos et qu'un l'objet en mouvement reste en mouvement à vitesse constante et en ligne droite, jusqu'à ce qu'une force extérieure l'affecte. C'est ce qu'on appelle l'inertie. Pour aider les élèves à comprendre l'inertie, demandez-leur de participer à une activité appelée « Running Stop ».
Délimitez une zone de vingt-cinq pieds avec du ruban adhésif ou de la craie. Créez des points intermédiaires à dix et vingt pieds. Après avoir discuté de l'inertie avec les élèves, laissez-les courir les vingt-cinq pieds pour s'échauffer. Commencez l'activité en permettant à chaque élève de courir les vingt-cinq pieds, mais demandez-leur de s'arrêter complètement sur les marques de dix et vingt pieds.
Une fois l'activité terminée, discutez avec les élèves de l'inertie et de la façon dont elle s'est présentée au cours de leur activité. Même le plus jeune étudiant sera capable de comprendre que le haut de son corps a essayé de continuer à bouger même si ses pieds étaient arrêtés, comprenant ainsi le concept d'inertie.
Tirez vers le haut
Enseignez aux élèves que la deuxième loi du mouvement de Newton énonce que plus la force exercée sur un objet est élevée, plus il accélère et plus un objet a de masse, plus il résiste à l'accélération.
Placez les élèves en groupes de trois ou quatre et donnez à chaque groupe une poulie, une corde, une cruche d'un gallon d'eau et une cruche d'un gallon à moitié pleine d'eau. Accrochez la poulie et enfilez la corde à travers elle, en laissant des longueurs égales de chaque côté. Demandez à deux élèves d'attacher les cruches d'eau de chaque côté, en veillant à les garder à la même hauteur. Pour commencer l'expérience, les élèves doivent lâcher les cruches en même temps et observer ce qui arrive à leurs cruches d'eau. La cruche pleine d'un gallon a utilisé la force pour tirer le demi-gallon d'eau plus haut dans les airs.
Demandez aux élèves de vider la cruche contenant un demi-gallon d'eau et de recommencer l'expérience. Discutez avec les élèves de la façon dont la cruche vide contenait moins de masse et était tirée vers le haut à un rythme plus rapide. Avec cette expérience, il est clair pour les étudiants comment la masse affecte la force et l'accélération.
Fusées ballon
Enseignez la troisième loi du mouvement de Newton qui stipule que pour chaque force, il existe une force égale mais opposée. Pour aider les élèves à comprendre cette loi, permettez-leur de créer et d'explorer avec des fusées ballons.
Placez les élèves par paires et fournissez le matériel suivant: une longue ficelle, du ruban adhésif, une paille et un ballon. Les élèves attacheront la ficelle à une poignée de porte, un pied de table ou un autre objet de papeterie dans la pièce. Demandez aux élèves de tirer fermement sur la ficelle, en prenant soin de ne pas la casser, et d'enfiler l'extrémité libre dans la paille. Un élève de la paire doit tenir la paille et la ligne, tandis que l'autre gonfle un ballon et tient la bouche fermée pour garder l'air à l'intérieur. Les élèves doivent ensuite coller leur ballon gonflé sur la paille et le relâcher.
Demandez aux élèves d'essayer l'activité plusieurs fois, puis discutez de la façon dont le ballon-fusée a présenté la troisième loi du mouvement de Newton. La force de l'air s'échappant du ballon a créé la force qu'il a fallu à la paille pour se déplacer même si elle était au repos.
