In prima media, molti studenti iniziano a studiare concetti preliminari di fisica; i diversi tipi di energia sono una componente importante per comprenderli. I due tipi di energia più elementari sono l'energia potenziale e quella cinetica. L'energia potenziale è energia immagazzinata che può accadere o è in attesa di accadere ma non è stata ancora attivata. L'energia cinetica è quell'energia in movimento, una volta che è stata rilasciata. La differenza tra questi tipi di energia è facilmente dimostrabile attraverso semplici attività. Al livello di prima media, di solito è meglio mantenere i concetti semplici e basilari, preparando il terreno per future indagini sull'energia.
Energia potenziale e cinetica: Jumping Jacks
Chiedi agli studenti di assumere una posizione a X in piedi, con le braccia sopra le spalle a formare una V ampia e le gambe divaricate a V rovesciata. Di' loro di mantenere la posizione e spiega loro che stanno esemplificando l'energia potenziale, aspettando solo di essere convertita in energia cinetica, energia in movimento. Permetti loro di fare un salto. Spiega che, mentre si muovono, creano energia cinetica; ad ogni pausa, per quanto breve, i loro corpi trattengono energia potenziale.
Energia potenziale: energia chimica
Per un esperimento interattivo e disordinato che piacerà ai bambini di prima media, dimostra la relazione tra energia potenziale ed energia chimica usando aceto e bicarbonato di sodio. Spiega che l'aceto e il bicarbonato di sodio sono fatti di molecole che contengono energia potenziale nei loro legami chimici. Mescolare mezzo bicchiere ciascuno di acqua e aceto in una borraccia di plastica con tappo di sughero; mettere un cucchiaino di bicarbonato in un filtro da caffè, inserirlo nella borraccia, tappare velocemente e allontanarsi. L'energia creata, l'energia cinetica creata quando l'interazione chimica converte l'energia potenziale, farà saltare il tappo direttamente dal pallone. Per un esperimento meno complicato, ma anche meno drammatico, versa dell'aceto su una pila di bicarbonato di sodio e osserva la conversione dell'energia.
Energia potenziale e gravità
Una palla che rimbalza è un modo interessante per dimostrare una rapida conversione dall'energia potenziale all'energia cinetica e viceversa, creata dalla gravità. Consenti agli studenti di tenere una palla sopra le loro teste, lasciala rimbalzare sul marciapiede e lascia che continui a rimbalzare. Spiega che la gravità è la forza che converte l'energia potenziale della palla in energia cinetica; quando colpisce il pavimento, possiede energia potenziale per un istante, quindi la forza del terreno lo converte di nuovo in cinetico mentre rimbalza verso l'alto.
Energia potenziale e cinetica: elastico
Gli elastici forniscono un eccellente veicolo per spiegare l'energia potenziale agli studenti di prima media. Dai un elastico a ogni studente. Chiedi loro di tenerlo stretto e allungarlo il più stretto possibile. Spiega che l'elastico allungato esemplifica l'energia potenziale, che possono sentire nella tensione mentre l'elastico tira contro le loro mani. Quindi lascia che lascino andare l'elastico, puntandolo verso il muro e non l'uno verso l'altro. Spiega che il movimento nell'elastico dimostra che l'energia potenziale viene convertita in energia cinetica.
