תוכניות שיעור בכיתה א 'בנושא כוח ותנועה

מרגע הלידה בני האדם חווים תנועה ותנועה. תנועות מרצון כגון נענוע באצבעות או פתיחה וסגירה של הלסת לבכי, לדבר או לאכול; תנועות לא רצוניות כגון נשימה ותפקוד לב; וכוחות טבעיים כמו כוח משיכה, רוח, מסלולים פלנטריים וגאות הם כל כך מקובלים עד כדי כך שהם מובנים מאליהם. רוב הילדים הצעירים מעולם לא חשבו על הפיזיקה שמאפשרת תנועה ולא שקלו איך החיים יהיו ללא תנועה. תוכניות השיעור בכיתה א 'בנושא כוח ותנועה צריכות להציג הדגמות פשוטות של החוקים המדעיים השולטים בתנועה ומאפשרים פעילויות יומיומיות.

הגדרה פשוטה של ​​כוח היא דחיפה או משיכה על עצם על מנת לייצר תנועה. בקש מהילדים לסיעור מוחות דוגמאות לדברים יומיומיים המונעים על ידי דחיפה או משיכה, כמו דוושת אופניים, טלטול-טלטול או פתיחה וסגירה של דלת. הראה תמונות של חפצים בתנועה כמו רקטה שמתפוצצת, פתיחת מצנח, בייסבול שמשאיר את היד של הכד או יוצר קשר עם עטלף, מריצה או עגלה של ילד. בקש מהם לזהות אילו כוחות פועלים לגרום לאובייקט להתחיל או להפסיק לנוע או לשנות כיוון או מהירות: דחיפה, משיכה או שניהם?

כוח המשיכה מושך אנשים וחפצים כלפי מטה לכיוון כדור הארץ. אך אנשים, מכוניות ובניינים אינם נמשכים לקרקע וגם חפץ שנמצא על שולחן אינו מציג שום סימן לתנועה. לכן, חייב להיות כוח כלפי מעלה שמחזיק דברים על פני השטח ובמנוחה כאשר הם מופרעים מכוחות חיצוניים. כוח מנוגד זה נקרא "כוח נורמלי". הניחו קנה מידה על פני החלל שבין שני כסאות או שולחנות. איזנו ספר כבד במרכז וצפו כיצד העץ מתכופף. תנו לתלמידים לנסות ללחוץ על הספר כדי להרגיש את ההתנגדות של הכוח הרגיל שמנסה ליישר את מד החומר. תנו לילדים דף נייר יחיד ובקשו מהם לבנות גשר נייר בין שני ספרים עבים שיחזיקו עומס פרוטות. תנו להם להתכופף, לסובב, לקרוע ולקפל את הנייר כדי למצוא את העיצוב המאזן בצורה הטובה ביותר בין הכוח הרגיל לכוח המשיכה כדי להחזיק את המספר הגדול ביותר של גרושים.

ללא כוחות התנגדות, לא יהיה שום דבר שיעצור עצם בתנועה. תן לילדים לסיעור מוחות את הבעיות שעלולות לגרום, כגון אי יכולת לעצור מכונית או להאט את גופך לשבת או לישון. גאות ושפל יפסיקו ואולי יציפו את הארץ מכיוון שהמים המשיכו לנוע בכיוון אחד בלי שום דבר שיסיט או יעצור אותה. למרבה המזל, חיכוך ולחץ אוויר מפעילים כוחות המאפשרים לאובייקטים להאט, לעצור או לשנות כיוון. גלגל שיש במורד שיפוע מעל משטחים שונים כגון שטיח, לינוליאום או רצפות אריחים. נסה נייר זכוכית, משטח רטוב, חול או סלעי. מדוד עד כמה השיש מתגלגל על ​​פני המשטחים השונים והשווה כיצד חיכוך או היעדרו משפיעים על תנועת השיש.

חוק האינרציה אומר לך שברגע שתניע אובייקט, הוא נוטה להמשיך לנוע באותה מידה מהירות וכיוון עד שכוח אחר פועל עליו כדי להאיץ אותו, להאט אותו, לעצור אותו או לשנותו כיוון. כמו כן, אובייקט שאינו נע נוטה להישאר כך עד שכוח אחר יניע אותו. לדוגמא, ערימת ניקל על שולחן תישאר בדיוק במקום שאתה שם אותה כל עוד היא לא מופרעת. עם זאת, אם אתה מכוון בזהירות ויורה ניקל נוסף במטבע התחתון, כוח המטבע בתנועה יניע את מטבע שהוא פוגע בתנועה וגורם לו לירות החוצה מתחתית הערימה בזמן שהשכבות העליונות פשוט נושרות ללא הפרעה. מטוטלת היא גם הפגנה טובה לאינרציה להשאיר משהו בתנועה ללא הגבלת זמן עד שכוח המשיכה והחיכוך גורמים לו להאט.