Første klasse leksjonsplaner om kraft og bevegelse

Fra fødselsøyeblikket opplever mennesker bevegelse og bevegelse. Frivillige bevegelser som å vri fingrene eller åpne og lukke kjeven for å gråte, snakke eller spise; ufrivillige bevegelser som pust og hjertefunksjon; og naturlige krefter som tyngdekraft, vind, planetbaner og tidevann er så vanlig at de blir tatt for gitt. De fleste små barn har aldri tenkt på fysikken som tillater bevegelse eller vurdert hvordan livet ville vært uten bevegelse. Første klasse leksjonsplaner om styrke og bevegelse bør introdusere enkle demonstrasjoner av de vitenskapelige lovene som styrer bevegelse og muliggjør daglige aktiviteter.

En enkel definisjon av kraft er å skyve eller trekke på et objekt for å produsere bevegelse. Be barna om å brainstorme eksempler på hverdagslige ting som blir beveget ved å skyve eller trekke, for eksempel en sykkelpedal, en vipp eller en dør som åpnes og lukkes. Vis bilder av gjenstander i bevegelse, for eksempel en rakett som sprenger av, en fallskjermåpning, et baseball som forlater en krukkehånd eller tar kontakt med et flaggermus, en trillebår eller barnevogn. Be dem om å identifisere hvilke krefter som virker for å få objektet til å starte eller slutte å bevege seg eller endre retning eller hastighet: skyve, trekke eller begge deler?

Tyngdekraften trekker mennesker og gjenstander nedover mot jorden. Men mennesker, biler og bygninger blir ikke trukket i bakken, og heller ikke viser en gjenstand som hviler på et bord tegn på bevegelse. Derfor må det være en oppadgående kraft som holder ting på overflaten og i ro når de er uforstyrret av eksterne krefter. Denne motsatte kraften kalles "normal kraft." Legg en målestokk over rommet mellom to stoler eller pulter. Balansere en tung bok i sentrum og se hvordan treet bøyer seg. La elevene prøve å presse ned boken for å føle motstanden til den normale kraften som prøver å rette ut målestokken. Gi barna et enkelt papirark og be dem bygge en papirbro mellom to tykke bøker som har plass til en krone. La dem bøye, vri, rive og brette papiret for å finne designet som best balanserer normal kraft med tyngdekraften for å holde størst antall øre.

Uten motstandskrefter ville det ikke være noe som stoppet et objekt i bevegelse. La barna brainstorme problemene dette kan føre til, for eksempel at de ikke klarer å stoppe en bil eller senke kroppen til å sitte eller sove. Tidevann ville opphøre og muligens strømme over landet ettersom vannet fortsatte å bevege seg i en retning uten noe å avlede eller stoppe det. Heldigvis utøver friksjon og lufttrykk krefter som lar objekter bremse, stoppe eller endre retning. Rull en marmor nedover en stigning over forskjellige overflater som teppe, linoleum eller flisegulv. Prøv sandpapir, en våt, sandete eller steinete overflate. Mål hvor langt marmoren ruller over de forskjellige overflatene, og sammenlign hvordan friksjon eller mangel på den påvirker marmorens bevegelse.

Loven om treghet forteller deg at når du setter et objekt i bevegelse, vil det ha en tendens til å fortsette å bevege seg på samme måte hastighet og retning til en annen kraft virker på den for å øke hastigheten, senke den, stoppe den eller endre dens retning. På samme måte har en gjenstand som ikke beveger seg en tendens til å holde seg slik til en annen kraft setter den i bevegelse. For eksempel vil en bunke med nikkel på et bord holde seg der du legger den så lenge den er uforstyrret. Imidlertid, hvis du forsiktig sikter og skyter en annen nikkel i bunnmynten, vil myntenes kraft i bevegelse sette mynt den treffer i bevegelse, slik at den skyter ut fra bunnen av bunken mens de øvre lagene bare faller ned uforstyrret. En pendel er også en god demonstrasjon av treghet som holder noe i bevegelse på ubestemt tid til tyngdekraften og friksjonen får det til å bremse.