W 1666 Sir Isaac Newton określił trzy prawa ruchu. Te prawa ruchu mogą być trudne do zrozumienia dla dzieci. Jednak pozwalając uczniom na udział w lekcjach i zajęciach opartych na dociekaniu, mogą zacząć rozumieć prawa, tworząc nową wiedzę w oparciu o ich odkrycia. Przy niewielkim przygotowaniu nauczyciel może zmienić klasę w laboratorium naukowe, w którym odbywa się prawdziwa nauka i rodzą się naukowcy.
Zatrzymanie biegu Running
Naucz uczniów, że pierwsze prawo dynamiki Newtona mówi, że obiekt w spoczynku pozostaje w spoczynku, a obiekt w ruchu pozostaje w ruchu ze stałą prędkością i w linii prostej, aż do wystąpienia siły zewnętrznej wpływa na to. Jest to inaczej znane jako bezwładność. Aby pomóc uczniom zrozumieć bezwładność, poproś ich, aby uczestniczyli w ćwiczeniu o nazwie „Running Stop”.
Zaznacz obszar dwudziestu pięciu stóp taśmą maskującą lub kredą. Utwórz punkty środkowe na dziesięciu i dwudziestu stopach. Po omówieniu z uczniami bezwładności, pozwól im biegać przez dwadzieścia pięć stóp, aby się rozgrzać. Rozpocznij ćwiczenie od umożliwienia każdemu uczniowi przebiegnięcia dwudziestu pięciu stóp, ale poproś go, aby całkowicie się zatrzymał na obu znakach dziesięciu i dwudziestu stóp.
Po zakończeniu ćwiczenia porozmawiaj z uczniami o bezwładności i jej wyglądzie podczas ich aktywności. Nawet najmłodszy uczeń będzie w stanie zrozumieć, że ich górna część ciała próbowała się poruszać, mimo że ich stopy były zatrzymane, rozumiejąc w ten sposób pojęcie bezwładności.
Pociągnij to w górę
Naucz uczniów, że drugie prawo dynamiki Newtona mówi, że im większą siłę przykłada się do obiektu, tym bardziej przyspiesza i im większą masę ma obiekt, tym bardziej opiera się przyspieszeniu.
Podziel uczniów na grupy trzy- lub czteroosobowe i daj każdej grupie krążek, linę, galonowy dzbanek wody i galonowy dzban do połowy wypełniony wodą. Zawieś bloczek i przeciągnij przez niego linę, pozostawiając równe długości z każdej strony. Niech dwóch uczniów przywiąże dzbanki z wodą po każdej stronie, upewniając się, że trzymają je na tej samej wysokości. Aby rozpocząć eksperyment, uczniowie powinni jednocześnie puścić dzbanki i obserwować, co dzieje się z ich dzbanami z wodą. Pełny dzbanek użył siły, aby podnieść pół galona wody wyżej w powietrze.
Poproś uczniów o opróżnienie dzbanka zawierającego pół galona wody i powtórzenie eksperymentu. Porozmawiaj z uczniami o tym, jak pusty dzban zawierał mniej masy i był wyciągany w górę w szybszym tempie. Ten eksperyment jest dla uczniów jasnym, jak masa wpływa na siłę i przyspieszenie.
Rakiety balonowe
Naucz się trzeciej zasady dynamiki Newtona, która mówi, że dla każdej siły istnieje równa, ale przeciwstawna siła. Aby pomóc uczniom zrozumieć to prawo, pozwól im tworzyć i badać za pomocą rakiet balonowych.
Ustaw uczniów w pary i zapewnij następujące materiały: długi sznurek, taśmę, słomkę i balon. Uczniowie przywiążą sznurek do klamki drzwi, nogi stołu lub innego przedmiotu biurowego w pokoju. Poproś uczniów, aby mocno naciągnęli sznurek, uważając, aby go nie zerwać, i przewlecz luźny koniec przez słomkę. Jeden uczeń w parze powinien trzymać słomkę i linkę, podczas gdy drugi nadmuchuje balon i trzyma usta zamknięte, aby utrzymać powietrze. Uczniowie powinni następnie przykleić nadmuchany balon do słomy i uwolnić go.
Poproś uczniów, aby kilka razy wypróbowali to ćwiczenie, a następnie przedyskutuj, w jaki sposób rakieta balonowa wykazała się trzecią zasadą ruchu Newtona. Siła powietrza uciekającego z balonu wytworzyła siłę potrzebną do tego, by słoma zaczęła się poruszać, mimo że była w spoczynku.
