W szóstej klasie wielu uczniów zaczyna studiować wstępne koncepcje fizyki; różne rodzaje energii są ważnym składnikiem ich zrozumienia. Dwa najbardziej podstawowe rodzaje energii to energia potencjalna i energia kinetyczna. Energia potencjalna to zmagazynowana energia, która może się wydarzyć lub czeka, aby się wydarzyć, ale nie została jeszcze aktywowana. Energia kinetyczna to energia będąca w ruchu po jej uwolnieniu. Różnicę między tymi rodzajami energii można łatwo zademonstrować za pomocą prostych czynności. Na poziomie szóstej klasy zwykle najlepiej jest zachować proste i podstawowe pojęcia, przygotowując grunt pod przyszłe badania energii.
Energia potencjalna i kinetyczna: pajacyki
Niech uczniowie przyjmą stojącą pozycję X, z rękami nad ramionami w szerokim V i rozstawionymi nogami w odwróconym V. Powiedz im, żeby utrzymali pozycję i wyjaśnij, że są przykładem energii potencjalnej, która tylko czeka na przekształcenie w energię kinetyczną – energię w ruchu. Pozwól im zrobić pajacyk. Wyjaśnij, że poruszając się, wytwarzają energię kinetyczną; w każdej przerwie, nawet krótkiej, ich ciała zawierają energię potencjalną.
Energia potencjalna: Energia chemiczna
Aby uzyskać interaktywny i niechlujny eksperyment, który pokochają szóstoklasiści, zademonstruj związek energii potencjalnej i energii chemicznej za pomocą octu i sody oczyszczonej. Wyjaśnij, że ocet i soda oczyszczona składają się z cząsteczek zawierających energię potencjalną w wiązaniach chemicznych. Wymieszaj po pół szklanki wody i octu w plastikowej kolbie z korkiem; wsyp łyżeczkę sody oczyszczonej do filtra do kawy, włóż do kolby, szybko zakorkuj i odsuń. Wytworzona energia – energia kinetyczna wytworzona, gdy interakcja chemiczna przekształca energię potencjalną – zdmuchnie korek prosto z kolby. Aby przeprowadzić mniej bałaganiarski, ale też mniej dramatyczny eksperyment, zalej stos sody oczyszczonej octem i obserwuj, jak zachodzi przemiana energii.
Energia potencjalna i grawitacja
Odbijająca się piłka to ciekawy sposób na zademonstrowanie gwałtownej konwersji energii potencjalnej na energię kinetyczną iz powrotem, wytworzonej przez grawitację. Pozwól uczniom trzymać piłkę nad głową, pozwól jej odbijać się od chodnika i pozwól jej dalej się odbijać. Wyjaśnij, że grawitacja to siła, która przekształca energię potencjalną piłki w energię kinetyczną; kiedy uderza w chodnik, przez chwilę posiada energię potencjalną, a następnie siła gruntu ponownie zamienia ją w kinetyczną, gdy odbija się w górę.
Energia potencjalna i kinetyczna: gumka
Gumki stanowią doskonałe narzędzie do wyjaśniania energii potencjalnej uczniom szóstej klasy. Daj każdemu uczniowi gumkę. Poproś ich, aby trzymali go mocno i rozciągali prawie tak mocno, jak to możliwe. Wyjaśnij, że rozciągnięta gumka jest przykładem energii potencjalnej, którą mogą wyczuć w napięciu, gdy gumka ciągnie się za ręce. Następnie puść gumkę, kierując ją na ścianę, a nie na siebie. Wyjaśnij, że ruch w gumce pokazuje, że energia potencjalna jest przekształcana w energię kinetyczną.