Desde o momento do nascimento, os humanos experimentam movimento e movimento. Movimentos voluntários, como mexer os dedos ou abrir e fechar a mandíbula para chorar, falar ou comer; movimentos involuntários, como respiração e função cardíaca; e forças naturais como gravidade, vento, órbitas planetárias e marés são tão comuns que podem ser consideradas como certas. A maioria das crianças nunca pensou sobre a física que permite o movimento, nem considerou como seria a vida sem movimento. Os planos de aula da primeira série sobre força e movimento devem apresentar demonstrações simples das leis científicas que governam o movimento e tornam as atividades diárias possíveis.
Empurre e Puxe
Uma definição simples de força é empurrar ou puxar um objeto para produzir movimento. Peça às crianças que façam um brainstorming de exemplos de coisas cotidianas que são movidas ao empurrar ou puxar, como um pedal de bicicleta, gangorra ou a abertura e fechamento de uma porta. Mostre imagens de objetos em movimento, como um foguete disparando, uma abertura de paraquedas, uma bola de beisebol saindo da mão de um arremessador ou fazendo contato com um taco, um carrinho de mão ou uma carroça de criança. Peça-lhes que identifiquem quais forças estão em ação para fazer com que o objeto comece ou pare de se mover ou mude de direção ou velocidade: empurrar, puxar ou ambos?
Gravidade e força normal
A gravidade puxa pessoas e objetos para baixo em direção à Terra. Mas pessoas, carros e edifícios não são puxados para o chão, nem um objeto apoiado em uma mesa mostra qualquer sinal de movimento. Portanto, deve haver uma força ascendente que mantenha as coisas na superfície e em repouso quando não forem perturbadas por forças externas. Essa força oposta é chamada de "força normal". Estabeleça uma medida no espaço entre duas cadeiras ou mesas. Equilibre um livro pesado no centro e observe como a madeira se dobra. Deixe os alunos tentarem empurrar o livro para baixo para sentir a resistência da força normal que está tentando endireitar o padrão. Dê às crianças uma única folha de papel e peça-lhes que construam uma ponte de papel entre dois livros grossos com capacidade para um monte de moedas. Deixe-os dobrar, torcer, rasgar e dobrar o papel para encontrar o desenho que melhor equilibra a força normal com a gravidade para segurar o maior número de centavos.
Forças de Resistência
Sem forças de resistência, não haveria nada para parar um objeto em movimento. Peça às crianças que discutam os problemas que isso pode causar, como não conseguir parar um carro ou desacelerar seu corpo para sentar ou dormir. As marés cessariam e possivelmente inundariam a terra, pois a água continuava se movendo em uma direção sem nada para desviá-la ou pará-la. Felizmente, o atrito e a pressão do ar exercem forças que permitem que os objetos diminuam a velocidade, parem ou mudem de direção. Role uma bola de gude em uma inclinação sobre diferentes superfícies, como carpete, linóleo ou piso de cerâmica. Experimente lixar, uma superfície molhada, arenosa ou rochosa. Meça o quanto a bola de gude rola sobre as diferentes superfícies e compare como o atrito ou a falta dela afeta o movimento da bola de gude.
Inércia
A lei da inércia diz que uma vez que você coloca um objeto em movimento, ele tende a continuar se movendo ao mesmo tempo velocidade e direção até que outra força atue sobre ele para acelerar, desacelerar, pará-lo ou mudar seu direção. Da mesma forma, um objeto que não está se movendo tende a permanecer assim até que outra força o coloque em movimento. Por exemplo, uma pilha de moedas em uma mesa ficará exatamente onde você a colocou, desde que não seja perturbada. No entanto, se você mirar e atirar com cuidado outro níquel na moeda de baixo, a força da moeda em movimento definirá o moeda que bate em movimento, fazendo com que salte da parte inferior da pilha enquanto as camadas superiores simplesmente caem imperturbável. Um pêndulo também é uma boa demonstração de inércia mantendo algo em movimento indefinidamente até que a gravidade e o atrito façam com que ele diminua a velocidade.