З моменту народження людина відчуває рух і рух. Добровільні рухи, такі як ворушіння пальцями або відкривання і закриття щелепи, щоб плакати, говорити або їсти; мимовільні рухи, такі як дихання та робота серця; а природні сили, такі як гравітація, вітер, планетні орбіти та припливи і відливи, настільки звичні, що сприймаються як само собою зрозуміле. Більшість маленьких дітей ніколи не замислювалися про фізику, яка дозволяє рух, і не думали, яким би було життя без руху. Плани уроків першого класу щодо сили та руху повинні передбачати прості демонстрації наукових законів, що регулюють рух, та роблять щоденну діяльність можливою.
Натисніть і потягніть
Просте визначення сили - це штовхання або натягування предмета з метою руху. Попросіть дітей обміркувати приклади повсякденних речей, які рухаються натисканням або потягуванням, наприклад, педаль велосипеда, колискання або двері, що відкриваються і закриваються. Покажіть фотографії об’єктів, що рухаються, таких як вибух ракети, відкриття парашута, бейсбол, що залишає руку глечика або контактує з битою, тачкою або дитячою фургоном. Попросіть їх визначити, які сили діють, щоб змусити об’єкт почати або припинити рух або змінити напрямок чи швидкість: штовхання, тягання чи те й інше?
Гравітація і нормальна сила
Гравітація тягне людей і предмети вниз до Землі. Але людей, машини та будівлі не втягують у землю, а також предмет, що лежить на столі, не має ознак руху. Отже, повинна бути висхідна сила, яка утримує речі на поверхні і в спокої, коли їх не порушують сторонні сили. Цю протидіючу силу називають «нормальною силою». Покладіть аркуш через простір між двома стільцями або столами. Збалансуйте важку книгу в центрі і спостерігайте, як гнеться деревина. Нехай учні намагаються натиснути на книгу, щоб відчути опір нормальної сили, яка намагається вирівняти критерій. Дайте дітям один аркуш паперу і попросіть їх побудувати паперовий місток між двома товстими книжками, куди поміститься вантаж копійок. Нехай вони згинають, скручують, рвуть і складають папір, щоб знайти конструкцію, яка найкраще балансує нормальну силу та силу тяжіння, щоб вмістити найбільшу кількість копійок.
Опірні сили
Без сил опору не було б нічого, що зупиняло б об’єкт у русі. Нехай діти проводять мозковий штурм проблем, які це може спричинити, таких як неможливість зупинити машину або сповільнити ваше тіло сидіти чи спати. Припливи припиняться і, можливо, переповнюють землю, оскільки вода постійно рухається в одному напрямку, ні з чим не відволікаючи і не зупиняючи її. На щастя, тертя і тиск повітря надають сили, що дозволяють об’єктам сповільнюватися, зупинятися або змінювати напрямок. Прокатуйте мармур вниз по нахилу по різних поверхнях, таких як килим, лінолеум або плитка. Спробуйте наждачний папір, мокру, піщану або кам’янисту поверхню. Виміряйте, наскільки мармур котиться по різних поверхнях, і порівняйте, як тертя або його відсутність впливає на рух мармуру.
Інерція
Закон інерції говорить вам, що коли ви приведете об’єкт у рух, він буде мати тенденцію продовжувати рухатися в той же самий час швидкість і напрямок, доки на нього не діє інша сила, щоб пришвидшити, уповільнити, зупинити або змінити напрямку. Подібним чином об'єкт, що не рухається, прагне залишатися таким, поки інша сила не приведе його в рух. Наприклад, стопка нікелів на столі залишатиметься там, де ви її покладете, до тих пір, поки вона не буде порушена. Однак якщо ви обережно прицілитесь і вистрілите ще один нікель в нижню монету, сила монети, що рухається, встановить монета потрапляє в рух, змушуючи її вистрілювати з дна стопки, тоді як верхні шари просто опускаються вниз безперешкодно. Маятник - це також хороша демонстрація інерції, яка утримує щось у русі необмежений час, доки сила тяжіння та тертя не призведе до його уповільнення.