Førsteklasses lektionsplaner på Force & Motion

Fra fødselsdagen oplever mennesker bevægelse og bevægelse. Frivillige bevægelser som wiggling fingre eller åbning og lukning af kæben for at græde, tale eller spise; ufrivillige bevægelser såsom vejrtrækning og hjertefunktion; og naturlige kræfter som tyngdekraften, vinden, planetariske baner og tidevand er så almindeligt at blive taget for givet. De fleste små børn har aldrig tænkt på fysikken, der tillader bevægelse eller overvejet, hvordan livet ville være uden bevægelse. Førsteklasses lektionsplaner for kraft og bevægelse bør introducere enkle demonstrationer af de videnskabelige love, der styrer bevægelse og gør daglige aktiviteter mulige.

Tryk og træk

En simpel definition af kraft skubber eller trækker på et objekt for at producere bevægelse. Bed børnene om at brainstormere eksempler på dagligdags ting, der bevæges ved at skubbe eller trække, såsom en cykelpedal, teeter-totter eller en døråbning og -lukning. Vis billeder af objekter i bevægelse som en raketblæsning, en faldskærmsåbning, et baseball, der forlader en krukkehånd eller kontakter en flagermus, en trillebør eller et barnevogn. Bed dem om at identificere hvilke kræfter der er på arbejde for at få objektet til at starte eller stoppe med at flytte eller ændre retning eller hastighed: Skubbe, trække eller begge dele?

Gravity og Normal Force

Gravity trækker folk og genstande nedad mod jorden. Men mennesker, biler og bygninger er ikke trukket i jorden, og heller ikke et objekt, der hviler på et bord, viser noget tegn på bevægelse. Derfor skal der være en opadgående kraft, der holder tingene på overfladen og i ro, når de er uforstyrret af udefrakommende kræfter. Denne modstridende kraft kaldes "normal kraft". Læg en målestok på tværs af mellemrummet mellem to stole eller skriveborde. Afbalancere en tung bog i midten og se hvordan træet bøjer. Lad eleverne prøve at presse ned på bogen for at mærke modstanden fra den normale kraft, der forsøger at rette ud målestokken. Giv børnene et enkelt ark papir og bede dem om at bygge en papirbro mellem to tykke bøger, der vil holde en masse pennies. Lad dem bøje, vride, rive og fold papiret for at finde det design, der bedst afbalancerer normal kraft med tyngdekraften for at holde det største antal pennier.

Modstandsdygtige kræfter

Uden kræfter af modstand er der ville være noget for at stoppe et objekt i bevægelse. Lad børnene brainstormere de problemer, det kan medføre, for eksempel at være ude af stand til at stoppe en bil eller sænke din krop til at sidde eller sove. Tides ville ophøre og muligvis overflyde jorden som vandet holdes bevæger sig i en retning med ingenting at aflede eller stoppe det. Heldigvis udøver friktion og lufttryk kræfter, som gør det muligt for objekter at sænke, stoppe eller ændre retning. Rul en marmor ned ad en skråning over forskellige overflader som tæppe, linoleum eller fliser. Prøv sandpapir, en våd, sand eller stenagtig overflade. Måle hvor langt marmor ruller over de forskellige overflader og sammenligne, hvordan friktion eller mangel på den påvirker marmorens bevægelse.

Træghed

Traktatens lov fortæller dig, at når du har sat et objekt ind i bevægelse, vil det have tendens til at fortsætte med at bevæge sig i samme hastighed og retning, indtil en anden kraft virker på den for at fremskynde den, sænke den ned, stoppe den eller ændre dens retning. På samme måde har et objekt, der ikke bevæger sig, tendens til at forblive på den måde, indtil en anden kraft sætter den i gang. For eksempel vil en stak nikkel på et bord forblive lige, hvor du sætter det så længe, ​​det er uforstyrret. Men hvis du forsigtigt målretter og skyder et andet nikkel i bunden af ​​mønten, vil mønten i bevægelse sætte den mønt, den rammer i bevægelse, hvilket får den til at skyde ud fra bunden af ​​stakken, mens de øverste lag simpelthen falder ned uforstyrret . Et pendul er også en god demonstration af inerti, der holder noget i bevægelse på ubestemt tid, indtil tyngdekraft og friktion får det til at bremse.