Содержание
С момента рождения люди испытывают движение и движение. Добровольные движения, такие как шевеление пальцами или открытие и закрытие челюсти, чтобы плакать, говорить или есть; непроизвольные движения, такие как дыхание и работа сердца; природные силы, такие как гравитация, ветер, планетарные орбиты и приливы, настолько распространены, что их принимают как должное. Большинство маленьких детей никогда не думали о физике, которая допускает движение, и не думали о том, какой будет жизнь без движения. Планы уроков первого класса по силе и движению должны вводить простые демонстрации научных законов, которые управляют движением и делают возможной повседневную деятельность.
Толкай и тяни
Простое определение силы - это толкать или тянуть объект, чтобы вызвать движение. Попросите детей провести мозговой штурм с примерами повседневных вещей, которые двигаются нажатием или потягиванием, таких как велосипедная педаль, качелька или открывание и закрывание двери. Покажите изображения объектов в движении, таких как взрыв ракеты, парашютное отверстие, бейсбол, оставляющий руку кувшинам или контакт с летучей мышью, тачкой или детской повозкой. Попросите их определить, какие силы действуют, чтобы заставить объект начать или остановить движение или изменить направление или скорость: толкание, вытягивание или и то, и другое?
Гравитация и нормальная сила
Гравитация тянет людей и предметы вниз к Земле. Но люди, машины и здания не соприкасаются с землей, и объект, лежащий на столе, не демонстрирует никаких признаков движения. Следовательно, должна быть направленная вверх сила, которая удерживает вещи на поверхности и в покое, когда они не подвергаются воздействию внешних сил. Эта противоборствующая сила называется «нормальной силой». Положите критерий через пространство между двумя стульями или столами. Сбалансируйте тяжелую книгу в центре и посмотрите, как гнутся деревья. Пусть студенты попытаются надавить на книгу, чтобы почувствовать сопротивление нормальной силы, которая пытается выправить критерий. Дайте детям один лист бумаги и попросите их построить бумажный мост между двумя толстыми книгами, в которых будет куча копеек. Позвольте им сгибать, скручивать, рвать и складывать бумагу, чтобы найти дизайн, который наилучшим образом уравновешивает нормальную силу с силой тяжести, чтобы удерживать наибольшее количество копеек.
Сопротивляющие силы
Без сил сопротивления ничто не могло бы остановить объект в движении. Попросите детей провести мозговой штурм по проблемам, которые могут возникнуть, например, из-за невозможности остановить автомобиль или замедлить ваше тело, чтобы сидеть или спать. Приливы прекратились бы и, возможно, переполнили бы землю, поскольку вода продолжала двигаться в одном направлении, и ничто не могло ее отвлечь или остановить. К счастью, трение и давление воздуха создают силы, которые позволяют объектам замедляться, останавливаться или менять направление. Скатайте мрамор по склону по различным поверхностям, таким как ковровое покрытие, линолеум или плиточные полы. Попробуйте наждачную бумагу, влажную, песчаную или каменистую поверхность. Измерьте, как далеко мрамор катится по разным поверхностям, и сравните, как трение или его отсутствие влияет на движение мрамора.
инертность
Закон инерции говорит вам, что после того, как вы приведете объект в движение, он будет стремиться продолжать двигаться с той же скоростью и в том же направлении, пока другая сила не воздействует на него, чтобы ускорить его, замедлить, остановить или изменить его направление. Аналогично, объект, который не движется, имеет тенденцию оставаться таким, пока другая сила не приведёт его в движение. Например, стопка никелей на столе будет оставаться там, где вы ее положили, до тех пор, пока она не потревожена. Однако, если вы аккуратно прицелитесь и выстрелите в нижнюю монету еще одним никелем, сила монеты в движении приведёт в движение монету, в которую она попадает, и выскочит из нижней части стопки, в то время как верхние слои будут просто не потревожены , Маятник также является хорошей демонстрацией инерции, удерживающей что-либо в движении неопределенно, пока сила тяжести и трение не заставят это замедлиться.