Sisältö
Syntymästä lähtien ihmiset kokevat liikkumisen ja liikkumisen. Vapaaehtoiset liikkeet, kuten sormenväristäminen tai leuan avaaminen ja sulkeminen itkeä, puhua tai syödä; tahattomat liikkeet, kuten hengitys ja sydämen toiminta; ja luonnonvoimat, kuten painovoima, tuuli, planeetan kiertoradat ja vuorovedet, ovat niin yleisiä, että niitä pidetään itsestään selvinä. Suurin osa pienistä lapsista ei ole koskaan ajatellut fysiikkaa, joka sallii liikkumisen, eikä ajatellut, mikä olisi elämä ilman liikettä. Ensimmäisen luokan voimankäyttöä ja liikettä koskevissa tuntisuunnitelmissa tulisi esitellä yksinkertaisia liikettä hallitsevia tieteellisiä lakeja, jotka mahdollistavat päivittäisen toiminnan.
Työntää ja vetää
Voiman yksinkertainen määritelmä on esineen työntäminen tai vetäminen liikkeen aikaansaamiseksi. Pyydä lapsia ajattelemaan esimerkkejä päivittäisistä asioista, joita siirretään työntämällä tai vetämällä, kuten polkupyörän poljin, teeter-totter tai oven avaaminen ja sulkeminen. Näytä kuvia liikkeessä olevista esineistä, kuten räjähdys raketista, laskuvarjo aukaisu, pesäpallo, joka jättää syöttäjän käden tai ottaa yhteyttä lepakkoon, kottikärryyn tai lastenvaunuun. Pyydä heitä tunnistamaan, mitkä voimat toimivat, jotta esine alkaa liikkua tai lopettaa liikkuminen tai muuttaa suuntaa tai nopeutta: työntäminen, vetäminen tai molemmat?
Painovoima ja normaali voima
Painovoima vetää ihmisiä ja esineitä alaspäin kohti maata. Ihmisiä, autoja ja rakennuksia ei kuitenkaan vedä maahan, eikä pöydällä olevalla esineellä ole merkkejä liikkeestä. Siksi on oltava ylöspäin suuntautuva voima, joka pitää asiat pinnalla ja levossa, kun ulkoiset voimat eivät häiritse niitä. Tätä vastakkaista voimaa kutsutaan "normaaliksi voimaksi". Aseta mittatikku kahden tuolin tai työpöydän väliseen tilaan. Tasapaino painava kirja keskellä ja tarkkaile, kuinka puu taipuu. Anna opiskelijoiden yrittää ajaa alas kirjaa tunteakseen normaalin voiman vastus, joka yrittää suoristaa mittatikkua. Anna lapsille yksi paperiarkki ja pyydä heitä rakentamaan paperisilta kahden paksun kirjan väliin, johon mahtuu penniä. Anna heidän taivuttaa, kiertää, repiä ja taittaa paperi löytääksesi malli, joka tasapainottaa parhaiten normaalin voiman painovoiman avulla pitämään eniten penniä.
Vastustavat joukot
Ilman vastustusvoimia ei olisi mitään, joka estäisi liikkeessä olevan esineen. Pyydä lapsia aivoriihen aiheuttamia ongelmia, kuten kyvyttömyys pysäyttää autoa tai hidastaa kehoasi istumaan tai nukkumaan. Vuorovedet lopettaisivat ja mahdollisesti vuotaisivat maan, koska vesi jatkoi liikkumista yhdessä suunnassa ilman, että mitään ohjataan tai lopetetaan. Onneksi kitka ja ilmanpaine aiheuttavat voimia, joiden avulla esineet voivat hidastua, pysähtyä tai muuttaa suuntaa. Rullaa marmori alas kaltevuudesta eri pintojen, kuten matto-, linoleumi- tai laattalattien yli. Kokeile hiekkapaperi, märkä, hiekka tai kivinen pinta. Mittaa, kuinka pitkälle marmori rullaa eri pintojen yli, ja vertaa kuinka kitka tai sen puute vaikuttaa marmorin liikkeeseen.
Inertia
Hitauslaki kertoo, että kun olet asettanut esineen liikkeelle, sillä on taipumus jatkaa liikkumista samalla nopeudella ja suunnalla, kunnes toinen voima vaikuttaa siihen nopeuttamaan, hidastamaan, pysäyttämään tai muuttamaan suuntaa. Samoin esine, joka ei liiku, pyrkii pysymään tällä tavalla, kunnes toinen voima asettaa sen liikkeelle. Esimerkiksi pino nikkeliä pöydällä pysyy oikeassa paikassa, kun laitat sen niin kauan kuin se on häiritsemätöntä. Jos kuitenkin kohdistat ja ampat varovaisesti toista nikkeliä alakolikosta, liikkeessä olevan kolikon voima asettaa kolikon, jonka se osuu liikkeelle, aiheuttaen sen ampumaan ulos pinon pohjasta, kun taas ylemmät kerrokset yksinkertaisesti pudistuvat häiriöttömästi . Heiluri on myös hyvä osoitus hitaudesta, joka pitää jotain liikkeessä toistaiseksi, kunnes painovoima ja kitka aiheuttavat sen hidastumisen.