Dès le moment de la naissance, les humains ressentent le mouvement et le mouvement. Mouvements volontaires tels que les doigts qui se tortillent ou ouvrir et fermer la mâchoire pour pleurer, parler ou manger; mouvements involontaires tels que la respiration et la fonction cardiaque; et les forces naturelles telles que la gravité, le vent, les orbites planétaires et les marées sont si banales qu'elles sont tenues pour acquises. La plupart des jeunes enfants n'ont jamais pensé à la physique qui permet le mouvement ni à ce que serait la vie sans mouvement. Les plans de cours de première année sur la force et le mouvement devraient introduire des démonstrations simples des lois scientifiques qui régissent le mouvement et rendent les activités quotidiennes possibles.
Pousser et tirer
Une simple définition de la force pousse ou tire un objet afin de produire un mouvement. Demandez aux enfants de faire un remue-méninges sur des exemples de choses de tous les jours qui sont déplacées en poussant ou en tirant, comme une pédale de bicyclette, un bascule ou une porte qui s'ouvre et se ferme. Montrez des images d'objets en mouvement comme une fusée qui décolle, une ouverture de parachute, une balle de baseball qui laisse la main d'un lanceur ou qui entre en contact avec une chauve-souris, une brouette ou un chariot d'enfant. Demandez-leur d'identifier les forces qui agissent pour que l'objet démarre ou arrête de bouger ou change de direction ou de vitesse: pousser, tirer, ou les deux?
Gravité et force normale
La gravité attire les gens et des objets vers le bas vers la Terre. Mais les personnes, les voitures et les bâtiments ne sont pas enfoncés dans le sol, pas plus qu'un objet qui repose sur une table ne montre un signe de mouvement. Par conséquent, il doit y avoir une force ascendante qui maintient les choses à la surface et au repos lorsqu'elles ne sont pas perturbées par des forces extérieures. Cette force opposée est appelée "force normale". Poser un étalon à travers l'espace entre deux chaises ou bureaux. Équilibrer un livre lourd dans le centre et regarder comment le bois se plie. Laissez les élèves essayer de pousser sur le livre pour sentir la résistance de la force normale qui essaie de redresser l'étalon. Donnez aux enfants une seule feuille de papier et demandez-leur de construire un pont de papier entre deux livres épais qui contiendront une charge de quelques centimes. Laissez-les plier, tordre, déchirer et plier le papier pour trouver le design qui équilibre le mieux la force normale avec la gravité pour contenir le plus grand nombre de penny.
Resisting Forces
Sans forces de résistance, il y ne serait rien pour arrêter un objet en mouvement. Demandez aux enfants de faire un remue-méninges sur les problèmes que cela pourrait causer, comme être incapable d'arrêter une voiture ou de ralentir votre corps pour s'asseoir ou dormir. Les marées cesseraient et déborderaient peut-être la terre car l'eau continuait de se déplacer dans une direction sans rien pour la détourner ou l'arrêter. Heureusement, la friction et la pression de l'air exercent des forces qui permettent aux objets de ralentir, d'arrêter ou de changer de direction. Rouler un marbre sur une pente sur différentes surfaces telles que les tapis, le linoléum ou les planchers de tuiles. Essayez du papier de verre, une surface humide, sableuse ou rocheuse. Mesurez dans quelle mesure le marbre roule sur les différentes surfaces et comparez la friction ou l'absence de mouvement sur le mouvement du marbre.
Inertie
La loi de l'inertie vous dit qu'une fois que vous avez défini un objet mouvement, il aura tendance à continuer à avancer à la même vitesse et direction jusqu'à ce qu'une autre force agisse sur lui pour l'accélérer, le ralentir, l'arrêter ou changer de direction. De même, un objet qui ne bouge pas tend à rester ainsi jusqu'à ce qu'une autre force le mette en mouvement. Par exemple, une pile de pièces de cinq cents sur une table restera à l'endroit où vous l'avez mise tant qu'elle n'est pas perturbée. Cependant, si vous visez et tirez avec précision un autre nickel sur la pièce du bas, la force de la pièce en mouvement mettra en mouvement la pièce qu'elle frappe, la faisant sortir du bas de la pile alors que les couches supérieures tomberont sans être dérangées. . Un pendule est aussi une bonne démonstration de l'inertie qui maintient indéfiniment quelque chose en mouvement jusqu'à ce que la gravité et le frottement le ralentissent.
