Dal momento della nascita, gli esseri umani sperimentano movimento e movimento. Movimenti volontari come dita tremanti o apertura e chiusura della mascella per piangere, parlare o mangiare; movimenti involontari come la respirazione e la funzione cardiaca; e le forze naturali come la gravità, il vento, le orbite planetarie e le maree sono così comuni da essere date per scontate. La maggior parte dei bambini non ha mai pensato alla fisica che consente il movimento né considera come sarebbe la vita senza movimento. I programmi di lezione di prima elementare su forza e movimento dovrebbero introdurre semplici dimostrazioni delle leggi scientifiche che governano il movimento e rendere possibili le attività quotidiane.

Spingi e tira

Una semplice definizione di forza sta spingendo o tirando su un oggetto per produrre movimento. Chiedi ai bambini di fare un brainstorming su esempi di cose di tutti i giorni che vengono mossi spingendo o tirando, come un pedale della bicicletta, una barcolla o una porta che si apre e si chiude. Mostra immagini di oggetti in movimento come un razzo che esplode, un'apertura di un paracadute, una palla da baseball che lascia una mano a un lanciatore o un contatto con una mazza, una carriola o un carro per bambini. Chiedete loro di identificare quali forze sono in azione per far sì che l'oggetto inizi o smetta di muoversi o cambi direzione o velocità: spingere, tirare o entrambi?

Gravità e Forza normale

La gravità attira le persone e oggetti verso il basso verso la Terra. Ma le persone, le macchine e gli edifici non sono tirati nel terreno, né un oggetto appoggiato su un tavolo mostra alcun segno di movimento. Pertanto, ci deve essere una forza verso l'alto che mantiene le cose in superficie e a riposo quando indisturbato da forze esterne. Questa forza opposta è chiamata "forza normale". Stendi un metro sullo spazio tra due sedie o scrivanie. Bilancia un libro pesante al centro e osserva come il legno si piega. Lascia che gli studenti provino a premere il libro per sentire la resistenza della forza normale che sta cercando di raddrizzare il metro. Dai ai bambini un solo foglio di carta e chiedi loro di costruire un ponte di carta tra due libri spessi che manterranno un carico di centesimi. Lasciali piegare, torcere, strappare e piegare la carta per trovare il disegno che bilancia meglio la forza normale con la gravità per contenere il maggior numero di penny.

Forze resistenti

Senza forze di resistenza, lì non sarebbe nulla per fermare un oggetto in movimento. Invita i bambini a riflettere sui problemi che potrebbero causare, ad esempio non riuscire a fermare un'auto o rallentare il corpo a sedere o dormire. Le maree cesserebbero e forse traboccherebbero la terra mentre l'acqua continuava a muoversi in una direzione con niente da deviare o fermare. Fortunatamente, l'attrito e la pressione dell'aria esercitano forze che consentono agli oggetti di rallentare, fermarsi o cambiare direzione. Arrotolare un marmo su un pendio su superfici diverse come moquette, linoleum o pavimenti in piastrelle. Prova la carta vetrata, una superficie bagnata, sabbiosa o rocciosa. Misura fino a che punto il marmo scorre sulle diverse superfici e confronta l'attrito o la mancanza di esso nel movimento del marmo.

Inertia

La legge di inerzia ti dice che una volta impostato un oggetto in movimento, tenderà a continuare a muoversi alla stessa velocità e direzione finché un'altra forza non agirà su di essa per accelerarla, rallentarla, fermarla o cambiare direzione. Allo stesso modo, un oggetto che non si muove tende a rimanere così finché un'altra forza non lo mette in movimento. Ad esempio, una pila di nichel su un tavolo rimarrà proprio dove la metti tanto a lungo che non è indisturbata. Tuttavia, se miri con attenzione e colpisci un altro nickel nella moneta in basso, la forza della moneta in movimento imposterà la moneta in movimento, facendola fuoriuscire dal fondo della pila mentre gli strati superiori semplicemente cadranno indisturbati . Un pendolo è anche una buona dimostrazione di inerzia che mantiene qualcosa in movimento indefinitamente finché gravità e attrito non rallentano.