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En 1666, Sir Isaac Newton a énoncé les trois lois du mouvement. Ces lois du mouvement peuvent être difficiles à comprendre pour les enfants. Cependant, en permettant aux étudiants de participer à des leçons et à des activités basées sur des enquêtes, ils peuvent commencer à comprendre les lois en formant de nouvelles connaissances basées sur leurs explorations. Avec peu de préparation, un éducateur peut transformer la salle de classe en un laboratoire de sciences où de véritables apprentissages naissent et où naissent des scientifiques.
Running Stop
Enseignez aux élèves que la première loi de mouvement de Newtons stipule qu'un objet au repos reste au repos et qu'un objet en mouvement reste en mouvement à une vitesse constante et en ligne droite, jusqu'à ce qu'une force extérieure l'affecte. Ceci est autrement connu comme l'inertie. Pour aider les élèves à comprendre l'inertie, demandez-leur de participer à une activité appelée «Running Stop».
Marquez une zone de vingt-cinq pieds avec du ruban adhésif ou de la craie. Créer des points à mi-chemin à dix et vingt pieds. Après avoir discuté de l’inertie avec les élèves, laissez-les courir les 25 pieds pour se réchauffer. Commencez l’activité en permettant à chaque élève de courir les 25 pieds mais en leur demandant de s’arrêter complètement aux marques de 10 et 20 pieds.
Une fois l’activité terminée, discutez avec les élèves de l’inertie et de la manière dont elle s’est présentée pendant l’activité. Même le plus jeune élève comprendra que le haut de son corps a essayé de continuer à bouger même si ses pieds étaient arrêtés, ce qui lui a permis de comprendre le concept d'inertie.
Tirez vers le haut
Enseignez aux élèves que la seconde loi du mouvement de Newtons stipule que plus un objet est soumis à une force élevée, plus il accélère et plus un objet est volumineux, plus il résiste à l'accélération.
Placez les élèves en groupes de trois ou quatre et donnez à chaque groupe une poulie, une corde, un pichet d'eau et un pichet d'eau à moitié plein. Suspendez la poulie et passez-y la corde en laissant des longueurs égales de chaque côté. Demandez à deux élèves d’attacher les pichets d’eau de chaque côté en veillant à les maintenir à la même hauteur. Pour commencer l'expérience, les élèves devraient lâcher en même temps les pichets et observer ce qu'il advient de leurs pichets d'eau. La cruche pleine de gallons utilisait la force pour tirer le demi-gallon d'eau plus haut dans les airs.
Demandez aux élèves de vider le pot contenant un demi-gallon d'eau et relancez l'expérience. Discutez avec les élèves de la façon dont le pot vide contient moins de masse et s’élève plus rapidement vers le haut. Avec cette expérience, les étudiants comprennent clairement comment la masse affecte la force et l’accélération.
Ballons roquettes
Enseignez à la troisième loi de mouvement de Newtons qui stipule que pour chaque force, il existe une force égale mais opposée. Pour aider les élèves à comprendre cette loi, permettez-leur de créer et d’explorer des fusées à ballon.
Placez les élèves deux par deux et fournissez le matériel suivant: une longue ficelle, du ruban adhésif, une paille et un ballon. Les élèves attacheront la ficelle à une poignée de porte, à un pied de table ou à un autre objet de papeterie dans la pièce. Demandez aux élèves de bien serrer la ficelle en prenant soin de ne pas la casser et de passer le bout libre dans la paille. Un élève de la paire doit tenir la paille et la ligne, tandis que l’autre gonfle un ballon et tient la bouche fermée pour empêcher l’air de pénétrer dans l’air. Les élèves doivent ensuite attacher leur ballon gonflé à la paille et le relâcher.
Demandez aux élèves d’essayer l’activité à plusieurs reprises, puis expliquez comment la fusée à ballon a présenté la troisième loi du mouvement de Newtons. La force de l'air s'échappant du ballon a créé la force nécessaire pour que la paille puisse bouger même si elle était au repos.