Spēki, vienkārši sakot, ir nospiež un velk. Tie var izraisīt lietas, lai pārvietotos, paātrinātu, palēninātu, mainītu virzienu vai pat mainītu lietu formu. Viņi pārvalda visu, kas ir mūsu Visumā. No lielākajiem gravitācijas spēkiem, kas tur mūsu Visumu kopā, uz spēkiem, kas kopīgi saglabā vismazākās daļiņas, zinātnieki ir pavadījuši tūkstošiem gadu, cenšoties saprast spēkus.
Ir daudz dažādu veidu spēki, kas pārvalda apkārtējo pasauli. Viņi kopā saglabā atomus, kas padara visu par mums apkārtējo, saglabā mūsu planētu ap sauli, un viņi aptur atmosfēru no lidošanas dziļā telpā.
Spēkus var iedalīt divās kategorijās: kontaktu un nesaskarsmi . Nesaskares spēku piemēri ir magnētisms un gravitācija. Kontakta spēku piemēri ir berze un augšupeja.
Spēka vienība, Newton, ir nosaukta pēc Anglijas zinātnieka Sir Isaac Newton. Ņūtons ir pazīstams kā viens no ietekmīgākajiem zinātniekiem. Lai gan stāsts par Ņūtonu un krītošo ābolu, visticamāk, nav taisnība, viņš bija pirmais zinātnieks, kas matemātiski aprakstīja gravitācijas spēku. Kā arī viņa darbs pie spēka un kustības, Ņūtons arī sniedza lielu ieguldījumu optikā, matemātikā un bioloģijā.
Spēki ir vektoru daudzumi , kas nozīmē, ka tiem ir gan lielums, gan virziens. Mēs varam parādīt spēkus, zīmējot spēka diagrammas. Ar spēka diagrammām mēs izmantojam bultiņas, lai parādītu spēkus. Virziens, kurā bultiņa ir vērsta, parāda virzienu, kādā spēks darbojas. Bultiņas garums parāda spēka lielumu. Ir arī lietderīgi atzīmēt bultiņu ar spēka nosaukumu un tā lielumu newtons (N). Storyboard That var viegli izmantot, lai izveidotu ātras un skaidras spēka diagrammas dažādām situācijām.
Mēs varam aprakstīt spēkus kā līdzsvarotus vai nelīdzsvarotus. Līdzsvaroti spēki rodas, ja spēki ir vienādi un pretēji. Kad spēki ir līdzsvaroti, priekšmeti paliek stacionāri (ja tie jau stāvēja) vai turpina braukt ar nemainīgu ātrumu. Kad spēki ir nesabalansēti, objekts sāks kustēties, ja tas būtu stacionārs. Ja objekts jau pārvietojas, tas mainīs ātrumu vai virzienu. Turpmāk redzamajā pirmajā piemērā lidmašīna turpinās pārvietoties vienmērīgā ātrumā ar nemainīgu ātrumu. Tas ir tāpēc, ka pacēlājam ir tāds pats lielums, bet tas darbojas pretējā virzienā pret svaru.
Kopējais spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir pazīstams kā rezultāts . Iepriekš minētā lidmašīnas piemērā “līdzsvarotajiem spēkiem” nav spēka. “Nesabalansēto spēku” piemērā pacelšana un svars ir līdzsvaroti, bet vilces spēks ir lielāks spēks nekā vilkšanai. Tādējādi tiks sasniegts spēks virziena virzienā.
Ir lietderīgi dot kontekstu, runājot par spēkiem. Spēki paši par sevi var būt diezgan abstrakta ideja. Visiem jūsu skolēniem ikdienā būs pieredzējuši spēki. Spēku izskaidrošana pazīstamā kontekstā, piemēram, braucot ar automašīnu vai braucot ar velosipēdu, var palīdzēt studentiem saprast. Lai apstrīdētu savus studentus, dodiet viņiem nepazīstamu un sarežģītu kontekstu, piemēram, telpu. Palūdziet skolēniem atkal apskatīt spēkus dažādos astronauta brauciena punktos kosmosā un mājās.
Vāciet vienkāršus priekšmetus, piemēram, gumijas lentes, bumbiņas, grāmatas un rotaļu automašīnas no jūsu klases vai mājām. Ikdienas priekšmeti palīdz skolēniem saistīt zinātnes jēdzienus ar reālo dzīvi!
Rādiet spiedienu un vilkšanu, ripinot bumbu un pēc tam apstādinot to ar roku. Ļaujiet skolēniem prognozēt un novērot, kas notiek ar ātrumu un virzienu.
Izmantojiet vilkšanas vilkšanas spēli ar virvi vai divām rokām, kas vilkšanai velk grāmatu. Uzdodiet skolēniem novērot, kad grāmata kustas un kad stāv, ilustrējot, kā spēki var būt līdzsvaroti vai izraisīt kustību.
Veiciet skolēnu zīmēt bultiņas, lai parādītu spēka virzienu attēlos ar klases priekšmetiem. Veiciniet atzīmēt ar spēka tipu un stiprumu, ja iespējams!
Lūdziet skolēniem dalīties ar piemēriem, kādi spēki viņi pamanījuši mājās, piemēram, durvju atvēršana vai velosipēda braukšana. Šis padara mācīšanos personīgu un neaizmirstamu!
Spēki ir spiedieni vai vilkieni, kas izraisa priekšmetu kustību, apstāšanos vai formas maiņu. Izpratne par spēkiem palīdz skolēniem saprast, kā darbojas ikdienas dzīve, no braukšanas ar velosipēdu līdz planētu kustībai, padarot zinātni saistošāku un aktuālāku.
Izmantojiet vienkāršus piemērus: Kontakta spēki (piemēram, berze vai balsta spēks) prasa, lai priekšmeti saskaras, kamēr nekontakta spēki (piemēram, gravitācija vai magnētisms) darbojas attālināti. Praktiskas aktivitātes vai ikdienas situācijas palīdz skolēniem atpazīt un salīdzināt šos spēku veidus.
Parādiet līdzsvarotos spēkus ar objektiem, kas atrodas mierā vai kustas vienmērīgi, un nenoslēgtos spēkus, kad objekti sāk kustēties, apstājas vai maina virzienu. Izmantojiet spēku diagrammas ar bultām, lai vizuāli attēlotu šīs koncepcijas stundās.
Izmēģiniet aktivitātes, piemēram, puspūšot rotaļu automobiļus, veidojot spēku diagrammas vai dizainējot raķetes, lai izpētītu triecienu un berzi. Stāstu veidošana un reālas dzīves piemēri padara stundas interaktīvas un atmiņā paliekošas skolēniem.
Spēka vienība Ņūtons (N) ir nosaukta par godu Sir Isaac Newton, kurš pirmo reizi matemātiski aprakstīja gravitācijas spēku. Ņūtons sniedza būtiskas atziņas fizikā, matemātikā un bioloģijā, veidojot mūsu izpratni par kustību un spēkiem.