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Desde o momento do nascimento, os seres humanos experimentam movimento e movimento. Movimentos voluntários, como mexer os dedos ou abrir e fechar a mandíbula para chorar, conversar ou comer; movimentos involuntários como respiração e função cardíaca; e forças naturais, como a gravidade, o vento, as órbitas planetárias e as marés, são tão comuns que são um dado adquirido. A maioria das crianças pequenas nunca pensou na física que permite o movimento, nem considerou como seria a vida sem o movimento. Os planos de aula da primeira série sobre força e movimento devem apresentar demonstrações simples das leis científicas que governam o movimento e possibilitam as atividades diárias.
Empurre e Puxe
Uma definição simples de força é empurrar ou puxar um objeto para produzir movimento. Peça às crianças que pensem em exemplos de coisas do cotidiano que são movidas pressionando ou puxando, como um pedal de bicicleta, uma gangorra ou uma porta abrindo e fechando. Mostre imagens de objetos em movimento, como um foguete decolando, uma abertura de para-quedas, uma bola de beisebol deixando a mão dos arremessadores ou fazendo contato com um bastão, um carrinho de mão ou uma carroça infantil. Peça-lhes que identifiquem quais forças estão em ação para fazer com que o objeto comece ou pare de se mover ou mude de direção ou velocidade: empurrando, puxando ou ambos?
Gravidade e força normal
A gravidade puxa pessoas e objetos para baixo em direção à Terra. Mas pessoas, carros e edifícios não são puxados para o chão, nem um objeto apoiado em uma mesa mostra qualquer sinal de movimento. Portanto, deve haver uma força ascendente que mantenha as coisas na superfície e em repouso quando não for perturbada por forças externas. Essa força oposta é chamada "força normal". Coloque um critério no espaço entre duas cadeiras ou mesas. Equilibre um livro pesado no centro e observe como a madeira se dobra. Permita que os alunos abaixem o livro para sentir a resistência da força normal que está tentando endireitar o critério. Dê às crianças uma única folha de papel e peça-lhes que construam uma ponte de papel entre dois livros grossos que sustentarão uma carga de moedas de um centavo. Deixe-os dobrar, torcer, rasgar e dobrar o papel para encontrar o design que melhor equilibra a força normal com a gravidade para manter o maior número de moedas de um centavo.
Forças Resistentes
Sem forças de resistência, não haveria nada para parar um objeto em movimento. Peça às crianças que pensem nos problemas que isso pode causar, como não conseguir parar o carro ou diminuir a velocidade do corpo para sentar ou dormir. As marés cessariam e possivelmente inundariam a terra, pois a água continuava se movendo em uma direção, sem nada para desviá-la ou detê-la. Felizmente, o atrito e a pressão do ar exercem forças que permitem que os objetos desacelerem, parem ou mudem de direção. Role um mármore por uma inclinação sobre diferentes superfícies, como carpetes, linóleo ou pisos de azulejos. Tente lixar, uma superfície molhada, arenosa ou rochosa. Meça a distância que o mármore rola sobre as diferentes superfícies e compare como o atrito ou a falta dele afeta o movimento das bolinhas de gude.
Inércia
A lei da inércia diz que, uma vez que você coloca um objeto em movimento, ele tenderá a continuar se movendo na mesma velocidade e direção até que outra força aja para acelerar, desacelerar, parar ou mudar de direção. Da mesma forma, um objeto que não está em movimento tende a permanecer assim até que outra força o coloque em movimento. Por exemplo, uma pilha de moedas em uma mesa permanecerá exatamente onde você a coloca, desde que não seja perturbada. No entanto, se você apontar com cuidado e disparar outro níquel na moeda de baixo, a força da moeda em movimento colocará a moeda em movimento, fazendo com que ela saia do fundo da pilha enquanto as camadas superiores simplesmente caem imperturbadas . Um pêndulo também é uma boa demonstração de inércia, mantendo algo em movimento indefinidamente até que a gravidade e o atrito façam com que diminua a velocidade.