Voimakaavioiden luominen on tärkeä oppilaiden taito hankkia, jotta he pystyvät ymmärtämään ja kuvaamaan esineeseen vaikuttavia voimia. Tässä toiminnassa opiskelijat laativat nopeita, selkeitä ja helppoja voimakaavioita . Tämän toiminnan ohjeet ovat erityisiä yllä olevalle esimerkille kuvakäsikirjoitukselle. Voit muuttaa tätä kuvakäsikirjoitusta ja lisätä sen mallipohjaksi tai luoda omia skenaarioita opiskelijoiden kaavioon muokaamalla ohjeita.
Voimat ovat vektorimäärää, mikä tarkoittaa, että niillä on sekä koko että suunta. Voimme edustaa näitä joukkoja nuolen avulla. Nuolen suunta edustaa voiman suuntaa ja nuolen pituus edustaa voiman kokoa. Jos voimat ovat tasapainossa, niiden sanotaan olevan tasa-arvoisia ja vastakkaisia. Tasapainotettujen voimien tuloksena oleva (netto) voima on nolla. Kun tuloksena olevaa voimaa ei ole, esine joko liikkuu vakionopeudella, jos se jo liikkui, tai pysyy paikallaan, jos se ei liiku. Jos voimat ovat epätasapainossa, niin on tuloksena voima. Jos esine oli paikallaan, aiheutuva voima saa esineen liikkumaan.
Voit venyttää edistyneempiä opiskelijoita saamalla heidät vetämään tuloksena olevat voimat jokaisessa esimerkissä. Voit yksinkertaistaa näitä kaavioita vielä enemmän käyttämällä muotoja objektikuvien sijaan.
Erottelun kannalta voit tehdä tästä tehtävästä helpommin saavutettavissa antamalla opiskelijoille luettelon voimista, jotka heidän on sisällytettävä jokaiseen soluun. Jotta venyttää lahjakkaita ja lahjakkaita oppijoitasi, anna heille monimutkaisempia tilanteita kaavioiden piirtämistä varten, joissa voimat eivät sijaitse x, y, z-akselilla. Esimerkki tästä annetaan rappulan kuvakäsikirjoituksessa.
(Nämä ohjeet ovat täysin muokattavissa. Kun olet napsauttanut "Kopioi toiminta", päivitä ohjeet tehtävän Muokkaa-välilehdellä.)
Luo voimakaavioita erilaisista konteksteista. Muista, että voimilla on sekä koko että suunta. Tämä tarkoittaa, että sinun on oltava varovainen nuolen suunnan ja pituuden suhteen.
Osallista oppilaat valitsemalla tuttuja esineitä—kuten kirjoja, kyniä tai reppuja—voima-diagrammien harjoitteluun. Tämä tekee abstrakteista käsitteistä helpommin ymmärrettäviä ja auttaa oppilaita soveltamaan tiedettä arjessaan.
Näytä oppilaille, miten piirtää nuolet jotka osoittavat oikeaan suuntaan ja joiden pituus vastaa voiman kokoa. Visuaaliset vihjeet vahvistavat vektorien ymmärrystä ja parantavat kaavion tarkkuutta.
Kannusta selkeään merkitsemiseen esimerkiksi gravitaatio, kitka tai vaikuttava voima. Tarkat merkinnät selkeyttävät ymmärrystä ja tekevät kaavioista helpommin tulkittavia.
Johda ryhmäkeskustelua siitä, pysähtyvätkö voimat vai aiheuttavatko ne liikettä. Tämä syventää ymmärrystä siitä, miten voima vuorovaikutukset vaikuttavat liikkeeseen.
Haasta oppilaat käyttämään diagrammejaan selittääkseen tai ennustaakseen objektin liikettä. Tämä vaihe yhdistää teorian käytäntöön ja varmistaa ymmärryksen.
Voimadiagrammit ovat yksinkertaisia piirroksia, jotka näyttävät kaikki kohteen vaikuttavat voimat nuolien avulla. Ne auttavat oppilaita ymmärtämään visuaalisesti ja kuvailemaan, miten voimat vaikuttavat liikkeeseen, mikä tekee monimutkaisista fysiikan käsitteistä helpommin ymmärrettäviä.
Luodaksesi nopean ja selkeän voima-diagrammin, piirrä kohde yksinkertaisesti, käytä nuolia osoittamaan kunkin voiman suunta ja koko, merkitse jokainen nuoli ja kirjoita lyhyt kuvaus alle. Keskity selkeyteen ja pidä diagrammi siistinä ja helposti ymmärrettävänä.
Tasapainoiset voimat ovat yhtä suuret ja vastakkaiset, mikä ei aiheuta liikemuutosta; kohde pysyy paikallaan tai liikkuu tasaisella nopeudella. Epätasapainoiset voimat aiheuttavat liikemuutosta, koska nettovoima ei ole nolla.
Hyviä tilanteita ovat esimerkiksi raketin laukaisu, vene, joka kelluu vedessä, tai henkilö bungee-köyden alapuolella. Nämä tilanteet auttavat oppilaita tunnistamaan ja esittämään eri voimia tosielämässä.
Opettajat voivat yksinkertaistaa tarjoamalla listan voimista tai käyttämällä perustavia muotoja, tai haastaa edistyneitä oppilaita monimutkaisemmilla tilanteilla ja pyytämällä heitä piirtämään resultanttivoimia tai voimia ei-standardoituina suuntina.