La création de diagrammes de forces est une compétence importante que les élèves doivent acquérir pour pouvoir comprendre et décrire les forces qui agissent sur un objet. Dans cette activité, les élèves créeront des diagrammes de force rapides, clairs et faciles . Les instructions de cette activité sont spécifiques à l'exemple de scénario ci-dessus. Vous pouvez modifier ce scénario et l'ajouter en tant que modèle, ou créer vos propres scénarios pour que les étudiants créent un diagramme en modifiant les instructions.
Les forces sont une quantité vectorielle, ce qui signifie qu'elles ont à la fois la taille et la direction. Nous pouvons représenter ces forces à l'aide d'une flèche. La direction de la flèche représente la direction de la force et la longueur de la flèche représente la taille de la force. Si les forces sont équilibrées, elles sont dites égales et opposées. Les forces équilibrées ont une force résultante (nette) égale à zéro. Lorsqu'il n'y a pas de force résultante, l'objet se déplace soit à une vitesse constante s'il était déjà en mouvement, soit reste immobile s'il ne bougeait pas. Si les forces ne sont pas équilibrées, alors il y a une force résultante. Si l'objet était immobile, la force résultante le fera bouger.
Vous pouvez étirer des étudiants plus avancés en leur demandant de dessiner les forces résultantes dans chacun des exemples. Vous pouvez simplifier encore davantage ces diagrammes en utilisant des formes plutôt que des images des objets.
En termes de différenciation, vous pouvez rendre cette tâche plus facilement accessible en donnant aux étudiants une liste des forces qu’ils doivent inclure dans chaque cellule. Pour étirer vos apprenants doués et talentueux, donnez-leur des situations plus complexes pour dessiner des diagrammes pour lesquels les forces ne reposent pas sur les axes x, y et z. Un exemple de ceci est donné dans le storyboard avec le rappeler.
(Ces instructions sont entièrement personnalisables. Après avoir cliqué sur "Copier l'activité", mettez à jour les instructions dans l'onglet Modifier du devoir.)
Créez des diagrammes de force dans différents contextes. N'oubliez pas que les forces ont à la fois une taille et une direction. Cela signifie que vous devez faire attention à la direction et à la longueur de la flèche.
Impliquer les élèves en sélectionnant des objets familiers—comme des livres, des crayons ou des sacs à dos—pour pratiquer les diagrammes de force. Cela rend les concepts abstraits plus concrets et aide les élèves à appliquer la science dans des situations quotidiennes.
Montrez aux élèves comment tracer des flèches pointant dans la bonne direction et avec des longueurs correspondant à la taille de la force. Les repères visuels renforcent la nature vectorielle des forces et améliorent la précision des diagrammes.
Encouragez une étiquetage clair des forces telles que la gravité, la friction ou la force appliquée. Des étiquettes précises clarifient la compréhension et facilitent l’interprétation des diagrammes.
Facilitez une discussion de groupe sur si les forces s’annulent ou produisent un mouvement. Cela approfondit la compréhension de la façon dont les interactions de force affectent le mouvement.
Défiez les élèves à utiliser leur diagramme pour expliquer ou prédire le mouvement de l’objet. Cette étape relie la théorie aux résultats du monde réel et vérifie la compréhension.
Force diagrams are simple drawings that show all the forces acting on an object using arrows. They help students visually understand and describe how forces affect motion, making complex physics concepts easier to grasp.
To create a quick and clear force diagram, draw the object simply, use arrows to show each force's direction and size, label each arrow, and write a brief description below. Focus on clarity and keep the diagram uncluttered for easy understanding.
Balanced forces are equal and opposite, resulting in no change in motion; the object stays still or moves at a constant speed. Unbalanced forces cause a change in motion because the net force is not zero.
Good practice scenarios include a rocket launching, a boat floating on water, or a person at the bottom of a bungee cord. These situations help students identify and represent different forces acting in real life.
Teachers can simplify by providing a list of forces or using basic shapes, or challenge advanced students with complex scenarios and by asking them to draw resultant forces or forces in non-standard directions.