Tworzenie diagramów sił jest ważną umiejętnością, którą uczniowie mogą zdobyć, aby mogli zrozumieć i opisać siły działające na obiekt. W tym ćwiczeniu uczniowie będą tworzyć szybkie, jasne i łatwe diagramy sił . Instrukcje w tym ćwiczeniu są specyficzne dla powyższej przykładowej serii ujęć. Możesz zmienić ten scenariusz i dodać go jako szablon, lub stworzyć własne scenariusze dla uczniów do schematu, edytując instrukcje.
Siły są wielkością wektorową, co oznacza, że mają zarówno rozmiar, jak i kierunek. Możemy przedstawić te siły za pomocą strzałki. Kierunek strzałki reprezentuje kierunek siły, a długość strzałki reprezentuje rozmiar siły. Jeśli siły są zrównoważone, mówi się, że są równe i przeciwne. Siły zrównoważone mają wypadkową (netto) siłę równą zero. Gdy nie ma siły wynikowej, obiekt będzie poruszał się ze stałą prędkością, jeśli już się poruszał, lub pozostanie nieruchomy, jeśli się nie poruszał. Jeśli te siły są niesymetryczne, to jest siła wypadkowa. Jeśli obiekt był nieruchomy, siła wypadkowa spowoduje jego przesuwanie.
Możesz rozciągnąć bardziej zaawansowanych uczniów, zmuszając ich do narysowania wypadkowych sił w każdym z przykładów. Możesz uprościć te diagramy jeszcze bardziej, używając kształtów zamiast obrazów obiektów.
Pod względem różnicowania możesz uczynić to zadanie łatwiej dostępnym, podając uczniom listę sił, które muszą oni uwzględnić w każdej komórce. Aby rozciągnąć utalentowanych i utalentowanych uczniów, daj im bardziej złożone sytuacje do rysowania schematów, w których siły nie leżą na osi x, y, z. Przykład tego podano w scenariuszu z rappelerem.
(Te instrukcje są w pełni konfigurowalne. Po kliknięciu „Kopiuj działanie”, zaktualizuj instrukcje na karcie Edytuj zadania.)
Twórz diagramy sił w różnych kontekstach. Pamiętaj, że siły mają zarówno rozmiar, jak i kierunek. Oznacza to, że musisz uważać na kierunek strzałki i jej długość.
Zachęcaj uczniów, aby wybierali znajome przedmioty—np. książki, ołówki lub plecaki—do ćwiczenia diagramów sił. To czyni abstrakcyjne koncepcje bardziej przystępnymi i pomaga uczniom stosować naukę w codziennych sytuacjach.
Pokaż uczniom, jak rysować strzałki wskazujące właściwy kierunek i z długościami odpowiadającymi wielkości siły. Wskazówki wizualne wzmacniają charakter wektora sił i poprawiają dokładność diagramów.
Zachęcaj do wyraźnego oznaczania sił takich jak grawitacja, tarcie czy siła działająca. Dokładne oznaczenia ułatwiają zrozumienie i sprawiają, że diagramy są łatwiejsze do interpretacji.
Ułatw grupową dyskusję na temat tego, czy siły się znoszą czy powodują ruch. To pogłębia zrozumienie jak interakcje sił wpływają na ruch.
Wyzwanie dla uczniów aby użyli swojego diagramu do wyjaśnienia lub przewidzenia ruchu obiektu. Ten krok łączy teorię z rzeczywistymi wynikami i sprawdza zrozumienie.
Diagramy sił to proste rysunki, które pokazują wszystkie siły działające na obiekt za pomocą strzałek. Pomagają uczniom wizualnie zrozumieć i opisać, jak siły wpływają na ruch, ułatwiając opanowanie skomplikowanych koncepcji fizyki.
Aby stworzyć szybki i czytelny diagram sił, narysuj obiekt w prosty sposób, użyj strzałek, aby pokazać kierunek i wielkość każdej siły, oznacz każdą strzałkę i napisz krótkie wyjaśnienie pod nią. Skup się na czytelności i utrzymuj diagram w prostocie.
Siły zrównoważone są równe i przeciwnych kierunków, co nie powoduje zmiany ruchu; obiekt pozostaje nieruchomy lub porusza się z stałą prędkością. Siły niezrównoważone powodują zmianę ruchu, ponieważ siła netto nie jest równa zero.
Dobrymi scenariuszami do ćwiczeń są na przykład wynoszenie rakiety, pływająca na wodzie łódź lub osoba na końcu skoku na bungee. Te sytuacje pomagają uczniom zidentyfikować i przedstawić różne siły działające w rzeczywistości.
Uczniowie mogą uproszczać, korzystając z listy sił lub podstawowych kształtów, lub wyzwać zaawansowanych uczniów za pomocą bardziej skomplikowanych scenariuszy i prosić ich o narysowanie sił wynikowych lub sił w nietypowych kierunkach.