Sily, jednoducho povedané, sú tlaky a ťahy. Môžu spôsobiť, že veci sa budú pohybovať, zrýchľovať, spomaľovať, meniť smer, alebo dokonca meniť tvar vecí. Riadia všetko vo vesmíre okolo nás. Od najväčších gravitačných síl, ktoré držia náš vesmír spolu, až po sily, ktoré držia najmenšie častice v atómoch spolu, vedci strávili tisícročia snahou porozumieť silám.
Existuje mnoho rôznych typov síl, ktoré riadia svet okolo nás. Udržiavajú atómy spolu, ktoré robia všetko okolo nás, udržiavajú našu planétu obiehajúcu okolo Slnka a zastavujú našu atmosféru od lietania do hlbokého vesmíru.
Sily môžu byť rozdelené do dvoch kategórií: kontakt a nekontakt . Príkladmi bezkontaktných síl sú magnetizmus a gravitácia. Príklady kontaktných síl sú trenie a ťah.
Jednotka sily, newton, je pomenovaná po anglickom vedci, sirovi Isaacovi Newtonovi. Newton je známy ako jeden z najvplyvnejších vedcov vôbec. Hoci príbeh o Newtonovi a padajúcom jablku pravdepodobne nie je pravdivý, bol prvým vedeckým pracovníkom, ktorý matematicky opísal gravitačné sily. Rovnako ako jeho práca na sile a pohybe, Newton tiež veľké príspevky k optike, matematike a biológii.
Sily sú vektorové veličiny , čo znamená, že majú veľkosť aj smer. Môžeme ukázať sily pomocou diagramov ťahovej sily. Pomocou silových diagramov používame šípky na zobrazenie síl. Smer, ktorým šípka ukazuje, ukazuje smer pôsobenia sily. Dĺžka šípky ukazuje veľkosť sily. Je tiež vhodné označiť šípku názvom sily a jej veľkosť v newtonoch (N). Storyboard That možno ľahko použiť na vytvorenie rýchlych a jasných silových diagramov pre rôzne situácie.
Môžeme opísať sily ako vyvážené alebo nevyvážené. Vyvážené sily sa vyskytujú, keď sú sily rovnaké a opačné. Keď sú sily vyvážené, objekty zostávajú nepohyblivé (ak už boli v pokoji) alebo pokračujú v jazde konštantnou rýchlosťou. Keď sú sily nevyvážené, objekt sa začne pohybovať, ak bol stacionárny. Ak sa objekt už pohyboval, zmení rýchlosť alebo smer. V prvom príklade by lietadlo pokračovalo v ustálenom lete konštantnou rýchlosťou. Je to preto, lebo výťah má rovnakú veľkosť, ale pôsobí v opačnom smere k hmotnosti.
Celková sila pôsobiaca na predmet je známa ako výsledná sila . Príklad vyššie uvedeného letúna nemá príklad „vyvážených síl“ žiadnu výslednú silu. V príklade „nevyvážených síl“ sú výťah a hmotnosť vyvážené, ale ťah je väčšia ako ťah. Vznikne tak výsledná sila v smere ťahu.
Je užitočné uviesť kontext, keď hovoríme o silách. Sily môžu byť celkom abstraktnou myšlienkou. Všetci vaši študenti zažijú sily v každodennom živote. Vysvetlenie síl v známom kontexte, ako je napríklad cesta autom alebo jazda na bicykli, môže skutočne pomôcť študentom pochopiť. Ak chcete vyzvať svojich študentov, dajte im neznáme a komplikované súvislosti, ako napríklad priestor. Požiadajte študentov, aby sa pozreli na silu na rôznych miestach cesty kozmonautov do vesmíru a domov.
Zbierajte jednoduché objekty ako gumené pásky, loptičky, knihy a hračkárske autíčka z okolia vašej triedy alebo domova. Bežné predmety pomáhajú žiakom spojiť vedecké koncepty s reálnym životom!
Ukážte tlačenie a ťahanie pomocou valca a jeho zastavenia rukou. Povoľte žiakom predpovedať a následne sledovať, čo sa stane s rýchlosťou a smerom.
Použite ťahovú súťaž s lanom alebo dve ruky, ktoré ťahajú knihu. Požiadajte žiakov, aby si všimli, kedy sa kniha pohybuje a kedy ostáva stáť, čím ilustrujú, ako sily môžu byť vyvážené alebo spôsobiť pohyb.
Nechajte žiakov kresliť šípky, aby ukázali smer sily na obrázkoch predmetov v triede. Povzbudzujte označovanie typov a sily sily, ak je to možné!
Požiadajte žiakov, aby zdieľali príklady, ktoré si všimli doma, ako otváranie dverí alebo jazda na bicykli. Toto robí učenie osobným a nezabudnuteľným!
Sily sú tlačky alebo ťahy, ktoré spôsobujú pohyb, zastavenie alebo zmenu tvaru objektov. Pochopenie síl pomáha študentom pochopiť, ako veci fungujú v každodennom živote, od jazdy na bicykli po pohyb planét, čím robí vedu relevantnejšou a zaujímavejšou.
Použite jednoduché príklady: Kontaktové sily (napríklad trenie alebo vztlak) vyžadujú, aby sa objekty dotýkali, zatiaľ čo nekontaktové sily (napríklad gravitačná alebo magnetická) pôsobia na diaľku. Praktické aktivity alebo každodenné scenáre pomáhajú študentom identifikovať a porovnať tieto typy.
Ukážte vyvážené sily s objektmi v pokoji alebo pohybujúcimi sa rovnomerne, a nevyvážené sily, keď objekty začínajú, končia alebo menia smer. Použite diagramy síl s šípkami na vizuálne znázornenie týchto konceptov počas diskusií v triede.
Skúste aktivity ako tlačenie hračkárskych áut na pozorovanie pohybu, tvorbu diagramov síl alebo navrhovanie rakiet na skúmanie ťahu a trenia. Storyboardy a reálne príklady robia hodiny interaktívnymi a zapamätateľnými pre študentov.
Jednotka sily newton (N) je pomenovaná po Sir Isaacovi Newtonovi, ktorý prvý popísal gravitačnú silu matematicky. Newton urobil významné príspevky do fyziky, matematiky a biológie, tvarujúc naše chápanie pohybu a síl.