Obtenga una reacción: las leyes del movimiento de Newton para niños: 3 pasos

2023 Autor: Alyssa Boolman | [email protected]. Última modificación: 2023-11-26 21:02

Todos hemos visto cómo las cosas se mueven. Todos hemos hecho que las cosas se muevan. Pero, ¿cuál es la ciencia detrás de esto?

Las actividades de este Instructable son una excelente manera de enseñar a los niños cómo y por qué se mueven las cosas, a través de desafíos que ilustran cada una de las leyes del movimiento de Sir Isaac Newton. Sería un precursor brillante de las actividades de este concurso que crean cosas que se mueven, ya que los niños abordarán las tareas con una comprensión de lo que están tratando de lograr y cómo la ciencia lo hace posible.

¿Lo mejor de esta lección? ¡Es una clase totalmente divertida y legítima para enseñar antes de Navidad! ¿Por qué? Porque el propio Newton nació el día de Navidad. ¡Feliz Newton-mas a todos!

Este club se desarrolló originalmente y se entregó como un club de ciencias de los sábados para niños de 5 a 9 años y sus adultos acompañantes. Nuestros clubes inspiran a los niños a dedicarse a la ciencia y se llevan a cabo en nuestro nuevo centro de ciencias en Oxford, Inglaterra. Entregamos nuestro club como un taller de 90 minutos, pero puedes integrar cada una de estas actividades en tu programa de estudios de la forma que elijas.

Este Instructable utiliza terminología científica que quizás desee presentar a sus alumnos. Se ha subrayado un vocabulario importante la primera vez que se utiliza.

Suministros

Actividad 1- Laberintos de mármol

Pizarrones (bandejas de té o libros grandes con tapa dura funcionan bien para esto)

Palitos de polo

Pasta adhesiva

2x carretes de algodón (o algo de tamaño similar para apuntalar la tabla)

Pequeños objetos aleatorios (usamos ladrillos Lego, teclas del teclado, dominó, etc.)

Cronómetro o temporizador

Actividad 2- Mini golf

Hoyos de campo de golf impresos en 3d o construidos con materiales reciclados

Cinta adhesiva

Palos de golf (siempre puedes intentar hacer algún tipo de dispositivo con cosas que tienes en casa o en tu salón de clases)

Materiales reciclados (opcional)

Actividad 3- La cuna de Newton

Palitos de polo

Canicas

Hilo

Camas de plástico

Pistola de pegamento con barras de pegamento

Tijeras

Paso 1: Primera ley de movimiento de Newton

La Primera Ley del Movimiento de Newton establece que un objeto permanecerá en reposo o en movimiento uniforme en línea recta a menos que actúe sobre él una fuerza externa desequilibrada.

¿Qué significa esto?

¡Significa que las cosas no se mueven por sí solas! Y cuando las cosas se ponen en movimiento, seguirán moviéndose hasta que algo lo detenga.

Una forma perfecta de demostrar esto es haciendo un laberinto de mármol. Cuando colocas la canica en una tabla horizontal, es posible que ruede un poco, pero no viajará demasiado lejos.

1. ¿Qué pasaría si inclinas la tabla ligeramente hacia arriba o hacia abajo?

a) Comenzará a moverse hacia abajo.

2. ¿Por qué se mueve en esta dirección?

a) Existe una fuerza llamada gravedad que hace que la canica se mueva hacia abajo. De hecho, la gravedad es una de las razones por las que la canica permanece en tu tabla (¡en lugar de volar por el aire!) La gravedad siempre quiere tirar las cosas directamente hacia abajo, pero con la tabla inclinada, la fricción hace que la bola ruede lentamente hacia abajo. tabla antes de caer al suelo.

3. ¿Sabías que en la Tierra, la gravedad siempre tiene la misma cantidad de fuerza? La fuerza es de 9,8 metros por segundo. Esto significa que, si dejara caer algo desde una altura de 9,8 metros, la gravedad por sí sola haría que golpeara el suelo en 1 segundo. Pero es posible que esto no siempre suceda … ¿alguien puede pensar por qué?

una. La gravedad no es la única fuerza que actúa sobre los objetos que caen. Mire lo que sucede cuando dejo caer dos hojas de papel: una forma una bola y la otra no. ¿Qué sucede cuando se dejan caer desde la misma altura al mismo tiempo? ¿Por qué crees que podría pasar esto?

Tarea: construye tu propio laberinto de mármol

En Science Oxford, tenemos nuestros propios juegos de laberintos de mármol que armamos y usamos en nuestros clubes y los prestamos a las escuelas locales. Los kits contienen una variedad de artículos que incluyen tablas de madera, carretes de algodón para sostener las tablas, palos de polo, bloques de Lego, teclas del teclado y blu-tack.

Puede crear su propio tablero con una bandeja de té normal o un libro grande de tapa dura. Los palos de polo son muy prácticos de usar, pero puede usar cualquier artículo pequeño que tenga en su salón de clases / en la casa. ¿Por qué no desafiar a los niños a obtener sus propios materiales?

Hágalo desafiante:

- Nos gusta plantear a los niños el desafío de mantener la canica en su tablero y en movimiento durante al menos tantos segundos como su edad en años. Utilice un cronómetro para registrar sus tiempos y haga pequeños cambios después de cada intento para ver si puede mejorar su puntuación.

- Cambia la inclinación de tu tabla y evalúa cómo afecta esto a tu puntuación.

- Si velocidad = distancia / tiempo, ¿puedes calcular la velocidad a la que viaja tu canica?

- ¿Quieres hacer un laberinto de mármol épico? ¿Por qué no (¡de forma segura!) Apuntalar una mesa para crear una pendiente y construir sobre ella?

- Cuantos menos materiales tenga, más difícil será crear un laberinto de mármol que mantenga el mármol en movimiento durante mucho tiempo. Puede presentar la idea de pruebas justas dándole a cada niño / grupo los mismos materiales con los que trabajar.

Paso 2: Segunda ley de movimiento de Newton

La Segunda Ley del Movimiento de Newton establece que si se requiere una fuerza externa desequilibrada para producir un cambio en la velocidad, entonces una fuerza externa desequilibrada provoca una aceleración.

¿Qué significa esto?

Significa que cuanto más fuerte golpeas algo, más rápido se mueve y por más distancia.

Pero, ¿golpear algo para que se mueva rápido y lejos siempre es algo bueno? ¡Vamos a probar esto haciendo nuestro propio campo de minigolf!

Tu tarea:

Trabajarás en grupos de mesa para, en primer lugar, construir tu hoyo del campo de golf. Tendrás tu agujero impreso en 3D y un rollo de cinta adhesiva con la que construir tu camino. También puede utilizar materiales reciclados para crear túneles, puentes y otros obstáculos. Luego, todos intentaremos completar los puntos de los demás en el campo de golf.

Siéntase libre de llevar la puntuación sobre la marcha; ¡Cuantos menos golpes dé para meter la bola en el hoyo, mejor! Lo que realmente quiero que pienses mientras juegas es cuánta fuerza quieres aplicar a la pelota para ponerla en movimiento. ¡Es posible que necesite ajustar la fuerza que aplica para llevar la pelota a donde desea que esté!

Recreando este proyecto:

- Se adjuntan archivos.stl de hoyos de minigolf que diseñé en Tinkercad para imprimirlos en una impresora 3D. Si desea que este proyecto esté más dirigido por los estudiantes, puede hacer que los estudiantes diseñen los agujeros ellos mismos. Este es un primer proyecto bastante fácil para enseñar los conceptos básicos de Tinkercad, ya que solo tiene que insertar formas básicas y cortar agujeros (usando una forma de cilindro).

- Si prefiere no imprimir los agujeros en 3D, los niños pueden construirlos con materiales reciclados.

Paso 3: Tercera ley de movimiento de Newton

La Tercera Ley del Movimiento de Newton establece que para cada acción hay una reacción igual y opuesta.

¿Qué significa esto?

Imagínese rodar dos balones de fútbol uno hacia el otro. Cuando se golpean, se recuperan y comienzan a rodar en la dirección opuesta. Esto se debe a que la energía se transfiere de una pelota a otra. Del mismo modo, si dos de ustedes se encontraran a gran velocidad, terminarían rebotando hacia atrás antes de caer al suelo (solo tomaremos mi palabra; no hay necesidad de demostrar …)

Lo mismo sucede con la cuna de Newton; cuando balancea uno de los cojinetes de bolas, la energía se transfiere al que golpea. Lo que notará es que los rodamientos de bolas del medio no parecen moverse mucho, mientras que el rodamiento de bolas al final se moverá con un impulso similar al aplicado al primero.

¿Sabías que la cuna de Newton no fue nombrada ni inventada por Isaac Newton? En realidad, fue nombrado por un tipo llamado Simon …

Tarea:

Vamos a intentar construir nuestras propias cunas de Newton. Esto requerirá que niños y adultos trabajen juntos. Algunas partes son bastante complicadas y usaremos pegamento caliente que debe usar con cuidado.

Eche un vistazo a las fotos adjuntas para obtener instrucciones visuales sobre cómo hacer su propia cuna de Newton.

1. Construya su marco con palos de paleta y pegamento termofusible. Asegúrese de que tenga la misma altura en ambos lados y que su base sea lo más cuadrada posible.

2. Pegue una cuenta en cada una de sus 5 canicas. Usé Hama o cuentas calientes, ya que son de buen tamaño. Luego, pasará el hilo por las cuentas para colgar las canicas de su marco.

3. Cuelgue las canicas de su marco de modo que se toquen entre sí y cuelguen cerca de la mesa, pero sin tocarlas.

4. Pruebe su Newton’s Cradle y compruebe que las canicas se ponen en movimiento como es de esperar. Cuando esté satisfecho con la ubicación de sus canicas, use pegamento caliente para asegurarlas a su marco.

Consejos:

- Al prepararme para este club, creé algunos de mis propios Newton's Cradles, con diversos grados de éxito. Descubrí que algunas cosas eran clave para hacer que la cuna se moviera de manera efectiva: usar canicas del mismo tamaño y peso, espaciar las canicas de manera uniforme, colgar las canicas hacia abajo pero sin tocar la mesa, hacer que las canicas * simplemente * se toquen entre sí.

- En lugar de ser demasiado prescriptivo en cómo hacer el Newton's Cradle, mostré mis ejemplos a las familias y luego, al final, intentamos usarnos mutuamente para crear nuestros propios 'criterios de éxito' para un Newton's Cradle bueno y funcional.. ¡Puntos adicionales para aquellos que puedan dar algunas ideas de por qué debe construirse de esta manera para que funcione!