Сила
Это понятие впервые встречается на программе «Проектная инженерная база» — примерно 9-10 лет (3-4 класс).
Толчок или тяга: так одно тело действует на другое. Сила разгоняет предмет, останавливает, поворачивает или сминает его.
Качели: толкнул — качнулись сильнее, придержал рукой — остановились. Пока никто не толкает и не тянет, ничего не меняется.
Найти в машине Голдберга три места, где одно тело действует на другое силой — толкает, тянет или останавливает, — и назвать их.
Мера действия одного тела на другое. Сила меняет скорость тела или его форму; у силы есть величина и направление. Измеряется в ньютонах: чтобы удержать груз 100 г, нужна сила около 1 Н. Несколько сил складываются: если они уравновешивают друг друга, скорость тела не меняется.
Измерить безменом две силы: сколько ньютонов нужно, чтобы удержать гирю на весу и чтобы равномерно тянуть её по столу; сравнить числа.
Векторная величина, мера взаимодействия тел; единица — ньютон, 1 Н = 1 кг·м/с². Второй закон Ньютона: F = m·a — сумма сил задаёт ускорение, а не саму скорость: равномерное движение сил не требует. Третий закон: тела действуют друг на друга с равными по величине и противоположно направленными силами.
Рассчитать силу, которая разгонит робота массой 2 кг с места до 1 м/с за 2 с (a = 0,5 м/с², F = 1 Н), и сравнить её с силой тяжести на робота (≈20 Н).
Частое заблуждение
«Сила — это запас энергии в теле». Нет: сила — действие одного тела на другое прямо сейчас (толчок, тяга, притяжение); запасти силу нельзя, а энергию — можно.