שיש לי ילד בן 6, והסברתי את זה בהצלחה, הנה עצתי מניסיון:

• אל תנסה להסביר את כוח המשיכה ככוח מסתורי. זה לא הגיוני לרוב ה מבוגרים (עצוב, אבל נכון! דבר עם לא-פיזיקאים על זה ותראה), זה לא הגיוני ל -6 יא.

  הסיבה לכך שזה לא יעבוד היא שהיא דורשת הסקה מעקרונות כלליים ליישומים ספציפיים, פלוס זה דורש חשיבה מופשטת מתקדמת כדי אפילו להבין את מושג הכוחות הבלתי נראים. אלה לא כישורים שילד בן 6 נמצא בקצות אצבעותיהם. רוב הדברים שהם מבינים עכשיו הם חלקים והם לא יתחילו להתאים את חוויותיהם למודלים המודעים ביותר של המציאות מזה כמה שנים.

• האם לנצל נטייתו של ילד בן 6 לתיאור פעולות-שקורות בערך נקוב כעובדות פשוטות. "

  דברים מושך דברים אחרים לעצמו. כשיש לך הרבה דברים, זה מושך דברים אחרים ל הרבה . הדברים הגדולים יותר מושכים אליהם את הדברים הקטנים יותר.

  הם שהבינו בעבר את צורת מערכת השמש ותפיסה רופפת של עובדת מסלולים (לא איך הם עובדים - זו חתיכה אחרת - רק שכוכבי לכת וירחים נעים במסלולים "מעגליים" סביב דברים כבדים יותר כמו השמש וכדור הארץ) עשויים להיות שימושיים לפני שתתחיל בחלקים אלה של השיחה. אני לא בטוח, אבל זה היה דבר ששש השנים האחרונות שלי כבר התחילו להבין בנקודה זו. מעורב בכך שזה קורה, ואיך זה גרם למשוך יותר ויותר. לכן, אני לא ממש יכול להפריד בין הרקע הזה; זה עשוי גם לעזור / להיות נחוץ.

• אל תנסה לתקן את הבלבול של ילד בן 6 לגבי היחס של מעלה ומטה, אך השתמש זה במקום.

  יש הרבה כדור הארץ מתחתינו, וזה מושך אותנו מטה כשאנחנו קופצים. אם נקפוץ מהצד, זה היה מושך אותנו אחורה הצידה. אם נפלנו מהתחתית, זה היה מושך אותנו חזרה למעלה.

  אתה יכול לעקוב אחר זה אחר כך בדיאלוג סוקרטי על האופי היחסי של מעלה ומטה, אך אל בוץ את מים עם זה מיד. לא תהיה כל רכישה עד שהם יקבלו את העובדה שכדור הארץ ימשוך אותך "חזרה" אם תיפול.

• בנה אותו על פני סדרת שיחות. הם לא יקבלו את זה בפעם הראשונה, או העשירית, אבל חלקים ממנה ידבקו.

• אל תנסה להנחיל אחיזה במודל העבודה הכללי. אם תוכל להעביר להם בהצלחה כמה עובדות בודדות ומנותקות שהם באמת מאמינים, הרכבתן תתרחש ככל שתתבגר ותתבגר ותקבל יותר חשיפה לדברים האלה.

הכל זה בהנחה, כמובן, ילד חכם הגון אך לא מופלא. (ילד פלא בן 6 יכול כנראה לתפוס את מודל הכבידה של מבוגר הדיוט, אבל אם זה עם מי אתה מתמודד, אינך צריך להתאים את ההוראה שלך.)

לקבלת הקשר נוסף , זה היה גם אחרי שהכיתה של הילד שלי התחילה להתנסות במגנטים בבית הספר. קיבלתי השראה לנסות להסביר את כוח המשיכה כשהילד שלי אמר לי שעצים לא צפים לחלל מכיוון שכדור הארץ היה מגנט ענק. (נכון! אבל לא מדוע עצים לא צפים משם.) השוואת כוח המשיכה והמגנטיות אולי עוזרים, לתת להם דוגמה למשיכה בלתי נראית שהם יכולים להרגיש, אבל זה פשוט עלול לבלבל את הנושא הרבה מכיוון שהיה לי הרבה עבודה (במהלך שיחות מרובות) לשכנע את עצמי שעצים לא נדבקים לקרקע בגלל מגנטיות, גם אם כדור הארץ הוא מגנט ענק.

וגם עצה אחרונה שהיא אגבית, אך יכולה לעזור:

• לאחר שעברת כמה מהשיחות האלה, הפעל את תוכנית החלל של קרבל בזמן שהן צופות. (שוב, זה בא מניסיון. הילד שלי אוהב לראות KSP.) לראות דוגמה מעשית לכוח המשיכה בעבודה בסביבה הטבעית שלה תרחיק דרך ארוכה לביסוס השיחות הקודמות. זה אולי נשמע כמו בדיחת חתימה, אך לראות מערכת נעה ומתופעלת עושה הבדל ענק להבנתו של ילד צעיר, מכיוון שהיא אינה מופשטת יותר או מחייבת בנייה של הפשטות נפשיות, כמו מראה להם גלובוס עושה.

התפיסה המוטעית נובעת ככל הנראה מאי הבנה של "למטה". ביצוע ציור דו-ממדי של כדור הארץ עם בניינים, אנשים ועצים עשוי לעזור. לדוגמא,

עוטפים כדור (כמו כדור טניס) עם רצועת גומי. אמור לה להכניס את האצבע בין הכדור לגומיה ולנסות להרחיק את האצבע מהכדור. תני לה לעשות את זה מכל צידי הכדור. עכשיו הסבירו לה איך הגומיה דומה לכוח המשיכה.

שפשף בלון עם מטלית כדי לגרום למטען שידגים "נצמד סטטי" ואז משוך פיסות נייר קטנות עם הבלון. ברגע שהם יראו שחשמל סטטי מושך את חלקי הנייר הקטנים לתחתית הבלון, אז אתה יכול להתחיל להסביר להם על 'הכוח'.

שאל את הילד מה המשמעות של "למטה" לאנשים בצד השני של כדור הארץ.

א) נסה לגרום לה להבין את המושג "כוח": קושר שני כדורים על רצועה אלסטית. תגרום לה לפרק אותם כך שתקבל תחושת כוח. קח תפוח ושחרר אותו. תן לה להבין שאם כוח (היד שלה) לא אוחז בחפץ הוא נמשך על ידי האדמה, הדרך בה האלסטי מושך את הכדורים.

ב) ואז הראה לה על כדור הארץ איפה אתה. הראה את האנכי לאן נופל התפוח. לאחר מכן תוכל ללכת לכוח המושך לכיוון המרכז, באופן בו האלסטי מושך לאורך הקו, וכי הקו הוא המגדיר לאיזה כיוון הכוח מושך, הן עבור האלסטיקה והן עבור האדמה. בנה את האנלוגיה שכל נקודה על כדור הארץ מושכת לאורך הקו כאילו יש להקה, לכיוון המרכז.

בהצלחה

קח מגנט והחזק אותו אנכית, בוזק מילוי ברזל משני צידי המוט. סתימות ברזל בצד התחתון יהיו תלויות. ואז הילד יקבל תחושה שאפשר שהדברים יישארו בלי ליפול. אינך צריך להסביר את מושג הכבידה לילד כעת. הילד ייצור את ההסבר לעצמו (יכול להיות גם שהוא ניוטון הבא על ידי יצירת מושג חדש).

לאחר שבדקתי היטב את מצבה של ה- OP, אני מאמין שהמוקד נופל על התהליך הרטורי. בעקבות זאת, הגישה הטענה שלי תהיה הבאה: לעמוד איתן לגבי העובדה שכדור הארץ עגול, לגרום לילד ליישב את חוסר העקביות .

הסיבה לסוג זה של הגישה היא התנהגות הילד. הציטוט הבא הוא תסריט שחזרתי שוב ושוב על שיעורי הפיזיקה:

כמו כן עשיתי כמה ניסיונות באמצעות כדורגל, באומרתי ש- "Up" ו- "Down" הם כולם נקודת מבט מקומית ו אנשים בצד השני של כדור הארץ מרגישים שהם על העליונה, אבל היא עדיין לא מבינה את זה.

הנה, הצגתם טיעון. אבל מה עבר לאחר אותו ויכוח? אין פרשנויות לכאורה על הוויכוח של הילד. אין לי שום ציפייה שילד יחזור בתשובה עם טיעוני נגד עקביים או אירועים קוהרנטיים, אך נראה שהתגובה חסרה לגמרי.

זה מוכר לאלו מאיתנו עם ניסיון בהוראת הפיזיקה. תשובות שגויות תמיד קלות להתמודדות, וכמעט בונות באופן אוניברסלי. היעדר כל היווצרות מודלים שחוסם את ההתקדמות, ולעתים קרובות מוביל אותם להחליף מגמות למשהו שאינו טכני בגלל החוויה הרעה.

ראו את הרטוריקה כמו משחק שחמט (עם כללים שנקבעו רשמית. לתנועה). כמבוגר משכיל, כנראה שלא תתקשו להגיב לכל מהלך שהילד מבצע. אם כן, שאל כאן שאלה אחרת.

שום גישה רטורית לא תועיל 100% מהמקרים. דוגמאות נגדיות אינן תמיד מועילות, אך הן פונות לדוגמא מסוימת מאוד לוגיקה לא עקבית. אם היית מייחס להיגיון הרע לפני שאתה רואה את הדוגמה הנגדית, זה ישיג את מטרתו - הוכחת שאתה טועה. אני חושב שהתגובה הטובה ביותר שראיתי כאן הייתה התמונה הבאה (פורסמה כהערה):

^{(תמונה במקור מ http://www.caloi.com.ar/caloidoscopio_new/byn/byn53.gif)}

זוהי השלמות הפיזית.

האיור האבסורדי גורם לצופה לנטוש השקפה. אתה יכול לדחות שכדור הארץ הוא כדור, או שאתה יכול לדחות שכוח המשיכה תמיד באותו כיוון. אני מניח שהאפשרות תישאר שאנשים כרגע, נופלים מצדו של כדור הארץ. אני חושב שזה מה שהופך את הפיזיקה למהנה. לכל דגם שאנו בונים, יש סיפור שמשתלב איתו. לרוב ההצעות האישיות יכולות להיות בנויות סביבו מודל, שמשנה את כל השאר ביקום כך שיתאים. אבל ברגע שאתה נאלץ להסביר עובדות מרובות בו זמנית, אז אתה נמצא בתהליך של בניית פיזיקה. כל דגם הוא סיפור. אם אתה יכול להתחיל ליהנות מתהליך הסיפור של אותם מודלים / סיפורים, אתה בדרך לבית הספר לכיתה.

אני אומר שפיזיקה כוללת שני דברים: רציונליזם וראיות. העקביות של המודל שלך מוכתבת על ידי התבונה, אך איזה מודל חל נקבע על פי ראיות שאנו מקבלים על ידי העולם הסובב אותנו (שאין קיצור דרך נפשי לגביהם). הנה כמה סיפורים שיש בהם עקביות:

1. כדור הארץ שטוח, כוח הכבידה תמיד למטה. ניתן לקבוע את התוקף פחות או יותר רק על ידי מדידת צורת כדור הארץ.
2. כדור הארץ עגול, כוח המשיכה הוא תמיד באותו כיוון. מיקום פריבילגי "עליון כדור הארץ" קיים, וכל השאר משתפל למטה. אתה יכול לאמת זאת על ידי התבוננות בכדור שמתגלגל מקצה העולם.

אולי הדבר הכי טוב לעשות זה לא להיות נכון, אלא להראות איך אתה עצמך נהנה להיות שגוי. אם הם יחקו את ההתנהגות הזו, הם יהיו מדענים פנטסטיים.

יש סיכוי טוב שלא תצליח לגרום לה להבין איך זה עובד.

לדברי הפסיכולוג ההתפתחותי ז'אן פיאז'ה, ילדים בגילה נוטים לראות את עצמם כ"מרכז העולם ", ואינם מסוגלים לנמק עליו מכל נקודת מבט אחרת. התהליך נקרא אגוצנטריות, והיא אותה הסיבה לכך שילד מתבלבל כשאמו מכנה את הוריה (של האם) אם / אב במקום סבתא / סבא.

זה לא יזיק בניסיון להסביר, והיא עשויה לקבל קצת תובנה, אך אל תתסכל אם לא.

מדוע אינך מנסה להסביר שכל אובייקט מושך אליו אובייקטים אחרים, אך שכדי שיורגש, לפחות אחד האובייקטים חייב להיות גדול מאוד? כדור הארץ הוא עצם גדול מאוד, ולכן הוא מושך אליו דברים.

ציין את העובדה שכדור נופל ישר למטה, ולא הצידה. הסיבה לכך היא שהיא רוצה ללכת ל מרכז של כדור הארץ.

זה נכון בכל מקום. מה שאנחנו חושבים שהוא למטה הוא לכיוון מרכז כדור הארץ, וזה נכון לאן שנלך.

(ואז יש להסתכל על כדור הארץ ולראות מה הכיוון לכיוון המרכז)

אמור לו שמשמעותו למטה היא " פנימה לכיוון מרכז כדור הארץ, לא משנה היכן אתה נמצא."

הסבר שכיוון שכדור הארץ עגול, ואנשים אינם נופלים למטה (מכיוון שאין "מטה" מוחלט) הם נופלים לכיוון מרכז האדמה.

מה שעזר לי להבין את כוח המשיכה הוא לעצב זמן חלל כטרמפולינה או סדין מתוח. עכשיו שים עליו מלון ואומר "זו אדמה שמכופפת את החלל." עכשיו קח שיש ואמר "זה אתה, גם כיפוף שטח, ובכל זאת לא כל כך הרבה". ולא משנה איפה שמים את השיש, הוא תמיד יורד "כלפי מטה" לכיוון האדמה, מכיוון שכדור הארץ מתכופף ביותר בזמן.

עם זאת, מה שלדעתי חשוב להעביר שלא רק דברים נופלים לכיוון האדמה אלא גם לכל מסה יש שדה כוח משיכה משלה שאינו שונה לחלוטין משדה מגנטי.

אתה יכול להשתגע עם הניסוי הזה באומרו שהמלון הוא השמש, שיש גדול יותר הוא כדור הארץ. במקום לתת לשיש האדמה ליפול תן לו דחיפה מהצד והיא תקיף את השמש לזמן מה.

אתה יכול אפילו להוסיף שיש קטן יותר כמו הירח ואם אתה זורק את האדמה והירח משתלב היטב. די, תוכלו לראות את שיש הירח שמקיף את שיש האדמה בעוד שניהם מקיפים את שמש המלון.

יש דוגמה נחמדה אמיתית לניסוי זה ביוטיוב.

שאלה זו היא למעשה שאלה מאתגרת מאוד ונפתרה לראשונה בצורה מספקת על ידי אלברט איינשטיין במהלך פיתוח תורת היחסות הכללית מיחסיות מיוחדת:

הצעד הראשון שלו לעבר תורת הכבידה היחסית. ההצעה של עקרון השוויון. הוא מצויד בעקרון זה, הוא יכול היה להסביר כמה השפעות כוח משיכה כמו מעבר תדר הכבידה של האור (או הרחבת הזמן) והסטת הכבידה של האור:

אבל הוא לא יכול להסביר את השפעות הכבידה ליד מקורות הכבידה כמו כדור הארץ: הוא לא יכול היה להסביר מדוע האנשים בצד הנגדי של כדור הארץ חווים משיכת כוח משיכה בכיוון ההפוך של כדור הארץ. אפקטים אלה נקראים אפקטים של גאות ושפל :

הוא פתר בעיה זו על ידי הצעת אנלוגיה עמוקה בין כוחות גאות ושפל למשטחים הנקראים עקמומיות. . ביסודו של דבר, הוא הציע כי ניתן לייצג את המרחב (זמן) על ידי כמה אובייקטים גיאומטריים מעוקלים המכונים סעיפים (פסאודו-רימני). לפיכך, כל מה שאתה צריך להסביר לו הוא המושג הזה. אני חושב שהתמונה הבאה, (אם כי עם הימנעות מממד הזמן, היא בכלל לא מדויקת) יכולה לעזור לך / לו מאוד:

תמונות אלו עוזרות אותו לתפוס את המושג ב פשוט , גיאומטרי ועם זאת מדויק מדעית ככל האפשר: כל האובייקטים סביב כדור הארץ נופלים לכיוון פני האדמה (מרכז, כמובן). אני חושב שההסבר הזה תואם את הציטוט של איינשטיין הכל צריך להיות כמה שיותר פשוט, אבל לא פשוט יותר .

להשלמת תשובה זו, אני מסביר בקצרה (מאוד) את השלבים הנותרים. לתורת היחסות הכללית:

לאחר נקודה זו, הצעד היחיד שנותר לקראת התיאוריה שלו היה מציאת קשר בין העקמומיות הזו לבין נוכחותם של מקורות הכבידה כמו חומר וקרינה. הוא הגיע למשוואה המפורסמת שלו: $$ \ mathbf {G} = \ frac {8 \ pi G} {c ^ 4} \ mathbf {T} $$.

בו הכמות $ \ mathbf {G} $ מודדת את עקמת המרחב (זמן) והכמות $ \ mathbf {T} $ מודדת את תוכן החומר.

לפיכך, שלם פתרון לשאלה מדוע עצמים המוצבים במיקומים שונים ברחבי כדור הארץ חווים כוחות בכיוונים שונים (כולם לכיוון מרכז כדור הארץ) זקוקים בהכרח לטיעון כללי-רלטיביסטי.