Положите лёгкий шарик вплотную к загнутому заднему краю картонной подложки. Начните плавно ускорять подложку: край толкает шарик. Не переходя к движению с постоянной скоростью, начните тормозить. Повторите запуск с похожим разгоном, но остановите подложку резче. Наблюдайте, продолжает ли шарик двигаться после полной остановки картона. Это помогает увидеть инерцию. Различие между запусками может оказаться малозаметным: не нужно добиваться заранее заданной дальности проката.
Для сравнения используйте один и тот же шарик, ту же подложку и примерно одинаковое начальное движение. Меняйте способ остановки. Проводите опыт на полу, вдали от края стола и хрупких вещей. Скорость нужна небольшая: достаточно, чтобы шарик успел покатиться на несколько сантиметров.
Соберите простую площадку
Понадобятся плотный прямоугольник картона примерно 30 × 40 см, один лёгкий шарик диаметром около 4–6 см и бумажный скотч. Подойдёт небольшой мягкий мячик с достаточно ровной поверхностью. Слишком тяжёлый шар не нужен: задача — увидеть продолжение движения, а не добиться дальнего броска.
Загните задний край картона вверх примерно на 2 см и закрепите сгиб скотчем по бокам. Положите картон на гладкий пол и поставьте шарик вплотную к загнутому краю: при разгоне край будет толкать шарик, а при торможении шарик сможет отойти от края и прокатиться вперёд. Направление движения заранее обозначьте словами: «Мы двигаем картон к этой стене». Между площадкой и стеной оставьте свободное пространство. Наблюдайте движение только на картоне; если шарик приблизился к переднему краю, взрослый ловит его, а запуск на этом заканчивается.
Перед началом проверьте, что картон достаточно ровный и шарик не скатывается с него сам. Если он уезжает из-за наклона пола или выгнутой середины картона, выровняйте картон или выберите другое место. На ковре с высоким ворсом подложка может идти рывками, поэтому удобнее гладкий пол.
Сначала остановите подложку плавно
Взрослый начинает плавно ускорять картон по гладкому полу. Загнутый край толкает шарик. После короткого разгона сразу начинайте постепенно замедлять картон и остановите его. Не ведите картон с постоянной скоростью: шарик может отойти от края ещё до торможения. Ребёнок смотрит, где оказался шарик: остался ли ближе к середине или немного прокатился вперёд.
Объясните задачу наблюдателю до запуска: «Следи за шариком в тот момент, когда картон перестанет двигаться». Иначе ребёнок может смотреть только на руку взрослого и пропустить нужную часть. Если шарик слегка катится даже после плавной остановки, это нормальное наблюдение. «Плавно» не означает, что движение исчезнет у всех предметов мгновенно.
Повторите один-два раза, чтобы почувствовать удобную скорость. Старайтесь тянуть картон по прямой, без встряхивания и наклона. Не нужно разгонять его сильнее при каждом повторе: позднее вы будете сравнивать именно остановку, а не соревнование на дальность проката.
Затем остановите подложку резче
Верните тот же шарик вплотную к загнутому краю. Разгоните картон в том же направлении примерно так же, как в первом запуске. Сразу после короткого разгона остановите картон заметно быстрее, удерживая его руками. Следите, движется ли шарик относительно уже остановившегося картона. Не сравнивайте дальность проката после схода с подложки; у переднего края взрослый ловит шарик.
Сравните не точные сантиметры, а поведение в момент остановки. При плавном торможении шарик постепенно отходит от заднего края и замедляется под действием трения. При резком торможении картон быстро останавливается, а шарик продолжает путь вперёд. Его постепенно остановят трение о поверхность и другие воздействия. Так ребёнок видит инерцию в конкретной ситуации, не превращая опыт в определение из учебника.
Если при резкой остановке шарик подпрыгнул, скорее всего, картон резко дёрнули вверх или ударили краем о препятствие. Это меняет ход опыта. Повторите, удерживая подложку горизонтально и останавливая её руками. Нам нужно увидеть продолжение движения вперёд, а не прыжок от удара.
Проследите один полный ход
Допустим, ребёнок предсказывает: «Когда картон остановится, шарик тоже сразу остановится». Вы кладёте шарик вплотную к загнутому краю, плавно разгоняете картон и сразу начинаете постепенно тормозить. Смотрите, как шарик отходит от края. Верните всё в исходное положение. Повторите похожий короткий разгон, но на этот раз остановите картон быстрее. Отметьте, двигался ли шарик после остановки картона.
После этого спросите: «Что остановилось первым?» Ребёнок отвечает: «Картон». Следующий вопрос: «Что ещё двигалось после этого?» — «Шарик». Из этих двух наблюдений и складывается объяснение. Не требуется, чтобы каждый повтор дал одинаковую длину проката: положение шарика и усилие руки немного различаются.
Зарисуйте положение шарика в момент, когда картон уже остановился, и его дальнейшее движение. Не назначайте заранее, какая стрелка должна быть длиннее: путь шарика зависит от скорости, трения и хода торможения. Для объяснения инерции достаточно заметить, продолжал ли шарик двигаться относительно уже остановившегося картона.
Игра «Угадай продолжение»
Цель игры — научиться замечать момент, когда опора останавливается, а предмет ещё движется. Подготовьте ту же площадку. Взрослый заранее называет один из двух способов остановки. Ребёнок перед запуском говорит, какого движения шарика ожидает после остановки.
Один ход: взрослый сообщает «Сейчас остановлю быстро». Ребёнок показывает рукой предполагаемый путь шарика. Взрослый плавно разгоняет картон и сразу после короткого разгона быстро останавливает его. После запуска ребёнок сравнивает прогноз с реальным движением. Затем роли можно поменять: ребёнок под присмотром двигает картон с небольшой скоростью, а взрослый прогнозирует. Игра завершается после двух разных остановок, когда участники назвали различие между ними.
Не делайте целью самый дальний прокат. Если начать резко разгонять подложку, сравнение испортится: изменятся и скорость, и остановка. Игра интереснее, когда каждый ход проверяет конкретный прогноз, а не силу рук.
Разберите частые помехи
Если шарик постоянно уходит вбок, проверьте поверхность: картон может быть выгнут, пол — наклонён, а сам шарик — не совсем круглым. Поверните подложку на пол-оборота и повторите. Если направление ухода поменялось вместе с картоном, причина, вероятно, в его форме. Для основного сравнения возьмите более ровный кусок.
Если шарик скользит, а не катится, это не мешает увидеть, что он продолжает путь после остановки опоры. Но описывайте именно то, что произошло: «скользнул вперёд», а не «покатился». Не стоит подменять наблюдение привычной формулировкой.
Если различия почти нет, попробуйте сделать плавную остановку действительно постепенной, а быструю — короткой, сохраняя низкую начальную скорость. Наблюдайте только движение на подложке.
Чтобы сравнить движение по инерции с движением под действием притяжения, проведите опыты с магнитом для детей 6–7 лет. В одном из них крышка движется вслед за магнитом через лист бумаги. Здесь же после остановки картона шарик продолжает двигаться, хотя подложка уже не подталкивает его.
Частые вопросы
Можно ли провести опыт на столе?
Лучше на полу. У края стола шарик может упасть, а взрослому придётся ловить его вместо наблюдения. На полу проще оставить достаточно места для короткого движения и спокойно повторить запуск.
Что делать, если шарик не остаётся на картоне до старта?
Проверьте, не наклонена ли подложка. Положите её на ровный пол и используйте шарик с более ровной поверхностью. Пока шарик катится сам, сравнивать способы остановки невозможно.
Почему шарик всё-таки останавливается?
Инерция не означает бесконечное движение в комнате. Шарик взаимодействует с картоном и воздухом. Для опыта важно заметить короткий промежуток, когда подложка уже остановилась, а шарик ещё движется.
Нужно ли толкать картон сильнее во втором запуске?
Нет. Старайтесь одинаково плавно разгонять картон на коротком участке и сразу переходить к торможению. Меняйте только характер остановки: постепенное замедление в первом случае и более быстрое во втором.