Ich habe meinen eigenen 6-Jährigen und habe dies erfolgreich erklärt. Hier ist mein Rat aus Erfahrung:

• Versuchen Sie nicht, die Schwerkraft als mysteriöse Kraft zu erklären. Für die meisten Erwachsenen macht es keinen Sinn (traurig, aber wahr! Sprechen Sie mit Nicht-Physikern darüber und Sie werden sehen), für einen 6-Jährigen macht es keinen Sinn.

  Der Grund, warum dies nicht funktioniert, ist, dass es Rückschlüsse von allgemeinen Prinzipien auf bestimmte Anwendungen erfordert. plus erfordert fortgeschrittenes abstraktes Denken, um das Konzept der unsichtbaren Kräfte überhaupt zu erfassen. Das sind keine Fähigkeiten, die ein 6-Jähriger zur Hand hat. Die meisten Dinge, die sie gerade herausfinden, sind stückweise und sie werden ihre Erfahrungen noch einige Jahre lang nicht an die am besten passenden bewussten Modelle der Realität anpassen.

• Nutzen Sie sie Die Tendenz des 6-Jährigen, Beschreibungen von Handlungen, die zum Nennwert stattfinden, als einfache, stückweise Fakten zu betrachten.

  Dinge ziehen andere Dinge zu sich. Wenn Sie eine Menge Dinge haben, werden andere Dinge viel herausgezogen. Die größeren Dinge ziehen die kleineren Dinge zu sich.

  Sie haben zuvor die Form des Sonnensystems verstanden und die Tatsache der Umlaufbahnen nicht verstanden (nicht wie sie funktionieren - das ist ein anderes Stück - Nur dass sich Planeten und Monde in "kreisförmigen" Bahnen um schwerere Dinge wie Sonne und Erde bewegen) kann nützlich sein, bevor Sie sich auf diese Teile des Gesprächs einlassen. Ich bin mir nicht sicher, aber das war eine Sache, die mein 6-Jähriger bereits zu diesem Zeitpunkt zu begreifen begonnen hatte.

  Diese Gespräche wurden auch mit unseren Gesprächen darüber gemischt, wie sich die Erde aus Trümmern bildete und wie der Zug war daran beteiligt, dass dies geschehen konnte und wie es den Zug immer mehr machte. Daher kann ich diesen Hintergrund nicht wirklich trennen. Es kann auch hilfreich / notwendig sein.

• Versuchen Sie nicht, die Verwirrung eines 6-Jährigen über das relative Auf und Ab zu korrigieren, sondern verwenden Sie es stattdessen.

  Unter uns befindet sich viel Erde, die uns beim Springen nach unten zieht. Wenn wir von der Seite springen würden, würde es uns seitwärts zurückziehen. Wenn wir vom Boden fallen würden, würde es uns wieder nach oben ziehen.

  Sie können dies später mit einem sokratischen Dialog über die relative Natur von Auf und Ab fortsetzen, aber das nicht trüben Wasser damit sofort. Das wird keinen Kauf haben, bis sie die Tatsache akzeptieren, dass die Erde Sie "zurückziehen" wird, wenn Sie herunterfallen. Sie werden es nicht beim ersten oder zehnten Mal bekommen, aber Teile davon bleiben haften.

• Versuchen Sie nicht, das gesamte Arbeitsmodell zu verstehen. Wenn Sie ihnen erfolgreich einige einzelne, nicht zusammenhängende Fakten geben können, von denen sie tatsächlich glauben, dass sie zusammengesetzt werden, wenn sie älter und reifer werden und mehr Kontakt mit diesem Zeug haben.

Alle Dies setzt natürlich ein anständig kluges, aber nicht erstaunliches Kind voraus. (Ein 6-jähriges Wunderkind kann wahrscheinlich das Schwerkraftmodell eines Laien verstehen, aber wenn Sie es damit zu tun haben, müssen Sie Ihren Unterricht nicht anpassen.)

Für mehr Kontext Dies geschah auch, nachdem die Klasse meines Kindes in der Schule angefangen hatte, mit Magneten zu experimentieren. Ich war inspiriert zu versuchen, die Schwerkraft zu erklären, als mein Kind mir sagte, dass Bäume nicht in den Weltraum schweben, weil die Erde ein riesiger Magnet ist. (Stimmt! Aber nicht, warum Bäume nicht wegschweben.) Der Vergleich von Schwerkraft und Magnetismus könnte helfen, ihnen ein Beispiel für unsichtbaren Zug zu geben, den sie fühlen können, aber es könnte das Thema nur sehr verwirren auch, da ich viel Arbeit hatte (über mehrere Gespräche hinweg), um meine eigenen davon zu überzeugen, dass Bäume aufgrund von Magnetismus nicht am Boden haften, selbst wenn die Erde ein riesiger Magnet ist.

Und ein letzter Ratschlag, der zufällig ist, aber helfen kann:

• Wenn Sie einige dieser Gespräche geführt haben, spielen Sie Kerbal Space Program , während sie sich ansehen. (Auch dies kommt aus Erfahrung. Mein Kind liebt es, KSP zu sehen.) Ein praktisches Beispiel für die Schwerkraft bei der Arbeit in einer natürlichen Umgebung zu sehen, trägt wesentlich dazu bei, die vorherigen Gespräche zu festigen. Es mag wie ein Abmeldungswitz klingen, aber zu sehen, wie sich ein System bewegt und manipuliert wird, macht einen großen Unterschied für das Verständnis eines kleinen Kindes, da es nicht mehr abstrakt ist oder mentale Abstraktionen erfordert, um es zu erfassen Ihnen einen Globus zu zeigen, tut es.

Das Missverständnis beruht wahrscheinlich auf einem Missverständnis von "down". Eine 2D-Zeichnung der Erde mit Gebäuden, Menschen und Bäumen könnte hilfreich sein. Zum Beispiel

Wickeln Sie einen Ball (wie einen Tennisball) mit einem Gummiband ein. Sagen Sie ihr, sie soll ihren Finger zwischen den Ball und das Gummiband legen und versuchen, ihren Finger vom Ball wegzubewegen. Lassen Sie sie dies auf allen Seiten des Balls tun. Erkläre ihr jetzt, wie das Gummiband wie die Schwerkraft ist.

Reiben Sie einen Ballon mit einem Tuch, um eine Ladung zu induzieren, die "statische Anhaftung" zeigt, und ziehen Sie dann kleine Papierstücke mit dem Ballon an. Sobald sie sehen, dass statische Elektrizität die kleinen Papierstücke an den Boden des Ballons zieht, können Sie ihnen die Kraft erklären.

Fragen Sie das Kind, was "unten" für die Menschen auf der "anderen Seite" der Erde bedeuten würde.

Hier einige Ideen:

a) Versuchen Sie, ihr das Konzept der "Kraft" verständlich zu machen: Binden Sie zwei Kugeln an ein Gummiband. Lassen Sie sie sie auseinander ziehen, damit sie ein Gefühl von Kraft bekommt. Nimm einen Apfel und lass ihn fallen. Lassen Sie sie verstehen, dass wenn eine Kraft (ihre Hand) ein Objekt nicht hält, es von der Erde gezogen wird, wie das Gummiband die Kugeln zieht.

b) Zeigen Sie sie dann auf einem Globus, wo Sie sich befinden. Zeigen Sie die Vertikale, wo der Apfel fällt. Sie könnten dann zu der Kraft gehen, die in Richtung der Mitte zieht, wie das Gummiband entlang der Linie zieht, und dass es die Linie ist, die definiert, in welche Richtung die Kraft zieht, sowohl für das Gummiband als auch für die Erde. Machen Sie die Analogie, dass jeder Punkt auf der Erde entlang der Linie zieht, als gäbe es ein Band in Richtung Zentrum.

Viel Glück

Nehmen Sie einen Magneten und halten Sie ihn senkrecht. Streuen Sie Eisenfüllungen auf beide Seiten der Stange. Eisenfüllungen an der Unterseite hängen. Dann bekommt das Kind das Gefühl, dass es möglich ist, dass die Dinge bleiben, ohne herunterzufallen. Sie müssen das Konzept der Schwerkraft für das Kind jetzt nicht erklären. Das Kind erstellt die Erklärung für sich selbst (kann auch durch Erstellen eines neuen Konzepts zum nächsten Newton werden).

Nach sorgfältiger Prüfung der Situation des OP liegt der Schwerpunkt meines Erachtens auf dem rhetorischen Prozess. Daraus folgend wäre mein argumentativer Ansatz folgender: Festhalten an der Tatsache, dass die Erde rund ist, das Kind dazu bringen, die Inkonsistenzen in Einklang zu bringen .

Der Grund für diese Art von Ansatz ist das Verhalten des Kindes. Das folgende Zitat ist ein Skript, das ich im Physikunterricht immer wieder wiederholt habe:

Ich habe auch einige Versuche mit einem Globus unternommen und gesagt, dass "Up" und "Down" alle lokale Perspektiven sind und Menschen auf der anderen Seite der Erde fühlen sich oben, aber sie versteht es immer noch nicht.

Hier haben Sie ein Argument vorgebracht. Aber was folgte nach diesem Streit? Es gibt keinen offensichtlichen Kommentar zu dem Argument des Kindes. Ich habe keine Erwartung, dass ein Kind mit konsistenten oder ereigniskohärenten Gegenargumenten erwidert, aber die Antwort scheint insgesamt zu fehlen.

Dies ist denjenigen von uns mit Erfahrung im Physikunterricht bekannt. Falsche Antworten sind immer leicht zu handhaben und fast universell konstruktiv. Es ist das Fehlen einer Modellbildung, die den Fortschritt blockiert und sie häufig dazu veranlasst, die Majors aufgrund der schlechten Erfahrung auf etwas Nicht-Technisches umzustellen.

Betrachten Sie die Rhetorik als ein Schachspiel (mit formal festgelegten Regeln) für die Bewegung). Als gebildeter Erwachsener haben Sie wahrscheinlich keine Probleme, auf Bewegungen des Kindes zu reagieren. Wenn Sie dies tun, stellen Sie hier eine andere Frage.

In 100% der Fälle ist kein rhetorischer Ansatz hilfreich. Gegenbeispiele sind auch nicht immer hilfreich, aber sie sprechen ein ganz bestimmtes Beispiel inkonsistenter Logik an. Wenn Sie der schlechten Logik zugeschrieben haben, bevor Sie das Gegenbeispiel sehen, wird es seinen Zweck erfüllen - zu zeigen, dass Sie falsch liegen. Ich denke, die beste Antwort, die ich hier gesehen habe, war das folgende Bild (als Kommentar gepostet):

^{(Bild ursprünglich von http://www.caloi.com.ar/caloidoscopio_new/byn/byn53.gif) sup>}

Dies ist die Perfektion der Physik.

Die absurde Illustration lässt den Betrachter eine Ansicht verlassen. Sie könnten ablehnen, dass die Erde eine Kugel ist, oder Sie könnten ablehnen, dass die Schwerkraft immer in die gleiche Richtung geht. Ich nehme an, die Option bleibt, dass die Menschen derzeit in diesem Moment von der Seite des Planeten fallen. Ich denke, das macht Physik Spaß. Für jedes Modell, das wir bauen, gibt es eine Geschichte, die dazu passt. Die meisten individuellen Sätze können mit einem Modell versehen sein, das alles andere im Universum ändert, um es anzupassen. Sobald Sie jedoch gezwungen sind, mehrere Fakten gleichzeitig zu erklären, sind Sie dabei, Physik aufzubauen. Jedes Modell ist eine Geschichte. Wenn Sie anfangen können, diese Modelle / Geschichten zu erzählen, dann sind Sie auf dem Weg zur Schule.

Ich sage, Physik beinhaltet zwei Dinge: Rationalismus und Beweise. Die Konsistenz Ihres Modells wird durch die Vernunft bestimmt, aber welches Modell gilt, wird durch Beweise bestimmt, die wir von der Welt um uns herum erhalten (für die es keine mentale Abkürzung gibt). Hier sind einige Geschichten, die Konsistenz haben:

1. Die Erde ist flach, die Schwerkraft ist immer unten. Die Gültigkeit kann mehr oder weniger nur durch Messen der Erdform bestimmt werden.
2. Die Erde ist rund, die Schwerkraft ist immer dieselbe Richtung. Es gibt einen privilegierten "Top of the Earth" -Standort, und alles andere fällt ab. Sie können dies überprüfen, indem Sie einen Ball beobachten, der vom Rand der Welt rollt.
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Vielleicht ist es das Beste, nicht richtig zu sein, sondern zu zeigen, wie Sie es selbst genießen, zu sein falsch. Wenn sie dieses Verhalten nachahmen, werden sie fantastische Wissenschaftler sein.

Es besteht eine gute Chance, dass Sie sie nicht verstehen lassen , wie es funktioniert.

Laut dem Entwicklungspsychologen Jean Piaget neigen Kinder in ihrem Alter dazu, sich selbst zu sehen als "Zentrum der Welt" und sind nicht in der Lage, darüber von einem anderen Standpunkt aus zu argumentieren. Der Prozess wird als Egozentrismus bezeichnet und ist der gleiche Grund, warum ein Kind verwirrt ist, wenn seine Mutter seine (Mutter-) Eltern Mutter / Vater anstelle von Großmutter / Großvater nennt.

Es wird nicht schaden, zu versuchen zu erklären, und sie kann einige Einsichten gewinnen, aber nicht frustriert werden, wenn sie es nicht tut.

Warum versuchen Sie nicht zu erklären, dass jedes Objekt andere Objekte anzieht, aber dass mindestens eines der Objekte sehr groß sein muss, damit es gefühlt werden kann? Die Erde ist ein sehr großes Objekt und zieht daher Dinge an.

Weisen Sie darauf hin, dass ein Ball gerade nach unten und nicht seitwärts fällt. Dies liegt daran, dass es zum Zentrum der Erde gehen möchte.

Dies gilt überall. Was wir für unten halten, ist in Richtung Erdmittelpunkt, und dies gilt überall dort, wo wir hingehen.

(und dann schauen Sie auf den Globus und sehen Sie, in welche Richtung zum Zentrum hin)

Sagen Sie ihm, dass unten " in Richtung Mittelpunkt der Erde bedeutet, egal wo Sie sich befinden."

Erklären Sie, dass Menschen, die rund sind und nicht herunterfallen (da es kein absolutes "down" gibt), in Richtung Erdmittelpunkt fallen.

Was mir geholfen hat, die Schwerkraft zu verstehen, ist die Modellierung der Raumzeit als Trampolin oder gestrecktes Bettlaken. Legen Sie nun eine Melone darauf und sagen Sie: "Dies ist die Erde, die den Raum verbiegt." Nehmen Sie jetzt einen Marmor und sagen Sie "Das bist du, auch Biegeplatz, aber nicht so viel". Und egal, wo Sie den Marmor ablegen, er geht immer "nach unten" in Richtung Erde, da sich die Raumzeit am meisten biegt.

Was ich jedoch für wichtig halte, um zu vermitteln, dass nicht nur Dinge auf die Erde fallen, sondern auch das Jede Masse hat ihr eigenes Schwerefeld, nicht ganz anders als ein Magnetfeld.

Sie können mit diesem Experiment verrückt werden, wenn Sie sagen, die Melone ist die Sonne, ein größerer Marmor ist die Erde. Anstatt den Erdmarmor fallen zu lassen, drücken Sie ihn seitwärts und er umkreist die Sonne für eine Weile.

Sie können sogar einen kleineren Marmor als den Mond hinzufügen und wenn Sie die Erde und den Mond marmorieren, gut Genug, Sie werden sehen, wie der Mondmarmor den Erdmarmor umkreist, während beide die Melonensonne umkreisen.

Auf youtube gibt es ein wirklich schönes Beispiel für dieses Experiment.

Diese Frage ist in der Tat eine sehr herausfordernde und wurde zuerst von Albert Einstein im Zuge der Entwicklung der allgemeinen Relativitätstheorie aus der speziellen Relativitätstheorie zufriedenstellend gelöst:

Sein erster Schritt in Richtung einer relativistischen Gravitationstheorie war der Satz des Äquivalenzprinzips. Ausgestattet mit diesem Prinzip konnte er einige Gravitationseffekte wie die Gravitationsfrequenzverschiebung des Lichts (oder die Zeitdilatation) und die Gravitationsablenkung des Lichts erklären:

, aber er konnte nicht erklären die Gravitationseffekte in der Nähe von Gravitationsquellen wie der Erde: Er konnte nicht erklären, warum die Menschen auf der gegenüberliegenden Seite der Erde eine Gravitationskraft in die entgegengesetzte Richtung der Erde erfahren. Diese Effekte werden als Gezeiteneffekte bezeichnet:

Er löste dieses Problem, indem er eine tiefe Analogie zwischen Gezeitenkräften und einer Eigenschaft von Oberflächen vorschlug, die als Krümmung bezeichnet wird . Grundsätzlich schlug er vor, dass Raum (Zeit) durch einige gekrümmte geometrische Objekte dargestellt werden kann, die als (pseudoriemannsche) Mannigfaltigkeiten bezeichnet werden. Alles, was Sie ihm erklären müssen, ist dieses Konzept. Ich denke, das folgende Bild (obwohl das Auslassen der Zeitdimension überhaupt nicht präzise ist) kann Ihnen / ihm sehr helfen:

Dieses Bild hilft er soll das Konzept in einem einfachen , geometrischen und doch so wissenschaftlich präzisen wie möglich erfassen: Alle Objekte rund um die Erde fallen auf die Erdoberfläche (natürlich in die Mitte). Ich denke, diese Erklärung stimmt mit Einsteins Zitat überein. Alles sollte so einfach wie möglich sein, aber nicht einfacher.

Um diese Antwort zu vervollständigen, erkläre ich (sehr) kurz die verbleibenden Schritte zur allgemeinen Relativitätstheorie:

Nach diesem Punkt bestand der einzige verbleibende Schritt in Richtung seiner Theorie darin, eine Beziehung zwischen dieser Krümmung und dem Vorhandensein von Schwerkraftquellen wie Materie und Strahlung zu finden. Er kam zu seiner berühmten Gleichung: $$ \ mathbf {G} = \ frac {8 \ pi G} {c ^ 4} \ mathbf {T} $$.

wobei die Menge $ \ mathbf {G} $ die Krümmung des Raums (Zeit) und die Menge $ \ mathbf {T} $ den Inhalt misst.

Somit ist eine vollständige Die Lösung der Frage, warum Objekte, die an verschiedenen Orten auf der Erde platziert sind, Kräfte in verschiedenen Richtungen (alle in Richtung Erdmittelpunkt) erfahren, erfordert notwendigerweise ein allgemein-relativistisches Argument.