Name____________________________________________ 
                                                   Grade____________________________________________ 
                                                        
                                          Forces and Motion Pre Lab  
                                                        
      Joe needs to push a file cabinet across the room. He begins by just looking at it. (Scene 1)  
      He then begins pushing on the file cabinet. At first, the file cabinet does not move. (Scene 2) Then 
      the file cabinet begins to slide. (Scene 3) 
 
                   Scene 1:                          Scene 2:                            Scene 3: 
               Joe not pushing            Joe pushing but cabinet not           Joe pushing and cabinet 
                                                      moving                             moving 
               
               
               
               
               
               
                                                                                                              
               
           a. Use words and pictures to describe all the forces you think are acting on the cabinet in each 
              scene. 
       
       
       
       
       
       
       
               
               
               
               
           b. Why do you think the file cabinet moves (accelerates from zero) in scene 3 but not in scene 1 
              or 2? 
 
 
 
 
           c. If the floor is covered with ice, how would the motion of the cabinet change? 
 
        
       
       
       
       
       
       
       
       

Forces and Motion                                                                                           1 
This page is blank 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Forces and Motion                          2 
Name____________________________________________ 
                                                            
                                                  Forces and Motion 
Learning Objectives: 
    • Be able to identify when an object is being acted upon by unbalanced forces. 
    • Be able to predict the change in motion when a force is applied to an object. 
     
Go to the PhET Website (just google PhET to get there).  Go to the simulations, click on “physics” and find the “Forces in 
1‐Dimension” simulation (it may take a few moments to load). 

Part 1: Understanding balanced and unbalanced forces 
         
     Open the Forces and Motion Simulation by clicking the icon on your computer’s screen. 
     1. What do you observe about applied force and motion? 
         
         
         
         
         
         
     2. What do you observe about friction force and motion? 
         
         
         
         
         
 
 
     3. Using the simulation for help, we drew pictures showing Joe and the file cabinet. 
                Draw the force vectors on the file cabinet in each scene. Label them Balanced or 
            unbalanced. 
 
                    Scene 1:                              Scene 2:                               Scene 3: 
                Joe not pushing                  Joe pushing but cabinet not          Joe pushing and cabinet moving 
                                                           moving 




                                                                                                                          


     4.  What happens to the applied force when Joe stops pushing on the cabinet?   
          
          
5.    Can the object still move, once Joe stops pushing? 
          
          
           

Forces and Motion                                                                                                        3 
Part 2: Understanding Applied, Friction and Total Force 
 
     6.     Apply enough force to move the cabinet.  
 
              a.   What happens to the Friction Force when you stop applying force? 
               
              b.   What happens to the Friction Force once the cabinet stops moving? 
 
 
Part 3:  Graphing   
Click on                        , and                             to show the  graphs of motion.  To go back to the 
main screen, you click the X in the right corner of the graph. 
Remember…it is not the presence of forces that cause acceleration…it is the presence of unbalanced or 
NET forces! 

     A. Set the “Initial Position” to ‐2 m.              the simulation between runs to reset the simulation.  
     B.   Have Joe push the cabinet until it begins to move, then have him stop pushing completely. 
Draw a sketch of the velocity, and position graphs produced. 

     Velocity vs time                               Position vs time 

 

 

 

 

 

  

 

 

 
 
 
 




Forces and Motion                                                                                                      4 
                                                                                        Name____________________________________________ 
                                                                                         Grade____________________________________________ 
                                                                                              
                                                                       Forces and Motion Homework 
        1. Joe needs to push a file cabinet across the room. He begins by just looking at it. (Scene 1)  
        He then begins pushing on the file cabinet. At first, the file cabinet does not move. (Scene 2) Then the file 
        cabinet begins to slide. (Scene 3) 
 
                                     Scene 1:                                                Scene 2:                     Scene 3: 
                              Joe not pushing                                     Joe pushing but cabinet not      Joe pushing and cabinet 
                                                                                               moving                      moving 
                              
                              
                              
                              
                              
                              
                                                                                                                                             
                              
      a. Use words and pictures to describe all the forces you think are acting on the cabinet in each scene. 
                
                
                
                
                
                
                
                              
                              
                              
                              
      b. Why do you think the file cabinet moves in scene 3 but not in scene 1 or 2? 
 
                              
                              
      c. What do you think Joe could do to make the cabinet move faster?  
       
       
       
       
      d. If the floor is covered with ice, how would the motion of the cabinet change? 



                   
 
     
    e.    What would be different if Joe was moving a book, instead of a file cabinet. 


                         

Forces and Motion                                                                                                                         5 
 
         2. How useful for your learning was this science activity, compared to other science class activities? 
            (circle) 
                            More useful              About the same          Less useful 

             How enjoyable was this science class activity, compared to other science class activities? (circle)  

                                   More enjoyable    About the same                       Less enjoyable 

             Why did you or did you not find it useful or enjoyable? 
             __________________________________________________________________________________
             __________________________________________________________________________________
             __________________________________________________________________________________
             ______________________________________________________________ 

              

Conclusion Questions: 

1.       As a small force was applied to the cabinet, the cabinet didn’t move because the magnitude of the force of 
         friction was larger than / smaller than / equal to the applied force.  BE CAREFUL HERE 
2.       Our experiment showed that static (not moving) friction is greater than / less than kinetic (moving) friction. 
3.       I’m not accelerating, so the net (vertical) force on me, while I’m sitting here doing this lab is _________. 
4.       Without friction, applying a constant force produces a decreasing / constant / increasing acceleration. 
5.       Without friction, applying a constant force produces a decreasing / constant / increasing speed. 
6.       While coasting (no applied force) without friction, the acceleration is __________ and velocity is ________________. 
         14. Write  1.)Which direction you think the object is moving.  2.) Will it speed up or slow down.  3.) Why? 
              
                                                                            


                  a.                                                
                         
                                                                        


                  b.                                                
                      
                      
                                                                            
                  c.  
 
 
              

      




Forces and Motion                                                                                                                6 

Phet forces student sheet

  • 1.
    Name____________________________________________  Grade____________________________________________    Forces and Motion Pre Lab     Joe needs to push a file cabinet across the room. He begins by just looking at it. (Scene 1)   He then begins pushing on the file cabinet. At first, the file cabinet does not move. (Scene 2) Then  the file cabinet begins to slide. (Scene 3)      Scene 1:  Scene 2:  Scene 3:   Joe not pushing  Joe pushing but cabinet not  Joe pushing and cabinet    moving  moving                        a. Use words and pictures to describe all the forces you think are acting on the cabinet in each  scene.                        b. Why do you think the file cabinet moves (accelerates from zero) in scene 3 but not in scene 1  or 2?          c. If the floor is covered with ice, how would the motion of the cabinet change?                       Forces and Motion  1 
  • 2.
  • 3.
    Name____________________________________________    Forces and Motion  Learning Objectives:  • Be able to identify when an object is being acted upon by unbalanced forces.  • Be able to predict the change in motion when a force is applied to an object.    Go to the PhET Website (just google PhET to get there).  Go to the simulations, click on “physics” and find the “Forces in  1‐Dimension” simulation (it may take a few moments to load).  Part 1: Understanding balanced and unbalanced forces    Open the Forces and Motion Simulation by clicking the icon on your computer’s screen.  1. What do you observe about applied force and motion?              2. What do you observe about friction force and motion?                3. Using the simulation for help, we drew pictures showing Joe and the file cabinet.  Draw the force vectors on the file cabinet in each scene. Label them Balanced or  unbalanced.    Scene 1:  Scene 2:  Scene 3:  Joe not pushing  Joe pushing but cabinet not  Joe pushing and cabinet moving  moving        4. What happens to the applied force when Joe stops pushing on the cabinet?        5.  Can the object still move, once Joe stops pushing?        Forces and Motion  3 
  • 4.
    Part 2: Understanding Applied, Friction and Total Force    6.   Apply enough force to move the cabinet.     a. What happens to the Friction Force when you stop applying force?    b. What happens to the Friction Force once the cabinet stops moving?      Part 3:  Graphing    Click on  , and   to show the  graphs of motion.  To go back to the  main screen, you click the X in the right corner of the graph.  Remember…it is not the presence of forces that cause acceleration…it is the presence of unbalanced or  NET forces!  A. Set the “Initial Position” to ‐2 m.   the simulation between runs to reset the simulation.   B. Have Joe push the cabinet until it begins to move, then have him stop pushing completely.  Draw a sketch of the velocity, and position graphs produced.       Velocity vs time           Position vs time                           Forces and Motion  4 
  • 5.
                                                                                            Name____________________________________________  Grade____________________________________________    Forces and Motion Homework  1. Joe needs to push a file cabinet across the room. He begins by just looking at it. (Scene 1)   He then begins pushing on the file cabinet. At first, the file cabinet does not move. (Scene 2) Then the file  cabinet begins to slide. (Scene 3)      Scene 1:  Scene 2:  Scene 3:   Joe not pushing  Joe pushing but cabinet not  Joe pushing and cabinet    moving  moving                        a. Use words and pictures to describe all the forces you think are acting on the cabinet in each scene.                        b. Why do you think the file cabinet moves in scene 3 but not in scene 1 or 2?        c. What do you think Joe could do to make the cabinet move faster?           d. If the floor is covered with ice, how would the motion of the cabinet change?        e. What would be different if Joe was moving a book, instead of a file cabinet.    Forces and Motion  5 
  • 6.
      2. How useful for your learning was this science activity, compared to other science class activities?  (circle)  More useful    About the same   Less useful  How enjoyable was this science class activity, compared to other science class activities? (circle)   More enjoyable    About the same    Less enjoyable  Why did you or did you not find it useful or enjoyable?  __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________    Conclusion Questions:  1. As a small force was applied to the cabinet, the cabinet didn’t move because the magnitude of the force of  friction was larger than / smaller than / equal to the applied force.  BE CAREFUL HERE  2. Our experiment showed that static (not moving) friction is greater than / less than kinetic (moving) friction.  3. I’m not accelerating, so the net (vertical) force on me, while I’m sitting here doing this lab is _________.  4. Without friction, applying a constant force produces a decreasing / constant / increasing acceleration.  5. Without friction, applying a constant force produces a decreasing / constant / increasing speed.  6. While coasting (no applied force) without friction, the acceleration is __________ and velocity is ________________.  14. Write  1.)Which direction you think the object is moving.  2.) Will it speed up or slow down.  3.) Why?      a.        b.            c.           Forces and Motion  6