Mechanik
Entgegengesetzte Kräfte
Beobachte, wie der Kasten langsamer wird, stoppt und sich unter einer Kraft umkehrt, die kleiner ist als sein Impuls sofort stoppen würde.
Entgegengesetzte Kräfte — interaktive Mechanik-Simulation. Beobachte, wie der Kasten langsamer wird, stoppt und sich unter einer Kraft umkehrt, die kleiner ist als sein Impuls sofort stoppen würde. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Nettokraft und Abbremsung
Wenn eine Kraft der Bewegung entgegenwirkt, ist die Nettokraft kleiner als jede Einzelkraft und das Objekt bremst ab.
Dieser Kasten bewegt sich nach rechts, spürt aber eine nach links wirkende Kraft. Die Nettokraft ist die Vektorsumme aller Kräfte, sodass der Kasten langsamer wird, stoppt und die Richtung umkehren kann — ein konkreter Fall von Newtons zweitem Gesetz mit entgegenwirkenden Beiträgen.
- F_netto = ΣF
- a = F_netto / m
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Ein sich nach rechts bewegender Block wird durch eine konstante Kraft in die entgegengesetzte Richtung gezogen. Was passiert mit seiner Bewegung im Laufe der Zeit?
Vorhersagen zum Abwägen
- Es wird langsamer und bleibt dauerhaft stehen
- Es wird langsamer, stoppt und beschleunigt dann die Bewegung in die entgegengesetzte Richtung
- Es wird kurz abgebremst und dann mit konstant reduzierter Geschwindigkeit weitergefahren
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Masse m (kg)
- Anfangsgeschwindigkeit v₀ (m/s)
- Gegenkraft F (N)
Was Sie messen:
- Anfangsimpuls p = mv (kg·m/s)
- Geschwindigkeit bei t = 4 s (m/s)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Gegenkräftesimulation und drücken Sie Zurücksetzen.
- Aktivieren Sie die Geschwindigkeitssonde am Block.
- Stellen Sie für jeden Versuch die Anfangsgeschwindigkeit des Blocks ein, drücken Sie „Play“, pausieren Sie bei t = 4 s mithilfe der Zeitleiste und zeichnen Sie den Geschwindigkeitswert auf.
Maßgebende Gleichung
Schwung — p = m·v
Die Masse und die Anfangsgeschwindigkeit des Blocks bestimmen seinen Impuls, bevor die Gegenkraft wirkt.
Newtons zweites Gesetz — F = m·a
Die konstante Gegenkraft geteilt durch die Masse ergibt die konstante Verzögerung des Blocks, die ihn verlangsamt, anhält und schließlich umkehrt.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Zeigen Sie Ihren Rechenweg zur Berechnung des Anfangsimpulses p = mv für einen Versuch.
- Sagen Sie unter Verwendung von a = F/m die Geschwindigkeit des Blocks bei t = 4 s für jeden Versuch voraus und vergleichen Sie sie mit Ihrer Tabelle. Bewegt sich der Block immer noch in seiner ursprünglichen Richtung, ruht er momentan oder bewegt er sich rückwärts?
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Wenn sich die Masse des Blocks verdoppeln würde, während die Gegenkraft gleich bleibt, würde es dann länger oder kürzer dauern, bis er anhält? Erklären Sie mit F = ma.
- Auch echte Blöcke, die auf einer echten Oberfläche gleiten, spüren Reibung. Würde die Reibung dazu führen, dass der Block früher oder später stoppt, als diese idealisierte Simulation vorhersagt?
- AP Physics 1 — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Forces & Newton's laws
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- Willkommen bei entgegenwirkenden Kräften
- Kasten auswählen
- Abspielen drücken
- Abbremsen
- Daten öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.