مکانیک
نیروهای مخالف
ببینید جعبه کند میشود، میایستاد و برمیگردد — زیر نیرویی کوچکتر از آنچه توقفِ آنیِ تکانهاش میخواست.
نیروهای مخالف — شبیهسازی تعاملی مکانیک. ببینید جعبه کند میشود، میایستاد و برمیگردد — زیر نیرویی کوچکتر از آنچه توقفِ آنیِ تکانهاش میخواست. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
نیروی خالص و کندشتاب
وقتی نیرویی با حرکت مخالفت کند، نیروی خالص از هر نیروی تنها کوچکتر است و جسم کندشتاب میگیرد.
این بلوک به راست میرود اما نیروی اعمالی رو به چپ حس میکند. نیروی خالص مجموع برداری همهٔ نیروهاست، پس بلوک کند میشود، میایستد و ممکن است وارونه شود — نمونهٔ عینی قانون دوم نیوتن با سهمهای مخالف.
- F_net = ΣF
- a = F_net / m
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
بلوکی به راست میرود و نیروی ثابتی در جهت مخالف میکشدش. با گذشت زمان با حرکتش چه میشود؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- کند میشود و برای همیشه میایستد
- کند میشود، میایستد، سپس در جهت مخالف تند میشود
- کمی کند میشود، سپس با تندیِ کاستهشدهٔ ثابتی ادامه میدهد
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- جرم m (kg)
- تندی اولیه v₀ (m/s)
- نیروی مخالف F (N)
آنچه اندازه میگیرید:
- تکانه اولیه p = mv (kg·m/s)
- تندی در t = 4 s (m/s)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- شبیهسازی نیروهای مقابل را باز کنید و Reset بزنید.
- کاوشگر تندی را روی بلوک فعال کنید.
- برای هر آزمایش، تندی اولیهٔ بلوک را تنظیم کنید، Play را بفشارید، با خط زمان در t = 4 s مکث کنید و قرائت تندی را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
تکانه — p = m·v
جرم و تندی اولیهٔ بلوک، تکانهاش را پیش از اثر نیروی مقابل تعیین میکند.
قانون دوم نیوتن — F = m·a
نیروی مقابلِ ثابت تقسیم بر جرم، کندشتاب ثابت بلوک را میدهد که آن را کند میکند، میایستاند و سرانجام وارونه میکند.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، مراحل محاسبهٔ تکانه اولیه p = mv را نشان دهید.
- با استفاده از a = F/m، سرعت بلوک را در t = 4 s برای هر آزمایش پیشبینی کنید و آن را با جدولتان مقایسه کنید. آیا بلوک هنوز در جهت اصلی خود حرکت میکند، لحظهای ساکن است، یا به عقب برمیگردد؟
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- اگر جرم بلوک دو برابر شود ولی نیروی مخالف همان بماند، توقف آن بیشتر طول میکشد یا کمتر؟ با F = ma توضیح دهید.
- بلوکهای واقعی روی سطح واقعی، اصطکاک هم حس میکنند. اصطکاک، توقف بلوک را زودتر یا دیرتر از پیشبینی این شبیهسازی ایدهآل میآورد؟
- 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
- به نیروهای مقابل خوش آمدید
- انتخاب بلوک
- Play را بفشارید
- در حال کندشدن
- بازکردن دادهها
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.