Mécanique
Labo des forces
Observez la boîte accélérer régulièrement depuis le repos sous une force constante — a = F/m.
Labo des forces — simulation interactive de Mécanique. Observez la boîte accélérer régulièrement depuis le repos sous une force constante — a = F/m. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Deuxième loi de Newton
Une force résultante sur un objet produit une accélération : F = ma. Plus la force est grande ou plus la masse est petite, plus l'accélération est grande.
La deuxième loi de Newton relie force, masse et accélération. Quand une poussée horizontale unique agit sur un bloc sur un sol sans frottement, la force résultante est égale à cette poussée. Le bloc accélère uniformément depuis le repos dans la direction de la force résultante.
- Deuxième loi de Newton F = ma
- Accélération a = F / m
Mémoire d'enquête
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question de conduite
Vous poussez une boîte sur un sol sans friction avec une force constante. Si vous poussez une boîte plus lourde avec la même force, est-ce qu'elle accélère plus vite, plus lentement ou au même rythme qu'une boîte plus légère ?
Des pronostics à peser
- La caisse la plus lourde accélère plus vite
- Les deux boitiers accélèrent au même rythme
- La boîte la plus lourde accélère plus lentement
Rôles variables
Ce que vous définissez :
- Masse (kg)
- Force appliquée (N)
Ce que vous mesurez :
- Vitesse à t = 1 s (m/s)
- Quantité de mouvement à t = 1 s (kg·m/s)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage Force Lab. Une seule boîte repose au repos sur un sol sans friction avec une force constante la poussant vers l’avant.
- Confirmez que la sonde de vitesse est fixée à la boîte, puis vérifiez la masse de la boîte et la force appliquée dans le panneau Inspecteur.
- Pour chaque ligne ci-dessous, définissez la masse de la boîte et la force de la force dans l'inspecteur, exécutez la simulation pendant exactement 1 seconde (60 frames) et lisez la vitesse de la sonde.
Équation gouvernante
Deuxième loi de Newton — F = m·a
La force nette exercée sur un objet est égale à sa masse multipliée par son accélération. Ici, une seule force constante accélère la boîte depuis le repos, de sorte que la vitesse mesurée après un temps fixe révèle l'accélération produite par cette force.
Élan — p = m·v
La quantité de mouvement est égale à la masse multipliée par la vitesse. Chaque essai commence au repos, de sorte que la quantité de mouvement à la seconde 1 montre la quantité de mouvement que la même poussée génère dans des boîtes de masse différente.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Pour chaque ligne, divisez la force appliquée par la masse. Comment cette valeur se compare-t-elle à la vitesse que vous avez mesurée après 1 seconde ? Quelle quantité venez-vous de calculer ?
- Comparez les lignes 1 et 3 (même force, masse différente). Dans quelle mesure le doublement de la masse a-t-il modifié la vitesse résultante après la même poussée de 1 seconde ?
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Ce sol est sans friction. Prévoyez comment vos lectures de vitesse changeraient si une petite force de friction constante agissait également sur la boîte. La division de la force appliquée par la masse seule permettrait-elle de prédire l'accélération résultante ?
- Un caddie et un camion de livraison chargé peuvent tous deux être poussés par un moteur produisant la même force. Utilisez vos données pour expliquer pourquoi elles n’accélèrent pas au même rythme.
- 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
- Bienvenue au laboratoire des forces
- Sélectionnez le bloc
- Appuyez sur Lecture
- Accélération uniforme
- Ouvrez les données
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
Ouvrir le laboratoire interactif →
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