역학
힘 실험
일정한 외력으로 상자가 정지 상태에서 등가속도 운동하는 것을 관찰 — a = F/m.
힘 실험 — 인터랙티브 역학 시뮬레이션. 일정한 외력으로 상자가 정지 상태에서 등가속도 운동하는 것을 관찰 — a = F/m. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
뉴턴 제2법칙
물체에 작용하는 합력은 가속도를 만듭니다: F = ma. 힘이 크거나 질량이 작을수록 가속도가 큽니다.
뉴턴 제2법칙은 힘, 질량, 가속도를 연결합니다. 마찰 없는 바닥의 블록에 수평 방향 힘이 하나만 작용하면 합력은 그 힘과 같고, 블록은 정지 상태에서 합력 방향으로 등가속도로 움직이기 시작합니다.
- F = ma
- a = F / m
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
마찰이 없는 바닥을 일정한 힘으로 상자를 밀어냅니다. 같은 힘으로 더 무거운 상자를 밀면 속도가 빨라지나요, 느려지나요, 아니면 가벼운 상자와 같은 속도로 빨라지나요?
검토할 예측
- 상자가 무거울수록 가속이 빨라집니다
- 두 상자 모두 같은 속도로 가속됩니다.
- 상자가 무거울수록 가속 속도가 느려집니다
다양한 역할
설정하는 것:
- 대량의 (kg)
- 적용된 힘 (N)
측정하는 것:
- t = 1초에서의 속도 (m/s)
- t = 1초에서의 운동량 (kg·m/s)
실험 진행 방법
- Force Lab 사전 설정을 엽니다. 하나의 상자가 마찰이 없는 바닥 위에 정지해 있으며 하나의 지속적인 힘으로 앞으로 밀고 있습니다.
- 속도 프로브가 상자에 부착되어 있는지 확인한 다음 검사기 패널에서 상자의 질량과 적용된 힘의 강도를 확인하세요.
- 아래의 각 행에 대해 Inspector에서 상자의 질량과 힘의 강도를 일치하도록 설정하고 정확히 1초(60프레임) 동안 시뮬레이션을 실행한 다음 프로브의 속도를 읽습니다.
지배방정식
뉴턴의 제2법칙 — F = m·a
물체에 가해지는 알짜 힘은 물체의 질량과 가속도를 곱한 것과 같습니다. 여기서는 하나의 일정한 힘이 상자를 정지 상태에서 가속시키므로 고정된 시간 후에 측정된 속도는 힘이 생성한 가속도를 나타냅니다.
기세 — p = m·v
운동량은 질량 곱하기 속도입니다. 모든 시행는 휴식에서 시작되므로 1초 지점의 운동량은 동일한 밀기가 다른 질량의 상자에 얼마나 많은 움직임을 형성하는지 보여줍니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 각 행에 대해 적용된 힘을 질량으로 나눕니다. 이 값은 1초 후에 측정한 속도와 어떻게 비교됩니까? 방금 계산한 수량은 얼마입니까?
- 1행과 3행을 비교합니다(동일한 힘, 다른 질량). 동일한 1초 동안 밀어낸 후 질량이 두 배로 증가하면 결과 속도가 얼마나 변했습니까?
실험 밖에서의 활용
- 이 바닥은 마찰이 없습니다. 작고 일정한 마찰력이 상자에 작용할 경우 속도 판독값이 어떻게 변할지 예측하세요. 적용된 힘을 질량으로 나누는 것만으로도 결과적인 가속도를 예측할 수 있습니까?
- 쇼핑카트와 짐을 실은 배달트럭은 모두 같은 힘을 내는 엔진에 의해 밀릴 수 있습니다. 데이터를 사용하여 동일한 속도로 속도가 향상되지 않는 이유를 설명하십시오.
- 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
- 힘 실험에 오신 것을 환영합니다
- 블록 선택
- 재생을 누르세요
- 일정한 가속도
- 데이터 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.