역학
반대 방향 힘
상자가 느려지고 멈췄다가, 즉시 멈추기에는 너무 작은 힘이 계속 작용해 반대 방향으로 움직이는 것을 관찰하세요.
반대 방향 힘 — 인터랙티브 역학 시뮬레이션. 상자가 느려지고 멈췄다가, 즉시 멈추기에는 너무 작은 힘이 계속 작용해 반대 방향으로 움직이는 것을 관찰하세요. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
합력과 감속
운동에 반대 방향 힘이 작용하면 합력은 각 힘보다 작고 물체는 감속합니다.
블록은 오른쪽으로 움직이지만 왼쪽 힘이 작용합니다. 합력은 모든 힘의 벡터 합이므로 블록은 느려지고 멈춘 뒤 역방향으로 갈 수 있습니다 — 반대 기여가 있는 뉴턴 제2법칙의 구체적 사례입니다.
- F_net = ΣF
- a = F_net / 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
오른쪽으로 움직이는 블록은 반대 방향으로 일정한 힘에 의해 당겨집니다. 시간이 지남에 따라 그 움직임은 어떻게 되나요?
검토할 예측
- 속도가 느려지고 영구적으로 정지됩니다.
- 속도가 느려졌다가 멈췄다가 반대 방향으로 이동하면서 속도가 빨라집니다.
- 잠시 속도가 느려졌다가 일정하게 감소된 속도로 계속됩니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 질량 m (kg)
- 초기 속도 v₀ (m/s)
- 반대 방향의 힘 F (N)
측정하는 것:
- 초기 운동량 p = mv (kg·m/s)
- t = 4초에서의 속도 (m/s)
실험 진행 방법
- opposing-forces 시뮬레이션을 열고 Reset을 누릅니다.
- 블록에서 속도 프로브를 활성화합니다.
- 각 시행에 대해 블록의 초기 속도를 설정하고, 재생을 누르고, 타임라인을 사용하여 t = 4초에서 일시 중지하고 속도 판독값을 기록합니다.
지배방정식
운동량 — p = m·v
블록의 질량과 초기 속도는 반대 힘이 작용하기 전의 운동량을 결정합니다.
뉴턴의 제2법칙 — F = m·a
질량으로 나눈 일정한 반대 힘은 블록의 일정한 감속을 제공하며, 이로 인해 블록이 느려지고 정지되고 결국 반전됩니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대한 초기 운동량 p = mv를 계산하는 작업을 보여주세요.
- a = F/m을 사용하여 각 시행에 대해 t = 4초에서의 블록 속도를 예측하고 이를 테이블과 비교합니다. 블록이 여전히 원래 방향으로 움직이고 있습니까, 잠시 정지해 있습니까, 아니면 뒤로 움직이고 있습니까?
실험 밖에서의 활용
- 만약 블록의 질량이 두 배로 증가하고 반대 세력은 동일하게 유지된다면 멈추는 데 더 오래 걸릴까요, 아니면 더 짧아질까요? F = ma를 사용하여 설명하십시오.
- 실제 표면에서 미끄러지는 실제 블록도 마찰을 느낍니다. 마찰로 인해 이 이상적인 시뮬레이션이 예측하는 것보다 더 빨리 또는 늦게 블록이 중지됩니까?
- 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
- 상반된 힘에 오신 것을 환영합니다
- 블록 선택
- 재생을 누르세요
- 감속
- 데이터 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.