역학
반대 방향 힘
상자가 느려지고 멈춘 뒤 운동량을 즉시 멈추기엔 작은 힘으로 역방향으로 움직이는 것을 관찰하세요.
반대 방향 힘 — 인터랙티브 역학 시뮬레이션. 상자가 느려지고 멈춘 뒤 운동량을 즉시 멈추기엔 작은 힘으로 역방향으로 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 세력 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
기세 — p = m·v
블록의 질량과 초기 속도는 반대 힘이 작용하기 전의 운동량을 설정합니다.
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.