Force Lab: 뉴턴의 제2법칙

1 · 예측

마찰이 없는 바닥을 일정한 힘으로 상자를 밀어냅니다. 같은 힘으로 더 무거운 상자를 밀면 속도가 빨라지나요, 느려지나요, 아니면 가벼운 상자와 같은 속도로 빨라지나요?

• 상자가 무거울수록 가속이 빨라집니다
• 두 상자 모두 같은 속도로 가속됩니다.
• 상자가 무거울수록 가속 속도가 느려집니다

2 · 설정

1. Force Lab 사전 설정을 엽니다. 하나의 상자가 마찰이 없는 바닥 위에 정지해 있으며 하나의 지속적인 힘으로 앞으로 밀고 있습니다.
2. 속도 프로브가 상자에 부착되어 있는지 확인한 다음 검사기 패널에서 상자의 질량과 적용된 힘의 강도를 확인하세요.
3. 아래의 각 행에 대해 Inspector에서 상자의 질량과 힘의 강도를 일치하도록 설정하고 정확히 1초(60프레임) 동안 시뮬레이션을 실행한 다음 프로브의 속도를 읽습니다.

3 · 데이터 수집

가한 힘(x축)에 대해 1초 후 측정한 속력(y축)을 그래프로 그리세요. 테스트한 질량마다 하나의 선을 그립니다. 각 선의 기울기는 무엇을 나타냅니까?

4 · 분석

1. 각 행에 대해 적용된 힘을 질량으로 나눕니다. 이 값은 1초 후에 측정한 속도와 어떻게 비교됩니까? 방금 계산한 수량은 얼마입니까?
2. 1행과 3행을 비교합니다(동일한 힘, 다른 질량). 동일한 1초 동안 밀어낸 후 질량이 두 배로 증가하면 결과 속도가 얼마나 변했습니까?

5 · 확장

1. 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?
2. 쇼핑카트와 짐을 실은 배달트럭은 모두 같은 힘을 내는 엔진에 의해 밀릴 수 있습니다. 데이터를 사용하여 동일한 속도로 속도가 향상되지 않는 이유를 설명하십시오.

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