Mekanikk
Kraftlab
Se boksen akselerere jevnt fra hvile under én konstant påført kraft — a = F/m.
Kraftlab — interaktiv Mekanikk-simulering. Se boksen akselerere jevnt fra hvile under én konstant påført kraft — a = F/m. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Newtons andre lov
En resultantkraft på et objekt gir akselerasjon: F = ma. Større kraft eller mindre masse betyr større akselerasjon.
Newtons andre lov knytter sammen kraft, masse og akselerasjon. Når ett horisontalt trykk virker på en blokk på et friksjonsfritt gulv, er resultantkraften lik dette trykket. Blokken akselererer jevnt fra hvile i resultantkraftens retning.
- F = ma
- a = F / m
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
Du skyver en boks over et friksjonsfritt gulv med en jevn kraft. Hvis du skyver en tyngre boks med den samme kraften, øker den farten raskere, saktere eller i samme takt som en lettere boks?
Prediksjoner å veie
- Den tyngre boksen akselererer raskere
- Begge boksene akselererer i samme takt
- Den tyngre boksen akselererer saktere
Variabelroller
Hva du setter:
- Masse (kg)
- Påført kraft (N)
Hva du måler:
- Fart ved t = 1 s (m/s)
- Bevegelsesmengde ved t = 1 s (kg·m/s)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne Kraftlab-forhåndsinnstillingen. En enkelt boks ligger i hvile på et friksjonsfritt gulv med én konstant kraft som skyver den fremover.
- Bekreft at fartssonden er festet til boksen, og sjekk deretter boksens masse og den påførte kraftens styrke i Egenskaper-panelet.
- For hver rad under, sett boksens masse og kraftens styrke i Egenskaper-panelet tilsvarende, kjør simuleringen i nøyaktig 1 sekund (60 bilder), og avles sondens fart.
Styrende likning
Newtons andre lov — F = m·a
Resultantkraften på et objekt tilsvarer massen dens ganger akselerasjonen dens. Her akselererer én enkelt konstant kraft boksen fra hvile, så farten målt etter en fast tid avslører akselerasjonen den kraften produserte.
Bevegelsesmengde — p = m·v
Bevegelsesmengde er masse ganger hastighet. Hvert forsøk starter fra hvile, så bevegelsesmengden ved 1-sekundsmerket viser hvor mye bevegelse det samme presset bygger opp i bokser med forskjellig masse.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- For hver rad, del den påførte kraften på massen. Hvordan sammenlignes den verdien med farten du målte etter 1 sekund? Hvilken størrelse har du nettopp beregnet?
- Sammenlign rad 1 og 3 (samme kraft, forskjellig masse). Hvor mye endret dobling av massen den resulterende farten etter det samme 1-sekunds presset?
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Dette gulvet er friksjonsfritt. Forutsi hvordan fartsmålingene dine ville endret seg hvis en liten konstant friksjonskraft også virket på boksen. Ville det å dele den påførte kraften på massen alene fortsatt forutsi den resulterende akselerasjonen?
- En handlekurv og en lastet leveringsbil kan begge skyves av en motor som produserer samme kraft. Bruk dataene dine til å forklare hvorfor de ikke øker farten i samme takt.
- 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
- Velkommen til kraftlabben
- Velg blokken
- Trykk Spill av
- Jevn akselerasjon
- Åpne dataene
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.