Mechanika
Pracownia sił
Obserwuj, jak skrzynia równomiernie przyspiesza ze spoczynku pod jedną stałą siłą — a = F/m.
Pracownia sił — interaktywna symulacja: Mechanika. Obserwuj, jak skrzynia równomiernie przyspiesza ze spoczynku pod jedną stałą siłą — a = F/m. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.
Druga zasada dynamiki Newtona
Wypadkowa siła działająca na obiekt daje przyspieszenie: F = ma. Większa siła albo mniejsza masa to większe przyspieszenie.
Druga zasada Newtona wiąże siłę, masę i przyspieszenie. Gdy jeden poziomy nacisk działa na blok na gładkiej podłodze, siła wypadkowa równa się temu naciskowi. Blok równomiernie przyspiesza ze spoczynku w kierunku siły wypadkowej.
- F = ma
- a = F / m
Krótki opis badania
Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię
Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.
Pytanie badawcze
Pchasz skrzynię po gładkiej podłodze stałą siłą. Jeśli pchniesz cięższą skrzynię tą samą siłą, będzie ona nabierać prędkości szybciej, wolniej czy w tym samym tempie co lżejsza?
Prognozy do rozważenia
- Cięższa skrzynia przyspiesza szybciej
- Obie skrzynie przyspieszają w tym samym tempie
- Cięższa skrzynia przyspiesza wolniej
Role zmiennych
Co ustawiasz:
- Masa (kg)
- Siła przyłożona (N)
Co mierzysz:
- Prędkość przy t = 1 s (m/s)
- Pęd przy t = 1 s (kg·m/s)
Jak przebiega badanie
- Otwórz preset Pracownia sił. Jedna skrzynia spoczywa na gładkiej podłodze, pchana jedną stałą siłą do przodu.
- Upewnij się, że sonda prędkości jest podpięta do skrzyni, i sprawdź masę skrzyni oraz wartość przyłożonej siły w panelu Właściwości.
- Dla każdego wiersza poniżej ustaw masę skrzyni i wartość siły w panelu Właściwości zgodnie z tabelą, uruchom symulację dokładnie na 1 sekundę (60 klatek) i odczytaj prędkość z sondy.
Równanie rządzące
Druga zasada Newtona — F = m·a
Siła wypadkowa na ciało równa się jego masie razy przyspieszenie. Tutaj jedna stała siła przyspiesza skrzynię ze spoczynku, więc prędkość zmierzona po ustalonym czasie ujawnia przyspieszenie, które ta siła wytworzyła.
Pęd — p = m·v
Pęd to masa razy prędkość. Każda próba startuje ze spoczynku, więc pęd w 1. sekundzie pokazuje, ile ruchu to samo pchnięcie buduje w skrzyniach o różnej masie.
Co karta do druku każe uczniom wyliczyć
- Dla każdego wiersza podziel siłę przyłożoną przez masę. Jak ta wartość ma się do prędkości zmierzonej po 1 sekundzie? Jaką wielkość właśnie obliczyłeś?
- Porównaj wiersze 1 i 3 (ta sama siła, różna masa). O ile podwojenie masy zmieniło wynikową prędkość po tym samym 1-sekundowym pchnięciu?
Gdzie to wychodzi poza pracownię
- Ta podłoga jest gładka. Przewidz, jak zmieniłyby się odczyty prędkości, gdyby na skrzynię działała także mała stała siła tarcia. Czy samo podzielenie siły przyłożonej przez masę nadal przewidywałoby wynikowe przyspieszenie?
- Wózek sklepowy i załadowany samochód dostawczy może pchać silnik wytwarzający tę samą siłę. Użyj danych, by wyjaśnić, dlaczego nie nabierają prędkości w tym samym tempie.
- 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
- Witamy w pracowni sił
- Zaznacz blok
- Naciśnij Play
- Stałe przyspieszenie
- Otwórz dane
- Udało się!
Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.
Otwórz interaktywną pracownię →