Mecânica
Laboratório de forças
Observe a caixa acelerar uniformemente do repouso sob uma força constante — a = F/m.
Laboratório de forças — simulação interativa de Mecânica. Observe a caixa acelerar uniformemente do repouso sob uma força constante — a = F/m. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Segunda lei de Newton
Uma força neta sobre um objeto produz aceleração: F = ma. A maior força o menor massa, maior aceleração.
A segunda lei de Newton relaciona força, massa e aceleração. Quando um empurrão horizontal atua sobre um bloco num chão sem atrito, a força neta é esse empurrão. O bloco acelera uniformemente desde o repouso na direção da força neta.
- F = ma
- a = F / m
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
Você empurra uma caixa sobre um piso sem atrito com uma força constante. Se você empurrar uma caixa mais pesada com a mesma força, ela acelerará mais rápido, mais devagar ou na mesma proporção que uma caixa mais leve?
Previsões para pesar
- A caixa mais pesada acelera mais rápido
- Ambas as caixas aceleram na mesma taxa
- A caixa mais pesada acelera mais devagar
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Missa (kg)
- Força Aplicada (N)
O que você mede:
- Velocidade em t = 1 s (m/s)
- Quantidade de movimento em t = 1 s (kg·m/s)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição Force Lab. Uma única caixa está em repouso sobre um piso sem atrito, com uma força constante empurrando-a para frente.
- Confirme se a sonda de velocidade está conectada à caixa e, em seguida, verifique a massa da caixa e a força da força aplicada no painel do Inspetor.
- Para cada linha abaixo, defina a massa da caixa e a força da força no Inspetor para corresponder, execute a simulação exatamente para 1 segundo (60 frames) e leia a velocidade da sonda.
Equação governante
Segunda Lei de Newton — F = m·a
A força resultante sobre um objeto é igual à sua massa vezes sua aceleração. Aqui, uma única força constante acelera a caixa a partir do repouso, de modo que a velocidade medida após um tempo fixo revela a aceleração que essa força produziu.
Momento — p = m·v
Quantidade de movimento é massa vezes velocidade. Cada tentativa começa do repouso, então a quantidade de movimento na marca de 1 segundo mostra quanto movimento o mesmo empurrão cria em caixas de massas diferentes.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para cada linha, divida a força aplicada pela massa. Como esse valor se compara à velocidade que você mediu após 1 segundo? Que quantidade você acabou de calcular?
- Compare as linhas 1 e 3 (mesma força, massa diferente). Quanto a duplicação da massa alterou a velocidade resultante após o mesmo empurrão de 1 de segundo?
Onde isso aparece além do laboratório
- Este piso não tem atrito. Preveja como suas leituras de velocidade mudariam se uma pequena força de atrito constante também agisse sobre a caixa. Será que dividir a força aplicada apenas pela massa ainda preveria a aceleração resultante?
- Um carrinho de compras e um caminhão de entrega carregado podem ser empurrados por um motor que produz a mesma força. Use seus dados para explicar por que eles não aceleram na mesma proporção.
- 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
- Bem-vindo ao laboratório de forças
- Selecione o bloco
- Pressione Reproduzir
- Aceleração uniforme
- Abra os dados
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
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