Механика
Лаборатория сил
Смотрите, как ящик равномерно ускоряется из покоя под одной постоянной приложенной силой — a = F/m.
Лаборатория сил — интерактивная симуляция (Механика). Смотрите, как ящик равномерно ускоряется из покоя под одной постоянной приложенной силой — a = F/m. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.
Второй закон Ньютона
Суммарная сила на объекте даёт ускорение: F = ma. Больше сила или меньше масса — больше ускорение.
Второй закон Ньютона связывает силу, массу и ускорение. Когда единственная горизонтальная сила толкает брусок по полу без трения, равнодействующая равна этой силе. Брусок равномерно разгоняется из состояния покоя в направлении равнодействующей.
- F = ma
- a = F / m
Краткое описание исследования
Спланируйте вопрос до открытия лаборатории
Краткое описание повторяет предрендеренную страницу: движущий вопрос, конкурирующие прогнозы, роли переменных, определяющие законы, ход работы, анализ и задания для развития остаются видимыми и в этом порядке.
Движущий вопрос
Вы толкаете ящик по полу без трения постоянной силой. Если толкать той же силой более тяжёлый ящик, он будет разгоняться быстрее, медленнее или так же, как лёгкий?
Прогнозы для взвешивания
- Тяжёлый ящик ускоряется быстрее
- Оба ящика ускоряются одинаково
- Тяжёлый ящик ускоряется медленнее
Роли переменных
Что вы задали:
- Масса (kg)
- Приложенная сила (N)
Что вы измеряете:
- Скорость при t = 1 с (m/s)
- Импульс при t = 1 с (kg·m/s)
Как идёт исследование
- Откройте пресет «Лаборатория сил». Один ящик покоится на полу без трения, одна постоянная сила толкает его вперёд.
- Убедитесь, что датчик скорости прикреплён к ящику, затем проверьте массу ящика и величину приложенной силы на панели свойств.
- Для каждой строки ниже задайте массу ящика и величину силы на панели свойств, запустите симуляцию ровно на 1 секунду (60 кадров) и считайте скорость с датчика.
Определяющее уравнение
Второй закон Ньютона — F = m·a
Равнодействующая на теле равна массе на ускорение. Здесь одна постоянная сила разгоняет ящик из состояния покоя, поэтому скорость после фиксированного времени выявляет ускорение, созданное этой силой.
Импульс — p = m·v
Импульс — масса на скорость. Каждая проба начинается из покоя, поэтому импульс в отметку 1 секунды показывает, сколько движения один и тот же толчок создаёт в ящиках разной массы.
Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести
- Для каждой строки разделите приложенную силу на массу. Как это значение сравнивается с измеренной после 1 секунды скоростью? Какую величину вы только что вычислили?
- Сравните строки 1 и 3 (одинаковая сила, разная масса). Насколько удвоение массы изменило скорость после того же односекундного толчка?
Где это проявляется за пределами лаборатории
- Этот пол без трения. Предскажите, как изменились бы показания скорости, если бы на ящик действовала ещё малая постоянная сила трения. Предсказывало бы ли по-прежнему деление приложенной силы на массу одно лишь результирующее ускорение?
- Тележку из магазина и гружёный грузовик может толкать двигатель с одинаковой силой. Используя свои данные, объясните, почему они не разгоняются одинаково.
- 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
- Добро пожаловать в лабораторию сил
- Выберите брусок
- Нажмите Play
- Равномерное ускорение
- Откройте данные
- Готово!
Откройте интерактивную симуляцию, чтобы собрать сцену, нажать Play и исследовать с живыми измерениями и сопровождаемым туром.
Открыть интерактивную лабораторию →