Механика
Противодействующие силы
Проследите, как ящик замедляется, останавливается и движется назад под силой, меньшей той, что потребовалась бы для мгновенной остановки его импульса.
Противодействующие силы — интерактивная симуляция (Механика). Проследите, как ящик замедляется, останавливается и движется назад под силой, меньшей той, что потребовалась бы для мгновенной остановки его импульса. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.
Равнодействующая и торможение
Когда сила противодействует движению, равнодействующая меньше каждой силы в отдельности, и тело замедляется.
Этот брусок движется вправо, но чувствует приложенную влево силу. Равнодействующая — векторная сумма всех сил, поэтому брусок замедляется, останавливается и может двинуться назад — конкретный случай второго закона Ньютона с противодействующими вкладами.
- F_net = ΣF
- a = F_net / 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
Брусок, движущийся вправо, тянется постоянной силой в противоположном направлении. Что происходит с его движением со временем?
Прогнозы для взвешивания
- Он замедляется и окончательно останавливается
- Он замедляется, останавливается, затем разгоняется в противоположном направлении
- Он ненадолго замедляется, затем продолжает с постоянной уменьшенной скоростью
Роли переменных
Что вы задали:
- Масса m (kg)
- Начальная скорость v₀ (m/s)
- Противодействующая сила F (N)
Что вы измеряете:
- Начальный импульс p = mv (kg·m/s)
- Скорость при t = 4 с (m/s)
Как идёт исследование
- Откройте симуляцию противодействующих сил и нажмите «Сброс».
- Включите датчик скорости на бруске.
- Для каждой пробы задайте начальную скорость бруска, нажмите «Воспроизвести», поставьте паузу на t = 4 с по шкале времени и запишите показание скорости.
Определяющее уравнение
Импульс — p = m·v
Масса и начальная скорость бруска задают его импульс до действия противодействующей силы.
Второй закон Ньютона — F = m·a
Постоянная противодействующая сила, делённая на массу, даёт постоянное торможение бруска — то, что его замедляет, останавливает и в итоге разворачивает.
Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести
- Покажите ход вычисления начального импульса p = mv для одной пробы.
- Используя a = F/m, спрогнозируйте скорость бруска при t = 4 с для каждой пробы и сравните со своей таблицей. Движется ли брусок всё ещё в исходном направлении, мгновенно остановился или движется назад?
Где это проявляется за пределами лаборатории
- Если бы масса бруска удвоилась при той же противодействующей силе, останавливался бы он дольше или быстрее? Объясните через F = ma.
- Реальные бруски на реальной поверхности чувствуют и трение. Заставило бы трение брусок остановиться раньше или позже, чем предсказывает эта идеализированная симуляция?
- 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 противодействующие силы
- Выберите брусок
- Нажмите Play
- Замедление
- Откройте данные
- Готово!
Откройте интерактивную симуляцию, чтобы собрать сцену, нажать Play и исследовать с живыми измерениями и сопровождаемым туром.
Открыть интерактивную лабораторию →