Mekanik
Kraftlaboratorium
Se lådan accelerera jämnt från vila under en enda konstant kraft — a = F/m.
Kraftlaboratorium — interaktiv Mekanik-simulering. Se lådan accelerera jämnt från vila under en enda konstant kraft — a = F/m. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Newtons andra lag
En nettokraft på ett objekt ger upphov till acceleration: F = ma. Större kraft eller mindre massa betyder större acceleration.
Newtons andra lag kopplar samman kraft, massa och acceleration. När ett enda horisontellt tryck verkar på ett block på ett friktionsfritt golv är nettokraften lika med det trycket. Blocket accelererar jämnt från vila i nettokraftens riktning.
- F = ma
- a = F / m
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
Du knuffar en låda över ett friktionsfritt golv med en jämn kraft. Om du knuffar en tyngre låda med samma kraft, ökar den då farten snabbare, långsammare eller lika snabbt som en lättare låda?
Förutsägelser att väga
- Den tyngre lådan accelererar snabbare
- Båda lådorna accelererar lika snabbt
- Den tyngre lådan accelererar långsammare
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Massa (kg)
- Tillförd kraft (N)
Det du mäter:
- Fart vid t = 1 s (m/s)
- Rörelsemängd vid t = 1 s (kg·m/s)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Kraftlabb. En enda låda ligger i vila på ett friktionsfritt golv med en konstant kraft som knuffar den framåt.
- Kontrollera att hastighetsproben sitter på lådan, och kontrollera sedan lådans massa och kraftens storlek i panelen Egenskaper.
- Ställ in lådans massa och kraftens storlek i panelen Egenskaper så att de matchar varje rad nedan, kör simuleringen i exakt 1 sekund (60 bildrutor) och läs av probens fart.
Styrande ekvation
Newtons andra lag — F = m·a
Nettokraften på ett föremål är lika med dess massa gånger dess acceleration. Här accelererar en enda konstant kraft lådan från vila, så farten uppmätt efter en fast tid avslöjar den acceleration som kraften gav upphov till.
Rörelsemängd — p = m·v
Rörelsemängden är massan gånger hastigheten. Varje försök startar från vila, så rörelsemängden efter 1 sekund visar hur mycket rörelse samma knuff bygger upp i lådor med olika massa.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Dividera den tillämpade kraften med massan för varje rad. Hur förhåller sig det värdet till farten du mätte efter 1 sekund? Vilken storhet har du just beräknat?
- Jämför raderna 1 och 3 (samma kraft, olika massa). Hur mycket ändrade den fördubblade massan den resulterande farten efter samma knuff i 1 sekund?
Var det här syns utanför labbet
- Detta golv är friktionsfritt. Förutsäg hur dina fartavläsningar skulle ändras om också en liten konstant friktionskraft verkade på lådan. Skulle den tillämpade kraften delad med massan fortfarande ensam förutsäga den resulterande accelerationen?
- En shoppingvagn och en lastad skåpbil kan båda skjutas på av en motor som ger samma kraft. Använd dina data för att förklara varför de inte ökar farten lika snabbt.
- 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
- Välkommen till kraftlabbet
- Välj blocket
- Tryck på Spela upp
- Jämn acceleration
- Öppna data
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.