กลศาสตร์
เครื่องแอตวูด
สังเกตมวลที่หนักกว่าตกลงขณะที่มวลที่เบากว่าลอยขึ้นด้วยอัตราเดียวกัน — a=(m2−m1)g/(m1+m2)
เครื่องแอตวูด — การจำลองกลศาสตร์แบบโต้ตอบ สังเกตมวลที่หนักกว่าตกลงขณะที่มวลที่เบากว่าลอยขึ้นด้วยอัตราเดียวกัน — a=(m2−m1)g/(m1+m2) ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
เครื่องแอตวูด
มวลสองก้อนบนปั้นจั่นเร่งขึ้นด้วยกัน มวลหนักกว่าลงขณะที่เบากว่าขึ้นด้วยความเร่งขนาดเท่ากัน
แรงสุทธิที่กระทำต่อระบบคือผลต่างของน้ำหนัก (m_หนัก − m_เบา)g ซึ่งทำให้มวลทั้งสองเร่งความเร็ว เนื่องจากมวลรวมคือ m_หนัก + m_เบา ดังนั้น a = (m_หนัก − m_เบา)g / (m_หนัก + m_เบา)
- a = (m₁ − m₂)g / (m₁ + m₂)
- T เท่ากันทั้งสองด้าน
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
มวลไม่เท่ากันสองก้อนแขวนบนรอก เมื่อระบบเคลื่อนที่ ความเร่งจะเพิ่มขึ้น ลดลง หรือคงที่
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- ความเร่งเพิ่มขึ้นตามเวลา
- ความเร่งคงที่
- ความเร่งลดลงตามเวลา
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- มวลหนัก m₂ (kg)
- มวลเบา m₁ (kg)
- เวลาที่ผ่านไป t (s)
สิ่งที่คุณวัด:
- ความเร่งที่ทำนาย a (m/s²)
- แรงลัพธ์บนมวลหนัก F (N)
- อัตราเร็วที่วัดได้ v (m/s)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดการจำลองเครื่องแอตวูดแล้วกดรีเซ็ต
- เปิดโพรบวัดอัตราเร็วบนมวลที่หนักกว่า
- สำหรับรอบข้างล่างแต่ละรอบ กดเล่น หยุดการจำลองที่เวลาที่ระบุ แล้วบันทึกค่าอัตราเร็วจากโพรบ
สมการควบคุม
ความเร่งเครื่องแอตวูด — a = |m₂ − m₁|·g / (m₁ + m₂)
การใช้กฎข้อที่สองของนิวตันกับมวลที่แขวนทั้งสองก้อนให้ความเร่งของระบบเพียงค่าเดียว ซึ่งขึ้นกับผลต่างของมวล ไม่ใช่มวลแต่ละก้อน
กฎข้อที่สองของนิวตัน — F = m·a
แรงลัพธ์บนมวลที่หนักกว่าเท่ากับมวลคูณความเร่งร่วมของระบบ — ความเร็วเดียวกับที่คุณทำนายไว้ข้างบน
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- จงแสดงวิธีคำนวณความเร่งที่ทำนายได้ a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) ของระบบ แล้วเปรียบเทียบกับความชันของกราฟ v–t ของคุณ
- ความเร็วที่วัดได้ที่เวลาแต่ละครั้งตรงกับความเร็วที่ทำนาย v = at มากเพียงใด ความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นหรือไม่ จงอ้างอิงตัวเลขจากตาราง
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- สูตร a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) สมมติว่ารอกไร้มวล ไร้แรงเสียดทาน และเชือกยืดไม่ได้ สมมติฐานเหล่านี้ข้อใดจะกระทบผลการวัดของคุณมากที่สุด เพราะเหตุใด
- จงทำนายว่าถ้ามวลทั้งสองเท่ากัน (m₁ = m₂) ความเร่งของระบบจะเป็นอย่างไร อธิบายด้วยสูตร
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- ยินดีต้อนรับสู่เครื่องแอตวูด
- เลือกมวล
- กดเล่น
- การเคลื่อนที่สวนทางกัน
- เปิดข้อมูล
- ทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ