StudyFi Lab · Физика

Механика и движение

Механика и движение — бесплатная интерактивная симуляция из StudyFi Lab. Работает прямо в браузере, без регистрации и установки.

Броски, свободное падение и трение на наклонной плоскости

Эксперименты

Свободное падение

Без сопротивления воздуха любое тело падает с одинаковым ускорением g: скорость растёт равномерно (v = g·t), а путь — пропорционально квадрату времени (h = ½·g·t²), поэтому тело упадёт через t = √(2h/g). Если включить сопротивление воздуха, против движения действует сила F = k·v, и скорость приближается к предельной v = m·g/k, при которой сопротивление уравновешивает силу тяжести.

Попробуй: Включи сопротивление воздуха и посмотри на график v–t: кривая изгибается и выходит на предельную скорость. Затем увеличь массу.

Бросок под углом к горизонту

Бросок под углом складывается из двух независимых движений: по горизонтали тело движется с постоянной скоростью vₓ = v₀·cos θ, а по вертикали ускорение свободного падения g сначала тормозит его, а потом разгоняет. Траектория — парабола. С уровня земли дальность полёта d = v₀²·sin 2θ / g, а наибольшая высота h = (v₀·sin θ)² / 2g; дальше всего летит тело, брошенное под углом 45°.

Попробуй: Брось под углом 30°, а потом 60° — дальность одинаковая. Затем переключись на Луну и посмотри, куда долетит тело.

Наклонная плоскость

Силу тяжести m·g раскладывают на составляющую вдоль склона m·g·sin θ и перпендикулярную m·g·cos θ, которую уравновешивает сила реакции опоры N. Пока tan θ ≤ μп (коэффициент трения покоя), сила трения покоя удерживает брусок. Когда он поедет, действует сила трения скольжения μ·N, и брусок разгоняется с ускорением a = g·(sin θ − μ·cos θ), не зависящим от массы.

Попробуй: Увеличивай угол, пока брусок не поедет, — это случится ровно при угле трения φ = arctan μп. Потом измени массу: ускорение останется прежним.

Частые вопросы

Что такое «Механика и движение»?

Механика и движение — бесплатная интерактивная симуляция из StudyFi Lab. Работает прямо в браузере, без регистрации и установки. Броски, свободное падение и трение на наклонной плоскости

Приложение «Механика и движение» бесплатное?

Да. Приложение «Механика и движение» полностью бесплатное. Оно работает в браузере на компьютере, планшете и телефоне, аккаунт не нужен.

Что можно изучить в приложении «Механика и движение»?

Свободное падение, Бросок под углом к горизонту, Наклонная плоскость.

Что показывает эксперимент «Свободное падение»?

Без сопротивления воздуха любое тело падает с одинаковым ускорением g: скорость растёт равномерно (v = g·t), а путь — пропорционально квадрату времени (h = ½·g·t²), поэтому тело упадёт через t = √(2h/g). Если включить сопротивление воздуха, против движения действует сила F = k·v, и скорость приближается к предельной v = m·g/k, при которой сопротивление уравновешивает силу тяжести.

Что показывает эксперимент «Бросок под углом к горизонту»?

Бросок под углом складывается из двух независимых движений: по горизонтали тело движется с постоянной скоростью vₓ = v₀·cos θ, а по вертикали ускорение свободного падения g сначала тормозит его, а потом разгоняет. Траектория — парабола. С уровня земли дальность полёта d = v₀²·sin 2θ / g, а наибольшая высота h = (v₀·sin θ)² / 2g; дальше всего летит тело, брошенное под углом 45°.

Готовишься к контрольной?

Загрузи свои конспекты, и StudyFi превратит их в карточки, тесты и подкасты.

Попробуй StudyFi бесплатно