ФИЗИКА / МЕХАНИКА 9 КЛАСС

Законы Ньютона — виртуальная физическая лаборатория

Изменяйте массу и силу и сразу наблюдайте,
как меняется ускорение тела.

Ваш экспериментНастройте условия, запустите тележку и меняйте силу прямо во время движения.

ГОТОВ К ЗАПУСКУГоризонтальная дорожка +x →

F — приложеннаяFтр — трениеFрезvaN, mg

Равнодействующая20 НFрез

Ускорение2 м/с²a

Скорость0 м/сv

Координата0 мx

Темп

t = 0 с20 с

Пауза откроет просмотр истории. Длительность одного опыта — 20 с.

Графики движения

t = 0 с · a = 2 м/с²

Постоянная равнодействующая → постоянное ускорение. График a(t) — горизонтальная линия.

Что происходит с формулой

↗

F_рез = ma

Проверяем второй закон Ньютона

0 / 8 опытов

Проведите четыре опыта с постоянной массой, затем четыре с постоянной силой. Записывайте результат после завершения каждого опыта.

№	m, кг	F, Н	Fрез, Н	a, м/с²

Часть 1 · a(F), m = 10 кг

Часть 2 · a(m), F = 20 Н

Три закона. Одна понятная картина.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Закон инерции

Fрез = 0 → v = const

В инерциальной системе отсчёта тело сохраняет покой или равномерное прямолинейное движение, если равнодействующая сил равна нулю.

Закон движения

a = Fрез / m

Ускорение определяется равнодействующей всех сил и массой. При одинаковой массе большая сила создаёт большее ускорение.

III

Закон взаимодействия

F₁₂ = −F₂₁

Два тела действуют друг на друга равными по модулю и противоположными силами. Эти силы приложены к разным телам и не компенсируют друг друга на одном теле.

Как провести эксперимент

Выберите массу и приложенную силу. Положительное направление — вправо.
Сделайте прогноз и нажмите «Запустить». Меняйте силу, наблюдая векторы v и a.
Нажмите «Пауза» и перемещайте временной ползунок, чтобы разобрать историю опыта.
Сравните два опыта или выполните лабораторную работу.

Масса и начальная скорость задаются перед опытом. Изменение этих величин начинает новый опыт. Силы и трение можно изменять в процессе.

Словарь лаборатории

Масса: Мера инертности тела, в кг.
Сила: Векторная мера взаимодействия тел, в ньютонах.
Равнодействующая: Векторная сумма сил, действующих на одно тело.
Ускорение: Изменение скорости за единицу времени, м/с².
Скорость: Быстрота и направление изменения положения, м/с.
Инерция: Сохранение скорости при нулевой равнодействующей.
Инерциальная система отсчёта: Система, в которой выполняется первый закон Ньютона.
Реакция опоры: Сила N со стороны горизонтальной опоры, здесь N = mg.
Трение: Сила, препятствующая скольжению или его началу.

Границы физической модели

Тележка моделируется материальной точкой в инерциальной системе отсчёта. g = 9,81 м/с². Сопротивление воздуха, деформации, вращение колёс и релятивистские эффекты не учитываются. Вертикального ускорения нет: N = mg. Трение покоя и скольжения имеют одинаковый коэффициент μ. В третьем законе идеальный внутренний привод раздвигает тела с постоянной силой; это не модель пружины.