Mô phỏng Động lực học

Thí nghiệm ảo với thanh có trục quay ở giữa và các lỗ cách đều: học sinh kéo quả cân treo vào lỗ hai bên, thanh nghiêng về phía có momen lớn hơn và chỉ nằm ngang khi M₁ = F₁·d₁ bằng M₂ = F₂·d₂. Bảng ghi từng lần treo để đối chiếu quy tắc momen; chế độ ngẫu lực cho thấy hai lực bằng nhau ngược chiều chỉ làm thanh quay với M = F·d.

Thí nghiệm ảo: vật trượt không vận tốc đầu trên ván nghiêng góc α, đồng hồ hiện số với hai cổng quang đo thời gian t vật đi hết quãng L. Học sinh nâng góc, thả vật nhiều lần, bảng số liệu tự tính a = 2L/t² và μ = tanα − a/(g·cosα), rồi so sánh giá trị trung bình với μ của cặp vật liệu đã chọn.

Kéo vật khối lượng m bằng lực F trên mặt phẳng ngang hoặc nghiêng có ma sát μ. Quan sát các vectơ lực (F, P, N, Fms), gia tốc a = (F − Fms − P·sinα)/m và đồ thị vận tốc v(t) vẽ theo thời gian thực. Kéo thanh trượt F ngay trong mô phỏng hoặc kéo vật để đặt lại vị trí.

Thí nghiệm ảo đo độ nhớt: thả bi thép có bán kính khác nhau vào glycerol, dầu thầu dầu hoặc nước, đo thời gian bi rơi giữa hai vạch và vẽ đồ thị vận tốc giới hạn v theo r². Bi tăng tốc tới khi trọng lực bằng lực đẩy Ác-si-mét cộng lực cản Stokes 6πηrv, nên v = 2r²(ρ − σ)g/(9η) và hệ số góc của đường thẳng cho η. Làm nóng chất lỏng để thấy η giảm, xem số Reynolds để biết khi nào định luật Stokes không còn đúng.

Ba màn: đặt các chất điểm trên một thanh hoặc trên mặt phẳng, chọn vật nào ở trong ranh giới hệ và xem khối tâm x_cm = Σm·x/Σm dịch chuyển; thí nghiệm thực hành treo bản mỏng ở hai, ba lỗ, kẻ theo dây dọi để tìm trọng tâm là giao điểm các đường, có bảng số liệu và sai số; nghiêng một vật có bề rộng chân đế và độ cao trọng tâm thay đổi được để tìm góc đổ, khi đường tác dụng của trọng lực ra ngoài mép chân đế.

Phòng thí nghiệm ảo về chuyển động quay của vật rắn. Vật treo kéo dây quấn quanh trục làm quay thanh có hai quả nặng dịch được, đĩa đặc hoặc vành tròn; cổng quang đo thời gian rơi để tính gia tốc góc α, momen lực τ và momen quán tính I = τ/α, có bảng số liệu, đồ thị α theo τ và thanh năng lượng. Màn Bảo toàn momen động lượng cho đưa quả nặng vào gần trục hay thả vành lên đĩa đang quay; màn Lăn cho vành, cầu rỗng, trụ đặc, cầu đặc lăn đua trên mặt phẳng nghiêng.