Mô phỏng Lớp 10

Mô hình chuyển tiếp dân số với đường tỉ suất sinh thô, tỉ suất tử thô và tổng dân số qua 5 giai đoạn; vùng gia tăng tự nhiên được tô màu. Kéo trục thời gian hoặc tự đặt sáu động lực (y tế, vệ sinh, lương thực, phụ nữ đi học, biện pháp tránh thai, đô thị hoá) để xem tỉ suất phản ứng, xem tháp dân số minh hoạ của từng giai đoạn và đặt các nước ví dụ (Niger, Kenya, Ấn Độ, Brazil, Hoa Kỳ, Đức, Nhật Bản) lên mô hình theo tỉ suất thật gần đúng.

Một chi tiết tròn xoay (ống lót, trục bậc, bạc có vai, puly đai thang) được vẽ đồng thời ở dạng hình khối ba chiều và ở dạng bản vẽ chi tiết gồm hình chiếu đứng, hình chiếu cạnh và các kích thước ⌀D, ⌀d, L. Học sinh đổi ba kích thước và thấy cả khối 3D lẫn bản vẽ thay đổi theo, kéo chuột trên khối để xoay nghiêng trục nhìn, bật hình cắt để thấy lỗ được vẽ bằng nét liền và phần vật liệu bị cắt được gạch mặt cắt nghiêng 45°, tắt hình cắt thì lỗ trở lại nét đứt.

Bản đồ một vùng nông thôn (Aven) và ba nơi đến: thành phố gần trong nước, thủ đô xa hơn và một thành phố ở nước láng giềng bên kia biên giới. Đặt lực đẩy (xung đột, hạn hán, thất nghiệp), lực hút của từng nơi đến (việc làm, tiền lương, an toàn, người thân) và trở ngại (khoảng cách, chi phí đi lại, kiểm soát biên giới): người dân tự chọn ở lại hay đi đâu, dòng di cư hiện thành mũi tên và chấm di chuyển. Theo dõi tác động ở nơi đi (dân số, cơ cấu tuổi, tiền gửi về) và nơi đến (lao động, việc làm), phân biệt di cư tự nguyện và bắt buộc.

Hạt khí A va chạm với chất rắn B (dạng khối hoặc bột); chỉ va chạm đủ năng lượng hoạt hoá mới tạo sản phẩm C. Đồ thị số hạt C theo thời gian giữ lại đường của lần chạy trước để so sánh khi tăng nồng độ A, tăng nhiệt độ (Arrhenius, quy tắc van 't Hoff), thêm xúc tác hoặc nghiền nhỏ B; tốc độ trung bình và xác suất va chạm hiệu quả hiện trực tiếp.

Thả đồng thời hai vật khác khối lượng và tiết diện từ cùng độ cao. Tắt sức cản: hai vật chạm đất cùng lúc, v = gt. Bật sức cản: vật nhẹ, cản lớn đạt vận tốc tới hạn và rơi chậm hơn. Đồ thị v(t) và quãng đường rơi cập nhật theo thời gian thực.

Nhìn từ trên cực Bắc: sức hút của Mặt Trăng và Mặt Trời làm nước đại dương dồn thành hai bướu triều; Trái Đất tự quay nên một điểm ven bờ (chấm đỏ) gặp nước lớn, nước ròng khoảng 2 lần mỗi ngày (chu kì 12 giờ 25 phút). Kéo Mặt Trăng trên quỹ đạo: khi Mặt Trăng, Mặt Trời, Trái Đất thẳng hàng (không trăng, trăng tròn) là triều cường, khi vuông góc (trăng bán nguyệt) là triều kém; đồ thị mực nước 3 ngày cập nhật liên tục. Ô dưới: sóng biển do gió, đổi tốc độ gió và độ sâu để thấy chiều cao, bước sóng, chu kì và hiện tượng sóng bạc đầu khi vào bờ.

Quả địa cầu 3D có lưới kinh vĩ tuyến, Xích đạo, kinh tuyến gốc, hai chí tuyến và hai vòng cực, kèm bản đồ Mercator bên cạnh. Kéo hai điểm A, B trên quả địa cầu hoặc trên bản đồ để đọc toạ độ (độ, phút, bắc/nam, đông/tây). Đường bay ngắn nhất là cung đường tròn lớn, tính bằng công thức haversine; so với đường thẳng trên bản đồ Mercator (giữ nguyên hướng la bàn) thì ngắn hơn. Bấm Bay để hai máy bay cùng tốc độ xuất phát theo hai đường, xem chiếc nào đến trước.

Gõ một dòng chữ để thấy mỗi kí tự có một điểm mã Unicode và được UTF-8 ghi thành 1 đến 4 byte. Chạm vào một kí tự để xem các bit của điểm mã được chia vào từng byte, vì sao é, €, emoji cần 2, 3, 4 byte. Khung Giải mã đọc ngược một dãy byte hex hoặc nhị phân ra chữ và chỉ ra byte lỗi; khung Mojibake cho thấy chữ bị vỡ khi đọc byte UTF-8 bằng bảng mã cũ 1 byte.

Vẽ miền nghiệm của hệ tối đa 3 bất phương trình dạng ax + by ≤ c (hoặc ≥, <, >) trên mặt phẳng toạ độ. Học sinh kéo điểm P để kiểm tra P có thuộc miền nghiệm không, kéo từng đường thẳng biên để đổi hằng số c, và bấm 'Hiện đỉnh' để thấy giá trị F = ax + by tại các đỉnh của miền, đỉnh đạt lớn nhất/nhỏ nhất được đánh dấu.

Mô hình cầu giàn thép bốn khoang với gối cố định một đầu và gối di động một đầu. Học sinh chọn kiểu giàn (Warren, Pratt, Howe), vật liệu, tiết diện thanh và đặt tải lên một nút bất kì của dàn dưới bằng cách bấm vào nút đó. Mô phỏng giải bài toán cân bằng nút để tính lực trong từng thanh, tô màu đỏ cho thanh chịu kéo và màu xanh cho thanh chịu nén, vẽ độ dày thanh theo độ lớn lực, tính ứng suất σ = F/A và so với ứng suất cho phép. Bấm Tăng tải dần để tìm tải trọng làm thanh đầu tiên bị phá hỏng.

Lát cắt một vùng có núi, núi lửa, sông, biển và mảng đại dương hút chìm. Chọn hoặc chạm vào một mẫu đá rồi bấm từng quá trình: phong hoá, bóc mòn và vận chuyển, lắng đọng, nén chặt và gắn kết, nhiệt độ và áp suất cao, nóng chảy, nguội chậm dưới sâu hay phun trào nguội nhanh, nâng lên. Mẫu đi theo đúng đường trên hình và đổi thành granit, bazan, cát kết, đá vôi, đá phiến sét, đá hoa, quaczit, đá phiến lợp…; kính phóng to cho thấy kích thước tinh thể, cấu tạo hạt; trục thời gian cho biết mỗi bước kéo dài bao lâu.

Mô hình 3D xoay được của các mạng tinh thể: sodium chloride NaCl (lập phương tâm mặt), kim cương (carbon tứ diện), than chì (các lớp carbon, lực giữa các lớp yếu) và kim loại lập phương tâm khối, tâm mặt. Học sinh chọn cấu trúc, số ô mạng, bật tắt liên kết và cạnh ô; một ô mạng cơ sở được tô sáng và bảng đếm số hạt ở đỉnh, cạnh, mặt, trong ô cho biết mỗi ô chứa bao nhiêu ion hay nguyên tử (NaCl: 4 Na⁺ + 4 Cl⁻).

Mẫu số liệu vẽ thành biểu đồ chấm trên trục số; học sinh kéo từng điểm (hoặc bấm 'Ngẫu nhiên') và thấy số trung bình, trung vị, tứ phân vị Q₁, Q₂, Q₃, mốt, khoảng biến thiên, khoảng tứ phân vị, phương sai và độ lệch chuẩn cập nhật tức thì. Biểu đồ hộp vẽ phía dưới, giá trị bất thường (ngoài [Q₁ − 1,5ΔQ; Q₃ + 1,5ΔQ]) đánh dấu ×; kéo một điểm ra rất xa để thấy trung bình đổi mạnh còn trung vị hầu như không đổi.

n vật đánh chữ A, B, C… nằm trên hàng; học sinh bấm để chọn k vật (có thứ tự hoặc không) và so với danh sách liệt kê đầy đủ mọi cách chọn. Số cách tính theo công thức Pₙ = n!, Aₙᵏ = n!/(n − k)!, Cₙᵏ = n!/(k!(n − k)!) kèm tích khai triển; tam giác Pascal vẽ phía dưới với ô Cₙᵏ được tô, cho thấy Cₙᵏ = Cₙ₋₁ᵏ⁻¹ + Cₙ₋₁ᵏ.

Bốn loại dữ liệu quen thuộc được đưa hết về dãy bit. Gõ một số nguyên để xem dạng nhị phân và số byte cần dùng; gõ một dòng chữ để xem mã của từng kí tự; kéo thanh độ sâu màu và độ phân giải để thấy ảnh xấu dần nhưng tệp nhẹ đi; kéo tần số lấy mẫu và độ sâu bit để thấy sóng âm bị bẻ thành các bậc thang. Mỗi chế độ đều hiện công thức tính dung lượng đang dùng.

Tháp dân số theo nhóm tuổi 5 năm (nam bên trái, nữ bên phải) với ba kiểu: mở rộng (đáy rộng, dân số trẻ, tăng nhanh), ổn định (thân đều, tăng chậm) và thu hẹp (đáy hẹp, dân số già, giảm). Kéo thanh tỉ suất sinh, tỉ suất tử rồi bấm Chạy: dân số được dự báo từng năm theo phương pháp thành phần (sinh vào nhóm 0–4, tử theo từng tuổi, lên nhóm tuổi trên), tháp đổi dạng dần; hiện tổng dân số, tỉ suất gia tăng tự nhiên, tỉ lệ ba nhóm tuổi và kiểu tháp hiện tại.

Mô hình 3D bóng – que xoay được về hình dạng phân tử theo thuyết đẩy cặp electron vỏ hoá trị (VSEPR). Học sinh chọn phân tử (BeCl₂, CO₂, BF₃, SO₂, CH₄, NH₃, H₂O, PCl₅, SF₄, ClF₃, XeF₂, SF₆, BrF₅, XeF₄) hoặc tự chọn số cặp electron liên kết và không liên kết; mô hình hiện các thuỳ cặp không liên kết, cung góc liên kết, công thức AXₙEₘ, tên hình dạng, góc liên kết (109,5° → 107° → 104,5°) và gợi ý phân tử có phân cực hay không.

Hai nguyên tử tiến lại gần nhau: kim loại nhường hẳn electron cho phi kim tạo ion trái dấu hút nhau (liên kết ion), hoặc hai phi kim góp chung cặp electron (liên kết cộng hoá trị, lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn nếu phân cực). Học sinh chọn phân tử, xem hiệu độ âm điện Δχ trên thang 0,4 – 1,7, công thức Lewis và loại liên kết.

Bản đồ khí áp với một trung tâm áp cao (C) và một trung tâm áp thấp (T) kéo được, các đường đẳng áp vẽ tự động. Các phần tử không khí chuyển động từ nơi áp cao về nơi áp thấp và bị lực Cô-ri-ô-lit làm lệch hướng (lệch phải ở Bắc bán cầu, lệch trái ở Nam bán cầu) tạo xoáy nghịch quanh áp cao và xoáy thuận quanh áp thấp; đổi độ chênh khí áp, vĩ độ, bán cầu và ma sát để thấy tốc độ, hướng gió thay đổi. Ô dưới: lát cắt frông lạnh (không khí lạnh chui xuống đẩy không khí nóng lên cao, mưa dông) hoặc frông nóng (không khí nóng trườn lên, mưa dầm).

Tua-bin gió thu công suất P = ½ρAv³·Cp qua diện tích quét A = πR². Chỉnh chiều dài cánh, tốc độ gió trung bình, hệ số Cp (không vượt giới hạn Betz 59,3 %), các tốc độ khởi động, định mức, ngắt máy và mật độ không khí; xem đường cong công suất, gió biến đổi trong 24 giờ, điện năng cả ngày so với nhu cầu của một hộ gia đình.

Xoay bánh xe Caesar để mã hoá và giải mã một câu với độ dịch k. Phá một bản mã bằng phân tích tần suất: so biểu đồ tần suất chữ cái của bản mã với tần suất chuẩn của ngôn ngữ, với cả mã dịch vòng lẫn mã thay thế. Cuối cùng xem độ dài khoá tính bằng bit quyết định số khoá và thời gian dò vét cạn ra sao, và vì sao HTTPS mã hoá dữ liệu trên đường truyền.

Một lưu vực sông (đường chia nước, phụ lưu, nơi hợp lưu, trạm đo và thị trấn ở cửa lưu vực) nhận một trận mưa bão. Biểu đồ vẽ lượng mưa từng giờ và lưu lượng sông (m³/s) theo thời gian: đọc đỉnh lũ, thời gian trễ, nhánh lên, nhánh xuống và dòng chảy cơ sở. Đổi lượng mưa, thời gian mưa, tỉ lệ rừng, tỉ lệ bề mặt không thấm (đô thị), độ ẩm đất, hình dạng và độ dốc lưu vực; bật hồ điều hoà hoặc đê để xem lũ có vượt mức báo động và tràn vào thị trấn hay không. Bấm Mưa lại để giữ đường cũ và so sánh.

Bản đồ thế giới (có thêm quả địa cầu 3D) với các dòng biển bề mặt lớn chảy thành vòng hoàn lưu: dòng nóng (đỏ) chảy về cực ở bờ tây đại dương như Gơn-xtrim, Cư-rô-si-ô, A-gu-lát; dòng lạnh (xanh) chảy về xích đạo ở bờ đông đại dương như Ca-li-phoóc-ni-a, Pê-ru, Ben-ghê-la. Bật mũi tên gió để thấy tín phong, gió Tây và chiều quay của các vòng hoàn lưu; chuyển sang lớp dòng sâu để xem băng chuyền nhiệt – muối. Thả chai trôi và theo dõi đường đi, số ngày, quãng đường; so sánh nhiệt độ tháng 1 của Luân Đôn và Xanh Giôn (Niu-phao-len); tăng lượng nước ngọt do băng tan ở Bắc Đại Tây Dương để thấy băng chuyền yếu đi.

Bản đồ thế giới tự vẽ chia 24 múi giờ (mỗi múi 15° kinh tuyến), có kinh tuyến gốc 0° và đường chuyển ngày quốc tế 180°. Kéo Mặt Trời trên bản đồ hoặc bấm Chạy để thời gian trôi: vùng ban đêm dịch chuyển, giờ và ngày của các thành phố (Luân Đôn, Hà Nội, Tô-ky-ô, Niu Y-oóc, Xit-ni, Mát-xcơ-va) cập nhật. Kéo điểm quan sát đến vị trí bất kì để đọc múi giờ, giờ địa phương, giờ Mặt Trời mọc, lặn và độ dài ngày theo vĩ độ và ngày trong năm.