Mô phỏng Lớp 11

Học sinh dựng một chi tiết từ khối cơ bản (khối hộp bo góc, trụ, lỗ khoét xuyên, mấu chìa) với kích thước bằng mm trong khung 3D xoay được, xem ba hình chiếu vuông góc, rồi cắt lớp như phần mềm slicer: chọn chiều dày lớp, mật độ infill, số lớp vỏ, bật support cho phần nhô quá 45°. Mô phỏng in từng lớp, ước tính thời gian in, chiều dài và khối lượng sợi nhựa PLA (1,24 g/cm³), chi phí vật liệu, biểu đồ đánh đổi độ bền – khối lượng – thời gian theo infill, và kết thúc bằng thẻ nghề kĩ thuật viên CAD, kĩ thuật viên in 3D.

Dây chuyền gồm nhiều trạm nối tiếp, mỗi trạm có thời gian gia công riêng; bấm Chạy để xem chi tiết chạy trên băng tải, ùn lại thành hàng chờ trước trạm chậm nhất (trạm nghẽn) còn các trạm khác phải chờ việc. Bấm vào một trạm rồi kéo thanh trượt để đổi thời gian gia công của trạm đó, hoặc lắp robot / thêm trạm song song cho trạm nghẽn và thấy nhịp sản xuất, năng suất giờ và sản lượng mỗi ca thay đổi ngay.

Kéo điểm M trên đường tròn lượng giác, điểm tương ứng chạy đồng bộ trên đồ thị y = sin x, cos x hoặc tan x. Đường y = m cắt đồ thị cho thấy nghiệm của phương trình lượng giác cơ bản, các nghiệm được đánh dấu cả trên đường tròn lẫn đồ thị kèm công thức nghiệm tổng quát.

Một dãy phần tử môi trường nhận dao động từ nguồn ở đầu trái; chuyển giữa sóng ngang (phần tử dao động vuông góc phương truyền) và sóng dọc (dao động dọc phương truyền, tạo chỗ nén và giãn). Một phần tử được tô đỏ để thấy nó chỉ dao động quanh vị trí cân bằng; bước sóng λ = v/f, chu kì T và đồ thị li độ của phần tử hiện trực tiếp khi đổi f, A, v.

Học sinh vào vai kĩ thuật viên bảo trì một dây chuyền băng tải có động cơ, băng tải, hai cảm biến quang, hộp đấu dây và bảng đèn báo PLC. Một lỗi ngẫu nhiên xuất hiện (cảm biến bị che bẩn, băng mòn trượt, ổ bi động cơ quá nhiệt, dây lỏng ở cầu đấu); học sinh đọc triệu chứng (mã lỗi, đèn báo, sản lượng, rung lắc), chọn bộ phận rồi đo bằng đồng hồ vạn năng, nhiệt kế hồng ngoại, máy đo rung, máy đo tốc độ, cắt điện khoá thẻ trước khi sửa, điều chỉnh hoặc thay chi tiết. Điểm tính bằng thời gian dừng máy và chi phí; phần cuối so sánh bảo trì phòng ngừa với sửa khi hỏng qua một năm mô phỏng và có thẻ hồ sơ nghề.

Bắn đạn theo phương ngang từ đỉnh một ngọn núi rất cao trên Trái Đất 3D. Chuyển động của đạn được tính bằng tích phân số với lực hấp dẫn tỉ lệ 1/r²: tốc độ nhỏ thì đạn rơi trở lại, khoảng 7,9 km/s (sát mặt đất) thì bay quỹ đạo tròn, lớn hơn thì quỹ đạo elip, từ 11,2 km/s trở lên thì thoát khỏi Trái Đất.

Biểu đồ bong bóng chuyển động cho 25 nước từ 1960 đến 2020: trục ngang là GDP bình quân đầu người (thang logarit), trục đứng là tuổi thọ; cỡ bong bóng là dân số, màu là châu lục. Đổi trục sang số con của một phụ nữ, tử vong trẻ em hoặc số năm đi học, kéo thanh năm hay bấm Chạy, chạm vào một nước để vẽ đường đi của nước đó. Hệ số tương quan và khoảng cách giữa nước cao nhất, thấp nhất cập nhật theo năm.

Theo chân một chiếc điện thoại thông minh qua các khâu của chuỗi cung ứng toàn cầu: khai thác khoáng sản (coban, lithium, đất hiếm), sản xuất linh kiện, lắp ráp, thiết kế – phần mềm và bán lẻ, trên bản đồ thế giới có các chuyến hàng chuyển động. Thanh giá trị cho thấy mỗi khâu nhận bao nhiêu phần giá bán (số liệu minh hoạ), thanh thời gian cho biết hàng mất bao nhiêu ngày từ mỏ tới cửa hàng. Học sinh đổi nơi lắp ráp, cách vận chuyển, thuế nhập khẩu và gây sự cố (cảng đóng cửa, đại dịch, mỏ ngừng) để xem ảnh hưởng tới chi phí, thời gian và phát thải CO₂.

Sơ đồ truyền lực từ động cơ qua li hợp, hộp số, trục các đăng đến cầu chủ động và bánh xe: mỗi khâu quay với tốc độ khác nhau theo tỉ số truyền. Bấm Lên số / Về số, kéo bàn đạp ga và độ dốc mặt đường để xem lực kéo F_k = M_e·i_h·i_0·η/r_b, lực cản và gia tốc thay đổi; đồ thị lực kéo theo vận tốc cho cả 5 số cho thấy vì sao số thấp khoẻ mà chậm, số cao nhanh mà yếu.

Mẫu thử kim loại được kẹp trên máy kéo: kéo thanh trượt (hoặc bấm Kéo tự động) để tăng độ dãn, mẫu dài ra, thắt cổ chai rồi đứt. Đồ thị ứng suất σ = F/S₀ theo biến dạng ε = Δl/l₀ vẽ theo thời gian thực, đánh dấu giới hạn đàn hồi, giới hạn chảy σ_ch và giới hạn bền σ_b. Đổi vật liệu để so sánh thép CT38, thép C45, gang xám (giòn), hợp kim nhôm và đồng.

Chọn máy tiện hoặc máy phay rồi bấm Chạy để xem chuyển động chính (phôi quay ở máy tiện, dao quay ở máy phay) và chuyển động chạy dao đưa lưỡi cắt đi hết chiều dài chi tiết, phoi bay ra và lớp kim loại dày t bị hớt đi. Thanh trượt đổi tốc độ trục chính n, chiều sâu cắt t và lượng chạy dao s; màn hình hiện tốc độ cắt v = πDn/1000 và thời gian gia công một lượt chạy dao.

Cắt dọc một xi lanh động cơ bốn kì: pít-tông, thanh truyền, trục khuỷu quay và hai xu-páp nạp – thải đóng mở đúng pha. Bấm Chạy để xem lần lượt bốn kì nạp, nén, cháy giãn nở, thải trong hai vòng quay trục khuỷu (720°), bugi đánh lửa (động cơ xăng) hoặc vòi phun phun nhiên liệu (động cơ diesel) ở cuối kì nén. Đồ thị công p–V vẽ theo thời gian thực; đổi vòng tua và tải để xem công suất và mô men thay đổi.

Vẽ hoặc sửa một đồ thị (đỉnh là vùng đất, cạnh là cây cầu) và xem ngay bậc của từng đỉnh, tổng bậc bằng hai lần số cạnh và kết luận theo số đỉnh bậc lẻ: có chu trình Euler, có đường đi Euler hay không có. Tự chạm từng cạnh để thử đi qua mỗi cạnh đúng một lần, hoặc cho thuật toán Fleury (tránh cầu) hay Hierholzer (ghép vòng) chạy từng bước để tìm đường.

Kéo điểm M trên vòng tròn lượng giác bán kính 1 để đổi góc lượng giác θ; tam giác tham chiếu và đoạn tang trên đường tiếp tuyến hiện ngay sin, cos, tan của θ. Góc đo bằng độ hoặc radian, tính cả số vòng quay khi kéo quá 360°/−360°. Đồ thị bên cạnh vẽ đúng hàm sin, cos hoặc tan theo góc với chấm chỉ thị chạy đồng bộ, kéo trực tiếp được trên đồ thị. Bật gắn góc đặc biệt để điểm tự hút vào 30°, 45°, 60°... và xem giá trị lượng giác đúng dạng căn thức. Phỏng theo mô phỏng "Trig Tour" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Đồ thị y = aˣ và y = logₐx đối xứng nhau qua đường thẳng y = x. Kéo điểm M trên đồ thị hàm mũ, điểm đối xứng M' chạy trên đồ thị hàm lôgarit; kéo thanh a để thấy hàm đồng biến khi a > 1, nghịch biến khi 0 < a < 1. Chế độ ứng dụng minh hoạ tăng trưởng dân số và phân rã phóng xạ, dùng lôgarit để tìm thời gian gấp đôi hoặc chu kỳ bán rã.

Nhỏ từng giọt HCl hoặc NaOH vào hai cốc: nước cất và dung dịch đệm (CH₃COOH/CH₃COO⁻, NH₄⁺/NH₃, H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ hoặc hệ đệm carbonate của máu) rồi so sánh pH. Kính phóng to và thanh lượng chất cho thấy dạng acid và dạng base của hệ đệm chuyển hoá cho nhau, công thức Henderson–Hasselbalch pH = pKa + lg([A⁻]/[HA]) và lúc hệ đệm hết khả năng đệm.

Hình hộp ABCD.A'B'C'D' xoay được bằng chuột hoặc ngón tay. Ba điểm M ∈ AB, N ∈ AD, P ∈ CC' kéo được dọc cạnh; mô phỏng dựng thiết diện của hình hộp cắt bởi mặt phẳng (MNP), tô màu đa giác thiết diện và chỉ ra các cặp giao tuyến song song trên hai mặt đối diện.

Đổi bán kính quỹ đạo của vệ tinh quanh Trái Đất để xem cường độ trường hấp dẫn g = GM/r², tốc độ dài và chu kì quay thay đổi thế nào. Mô phỏng chỉ ra bán kính cho chu kì đúng 24 giờ — quỹ đạo địa tĩnh mà các vệ tinh viễn thông phải dùng để luôn đứng yên so với một điểm trên mặt đất.

Chế độ dãy số: các điểm (n; uₙ) tiến về đường thẳng y = L, dải L ± ε kéo được cho thấy từ chỉ số N₀ trở đi mọi số hạng đều nằm trong dải. Chế độ hàm số: kéo điểm x tiến về x₀ từ hai phía, xem f(x) tiến về giới hạn trái/phải, nhận biết hàm gián đoạn hoặc không xác định tại x₀ và kết luận về tính liên tục.

Bản đồ Trung Quốc tự vẽ từ toạ độ kinh vĩ độ, chia theo bốn vùng kinh tế miền Đông, miền Trung, miền Tây và Đông Bắc, có kinh tuyến 105°Đ làm ranh giới phân hoá tự nhiên đông – tây. Bấm vào một vùng để xem diện tích, số dân theo Tổng điều tra dân số năm 2020 và tỉ trọng trong GDP; kéo thanh năm 1980 đến 2020 để thấy dân số cả nước tăng chậm dần dưới tác động của chính sách dân số. Học sinh thấy rõ miền Tây rộng gần ba phần tư diện tích nhưng chỉ có hơn một phần tư số dân và một phần năm GDP.

Bản đồ khu vực Tây Nam Á tự vẽ từ toạ độ kinh vĩ độ với 13 nước và nhóm nước, có Vịnh Péc-xích, Biển Đỏ và Biển Ca-xpi. Bấm vào một nước để xem lượng mưa trung bình năm, số dân, GDP và trữ lượng dầu mỏ; đổi lớp dữ liệu và đổi năm 2000, 2010, 2022. Vòng tròn đỏ trên bản đồ có bán kính tỉ lệ với trữ lượng dầu mỏ, cho thấy dầu tập trung quanh Vịnh Péc-xích và vì sao khu vực khô hạn này lại là điểm nóng của thế giới.

Quỹ đạo elip của một hành tinh quanh Mặt Trời với bán trục lớn a và tâm sai e chỉnh được. Các hình quạt tô màu ứng với những khoảng thời gian bằng nhau và có diện tích bằng nhau; hành tinh chạy nhanh ở cận nhật, chậm ở viễn nhật. Bảng số liệu thật của 8 hành tinh và sao chổi Halley kiểm chứng T²/a³ không đổi.

Một CPU thu nhỏ gồm PC, MAR, MDR, CIR, ACC, ALU và bộ điều khiển, nối với bộ nhớ 16 hoặc 32 ô qua bus địa chỉ, bus dữ liệu và bus điều khiển. Nạp chương trình mẫu viết bằng hợp ngữ đơn giản (LDA, ADD, SUB, STA, BRZ, BRP, BRA, OUT, HLT), đi từng nhịp xung để thấy dữ liệu chạy trên bus qua ba giai đoạn nạp, giải mã, thực hiện; đổi tốc độ xung nhịp và đếm số chu kì.

Mô hình quả cầu – que (hoặc đặc) của methane, ethane, propane, butane, 2-methylpropane, ethylene, propene, acetylene, benzene tự dựng theo hình học sp³/sp²/sp; kéo chuột hoặc chạm để xoay. Với alkene, alkyne bấm Cộng Br₂: phân tử Br₂ tiến đến liên kết bội, liên kết π mở ra, hai nguyên tử Br gắn vào hai carbon và dung dịch bromine mất màu; so sánh đồng phân C₄H₁₀.