Mô phỏng Lớp 8

Cầu phân áp gồm một cảm biến (quang điện trở LDR hoặc nhiệt điện trở NTC) và một biến trở tạo ra điện áp Vout, đưa vào transistor hoặc mạch so sánh để bật đèn LED, quạt hay còi. Kéo thanh ánh sáng hoặc nhiệt độ để xem điện trở cảm biến, Vout và dòng qua tải thay đổi; đồ thị cho đường đặc tính của cảm biến và Vout kèm ngưỡng chuyển. Đổi chỗ cảm biến lên nhánh trên hay xuống nhánh dưới để đảo tác dụng: bật khi tối hay khi sáng, báo lạnh hay báo nóng.

Bốn tình huống tai nạn điện thường gặp trong nhà: chạm vào dây pha hở, cầm thiết bị có vỏ kim loại bị rò điện, sửa điện khi chưa cắt nguồn và thả diều vướng đường dây. Học sinh chọn điện trở của người, việc đi dép cách điện và biện pháp bảo vệ (nối đất vỏ thiết bị, aptomat chống giật RCD 30 mA), rồi bấm Chạm vào dây để thấy dòng điện I = U/R chạy qua người, giá trị tính bằng miliampe đặt trên thang mức độ nguy hiểm và thời gian tiếp xúc. Aptomat chống giật ngắt mạch trong 0,1 giây còn nối đất làm điện áp tiếp xúc giảm xuống mức an toàn.

Minh hoạ (a + b)², (a − b)² và a² − b² bằng diện tích hình vuông, hình chữ nhật. Học sinh kéo nút để đổi a, b, bấm Tách/Ghép để xem các mảnh tách ra hoặc ghép lại: a² − b² cắt thành hai mảnh rồi xếp lại thành hình chữ nhật (a + b)(a − b). Công thức với số cụ thể cập nhật theo hình.

Đi qua đủ năm bước thiết kế kĩ thuật cho một sản phẩm đơn giản: xác định vấn đề và tiêu chí, đề xuất và lựa chọn giải pháp, xây dựng nguyên mẫu, kiểm chứng giải pháp rồi lập hồ sơ kĩ thuật. Ở bước kiểm chứng, học sinh bấm Thử tải để đặt vật lên nguyên mẫu: mô phỏng tính điều kiện lật theo vị trí trọng tâm so với chiều dài đế và tính ứng suất uốn σ = M/W ở chân đỡ để so với ứng suất cho phép của vật liệu. Nếu hỏng thì bấm Cải tiến để kéo dài đế rồi thử lại, đúng tinh thần thiết kế là quá trình lặp.

Vật thể (hộp, lăng trụ, khối chữ L, hình trụ, lăng trụ lục giác) xoay được bằng chuột hoặc chạm; ba hình chiếu vuông góc được vẽ tự động và đặt đúng quy ước phương pháp chiếu góc thứ nhất: hình chiếu đứng ở trên, hình chiếu bằng ở dưới hình chiếu đứng, hình chiếu cạnh ở bên phải hình chiếu đứng; cạnh khuất vẽ bằng nét đứt. Đổi kích thước dài, rộng, cao và xem các hình chiếu thay đổi theo.

Sơ đồ mạch điện sinh hoạt 220 V: nguồn → thiết bị bảo vệ (cầu chì hoặc aptomat) → các nhánh song song gồm công tắc–bóng đèn và ổ cắm. Học sinh bấm công tắc để bật đèn, cắm thiết bị vào ổ cắm, theo dõi tổng công suất và dòng điện I = P/U; khi dòng vượt định mức, cầu chì nóng lên rồi đứt (aptomat nhảy) và cả mạch mất điện. Thay cầu chì / bật lại aptomat để tiếp tục.

Cọ xát bóng bay, thanh thuỷ tinh hoặc thước nhựa với len, lụa hay tóc: electron chuyển từ vật này sang vật kia theo dãy nhiễm điện ma sát, hai vật nhiễm điện trái dấu. Treo các vật lên để thấy vật cùng dấu đẩy nhau, khác dấu hút nhau, vật trung hoà bị hút do hưởng ứng; đưa vật nhiễm điện lại gần mẩu giấy vụn; dùng điện nghiệm lá vàng để phát hiện điện tích, nhiễm điện do tiếp xúc, do hưởng ứng và nối đất.

Hai bánh quay ăn khớp với nhau bằng dây đai, xích hoặc răng: bánh dẫn quay với tốc độ đặt trước, bánh bị dẫn quay theo với tốc độ tính từ tỉ số truyền i = n₁/n₂ = Z₂/Z₁. Học sinh đổi số răng (hoặc đường kính) hai bánh, đổi tốc độ bánh dẫn, mắc đai thẳng hay đai chéo, bấm Chạy để xem hai bánh quay đúng tỉ lệ và đúng chiều, hoặc kéo chuột trên bánh dẫn để quay tay từng chút một. Mô phỏng hiện công thức, tỉ số truyền, tốc độ bánh bị dẫn và cho biết bộ truyền đang tăng tốc hay giảm tốc.

Kéo bàn chân nhân vật cọ qua lại trên tấm thảm để tích luỹ electron trên cơ thể (mỗi đoạn cọ được hiển thị bằng các chấm electron dọc theo chân và thân); sau đó kéo bàn tay lại gần tay nắm cửa kim loại. Electron tích càng nhiều thì tia lửa phóng ra khi tay còn cách xa hơn; ngay khi phóng điện, electron trên người trở về 0 và số lần phóng điện được đếm thêm. Có thể chỉnh số electron tối đa và tầm phóng điện ứng với mỗi electron để làm rõ mối liên hệ giữa điện tích và khoảng cách phóng tia lửa. Phỏng theo mô phỏng "John Travoltage" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Kéo hai thanh trượt số mol chất tan và thể tích dung dịch để xem nồng độ mol C_M = n/V đổi ngay theo màu dung dịch trong cốc. Đổi chất tan (muối ăn, đồng(II) sulfate, thuốc tím, potassium dichromate) để thấy mỗi chất có một giới hạn bão hoà riêng: vượt quá thì chất dư đọng thành tinh thể ở đáy cốc, nồng độ không tăng thêm. Phỏng theo mô phỏng "Molarity" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Kéo lọ rắc chất rắn hoặc ống nhỏ giọt dung dịch đặc vào cốc nước, giữ vòi để thêm nước hoặc xả bớt, kéo thanh bay hơi để cô đặc dần. Đầu dò nồng độ kéo thả vào dung dịch đọc trực tiếp số mol/lít; vượt quá độ tan của chất thì phần dư đọng lại đáy cốc dạng rắn, không tan thêm được nữa. Tám chất quen thuộc trong chương trình (đường, muối ăn, đồng(II) sulfate, kali pemanganat, kali dicromat, kali cromat, coban(II) chloride, niken(II) chloride) mỗi chất một màu và một giới hạn hoà tan riêng. Phỏng theo mô phỏng "Concentration" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Kéo quả bóng bay qua lại trên áo len để cọ xát: electron rời áo sang bóng, bóng nhiễm điện âm còn áo nhiễm điện dương với độ lớn bằng nhau. Đưa bóng lại gần tường thấy bóng bị hút và dính vào tường dù tường không nhiễm điện (nhiễm điện do hưởng ứng); bật hiển thị điện tích để đếm số dấu +, − trên từng vật; thêm quả bóng thứ hai để so sánh lực hút với vật trung hoà và lực đẩy giữa hai vật cùng nhiễm điện âm. Phỏng theo mô phỏng "Balloons and Static Electricity" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Bản đồ châu Á tự vẽ cùng trục thời gian từ năm 1840 đến năm 1918 cho thấy Trung Quốc trở thành nước nửa thuộc địa, Ấn Độ và Đông Nam Á thành thuộc địa, còn Nhật Bản nhờ Duy tân Minh Trị mà trở thành nước tư bản chủ nghĩa. Học sinh kéo mốc thời gian để màu của từng nước thay đổi và các cuộc đấu tranh lần lượt hiện lên đúng địa bàn. Bấm vào một chấm sự kiện để đọc mô tả ngắn và so sánh con đường của Nhật Bản với phần còn lại của châu Á.

Bản đồ Việt Nam tự vẽ với bốn tuyến cắt ngang ở khoảng 22°B, 16°B, 12°B và 10°B. Chọn một tuyến để xem lát cắt tây – đông: núi cao ở phía tây và bắc, đồi chuyển tiếp, đồng bằng ở phía đông rồi tới thềm lục địa dưới Biển Đông; kéo con trỏ dọc lát cắt để đọc độ cao từng nơi và tên dạng địa hình. Bật lớp khoáng sản và lọc theo nhóm để thấy vị trí than Quảng Ninh, dầu khí thềm lục địa phía nam, bô-xít Tây Nguyên, a-pa-tit Lào Cai, sắt Hà Tĩnh và các mỏ khác.

Bấm nút tăng/giảm hệ số trước mỗi công thức để cân bằng số nguyên tử hai vế phương trình. Màn Giới thiệu vẽ mô hình phân tử theo đúng hệ số, kèm đĩa cân hoặc biểu đồ cột cho từng nguyên tố và mặt cười khi đã cân bằng, chọn sẵn ba phản ứng quen thuộc (tổng hợp ammonia, phân giải nước, đốt cháy methane). Màn Trò chơi có 3 cấp × 5 phương trình từ dễ đến khó, 2 lần trả lời mỗi câu, tính điểm, đồng hồ tuỳ chọn. Phỏng theo mô phỏng "Balancing Chemical Equations" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Hai tam giác đồng dạng ABC và A'B'C' theo tỉ số k: kéo các đỉnh của ABC để đổi hình, kéo B' hoặc C' để đổi tỉ số và xoay tam giác thứ hai; các góc tương ứng bằng nhau và tỉ số ba cặp cạnh luôn bằng k. Chế độ ứng dụng: đo chiều cao cây từ bóng nắng của cây và của người nhờ hai tam giác vuông đồng dạng; kéo ngọn cây hoặc đầu bóng để đổi số liệu.

Bản đồ Việt Nam tự vẽ cùng trục thời gian từ năm 1858 đến năm 1918 cho thấy vùng đất bị thực dân Pháp chiếm mở rộng dần qua từng mốc thời gian và từng bản hiệp ước mà triều đình nhà Nguyễn phải kí. Học sinh kéo mốc thời gian để thấy mũi tiến quân của Pháp vẽ ra trên bản đồ, các cuộc khởi nghĩa Cần vương và Yên Thế lần lượt bùng nổ. Bấm vào một chấm sự kiện để đọc mô tả ngắn về trận đánh, hiệp ước hoặc phong trào đó.

Bàn thí nghiệm ảo với bảy biến đổi: nước đá tan chảy, hoà tan muối ăn, đun sôi nước, đốt bông thép, sắt bị gỉ, baking soda với giấm và tạo kết tủa copper(II) hydroxide. Cân khối lượng trước và sau trong bình hở hoặc bình kín, đo nhiệt độ, quan sát dấu hiệu (chất khí, đổi màu, kết tủa, toả hay thu năng lượng, chất mới), so sánh tính chất trước và sau, xem mô hình hạt cho thấy liên kết có bị phá vỡ hay không, rồi phân loại biến đổi vật lí hay hoá học và ghi vào bảng kết quả.

Chọn một nhóm vật liệu (giấy và bìa, gỗ cứng, gỗ mềm, ván nhân tạo, kim loại đen, kim loại màu, hợp kim, nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn, vật liệu dệt) rồi làm 11 phép thử như ở xưởng: kéo, độ cứng, va đập, uốn, búa gõ, dẫn điện và dẫn nhiệt, nam châm, ngâm nước, môi trường ẩm ngoài trời, nung nóng – tạo hình và khối lượng riêng. Mỗi phép thử mở ra một cột trong hồ sơ tính chất và ghi vào bảng kết quả; giấy hiện định lượng (g/m²) và độ dày (µm). Sau đó chọn sản phẩm, xem vật liệu đạt hay trượt từng yêu cầu, đọc lí giải và dạng phôi cần mua.

Bốn màn hình khám phá đường thẳng y = ax + b: kéo hai điểm để tính hệ số góc bằng tam giác lên/xuống – chạy; chỉnh hệ số góc (dạng phân số tử số/mẫu số) và tung độ gốc bằng nút tăng giảm hoặc kéo ngay trên đường thẳng; viết phương trình đường thẳng từ một điểm cho trước và hệ số góc; và chơi trò chơi 4 cấp độ với ba dạng bài xen kẽ (vẽ đồ thị theo phương trình, viết phương trình theo đồ thị, chọn hai điểm thuộc đường thẳng). Phỏng theo mô phỏng "Graphing Lines" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

Bảng số liệu sửa được ngay trên trang: gõ lại một số thì biểu đồ bên cạnh vẽ lại lập tức. Học sinh chọn loại biểu đồ cột, đoạn thẳng hay hình quạt để thấy mỗi loại hợp với mục đích nào, bấm tiêu đề cột để sắp xếp tăng hay giảm, đặt ngưỡng lọc để bỏ bớt dòng nhỏ, và bấm vào một cột trong biểu đồ để làm nổi dòng tương ứng trong bảng.

Bản đồ Tây Âu và Bắc Mỹ cùng trục thời gian từ năm 1566 đến cuối thế kỉ XVIII cho thấy bốn cuộc cách mạng tư sản tiêu biểu: Nê-đéc-lan, Anh, 13 thuộc địa Anh ở Bắc Mỹ và Pháp. Học sinh kéo mốc thời gian hoặc bấm nút Chạy để xem lãnh thổ các nước cộng hoà mới hình thành và các sự kiện lần lượt xuất hiện. Bấm vào một chấm sự kiện trên bản đồ hay trên trục để đọc mô tả ngắn về nguyên nhân và kết quả.

Bản đồ Tây Âu – Bắc Mỹ cùng trục thời gian từ năm 1760 đến năm 1870 cho thấy cách mạng công nghiệp bắt đầu ở Anh rồi lan sang Mỹ, Pháp, Đức. Học sinh kéo mốc thời gian để thấy vùng đã công nghiệp hoá được tô màu rộng dần và các phát minh lần lượt hiện ra đúng nơi ra đời. Bấm vào một chấm phát minh để biết máy móc đó làm thay đổi sản xuất và đời sống như thế nào.

Bốn màn về hình đồng dạng. Phép vị tự: kéo tâm O và các đỉnh, chọn tỉ số k kể cả phân số và số âm, xem cạnh nhân |k|, góc giữ nguyên, diện tích nhân k². Diện tích, thể tích: phóng to hình hộp ghép từ hình lập phương đơn vị (xem 2D hoặc 3D) và đếm ô để thấy k² và k³. Tam giác đồng dạng: bài tìm cạnh còn thiếu có kiểm tra đáp án và lời giải. Tỉ lệ bản đồ: đo khoảng cách và diện tích trên bản đồ rồi đổi ra thực tế.