Thí nghiệm vật lí 10
Chọn một mô phỏng để xem hiện tượng diễn ra — kéo, thả, đổi điều kiện và quan sát kết quả thay đổi.
Độ dịch chuyển và quãng đường đi được
Xe chạy trên đường ray rồi đổi chiều: độ dịch chuyển d có dấu và quãng đường s cộng dồn tách hẳn nhau, s > |d| ngay khi xe quay đầu.
Tốc độ và vận tốc
Vật đổi chiều giữa chừng: tốc độ trung bình (s/t) tách hẳn khỏi vận tốc trung bình (d/t) ngay khi có đoạn quay lại.
Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian
Hai vật trên cùng một trục, đồ thị d–t là hai đường thẳng — độ dốc chính là vận tốc, giao điểm đánh dấu đúng lúc và chỗ chúng gặp nhau.
Chuyển động biến đổi. Gia tốc
Mũi tên vận tốc dài ngắn dần theo thời gian: gia tốc âm mà vật vẫn nhanh dần khi vận tốc cũng âm — chỗ học sinh hay hiểu sai nhất.
Chuyển động thẳng biến đổi đều
Ba đồ thị v–t, a–t, s–t chung một trục thời gian; kéo mốc thời gian bất kì để kiểm chứng v² − v₀² = 2as ngay trên số đọc.
Sự rơi tự do
Hai vật khác khối lượng rơi song song tuyệt đối; vệt chuyển động dày dần cho thấy "nhanh dần đều", đổi g để so với rơi trên Mặt Trăng.
Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực
Kéo hai vector lực để dựng hình bình hành và xem hợp lực đổi liên tục; đổi sang chế độ phân tích để tách một lực nghiêng thành hai thành phần vuông góc.
Động năng, thế năng
Thả một vật rơi và xem động năng với thế năng trao đổi cho nhau theo thời gian thực — kéo mốc thế năng để thấy thế năng phụ thuộc mốc đã chọn.
Năng lượng. Công cơ học
A = F·s·cos α: xoay góc kéo tới 90° thì công bằng 0 dù lực vẫn lớn, quá 90° thì công âm — lực cản luôn sinh công âm.
Công suất
Cùng một công nhưng làm nhanh hay chậm cho công suất khác nhau — P = A/t và P = F·v cho đúng một kết quả.
Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng
Vật trượt trên máng: động năng và thế năng đổi chỗ cho nhau nhưng tổng giữ nguyên — bật ma sát lên thì tổng tụt dần thấy rõ.
Hiệu suất
Phần công có ích trên công toàn phần: dòng năng lượng tách nhánh hao phí ngay trên hình, H không bao giờ vượt 100%.
Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm
Lực hướng tâm không phải lực mới: chọn dây căng hay ma sát và xem chính lực đó giữ vật trên quỹ đạo — vượt ω giới hạn thì xe trượt khỏi cua.
Thực hành: Tổng hợp lực
Bàn lực với hai lực đồng quy: đo hợp lực bằng lực kế rồi so với giá trị dựng hình bình hành — khớp nhau trong sai số.
Định luật 2 Newton
Gia tốc a = ΣF/m cùng hướng hợp lực: hai đồ thị dựng song song cho thấy a tỉ lệ thuận với lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng cùng lúc.
Định luật 1 Newton
Bỏ hết lực đi thì vật vẫn chạy mãi không dừng — và so hai vật nặng nhẹ nhận cùng một xung lực để thấy quán tính lớn thì ì hơn.
Định luật 3 Newton
Cặp lực trực đối đặt lên HAI vật khác nhau nên không bao giờ triệt tiêu — bày cạnh cặp cân bằng cùng một vật để thấy rõ khác biệt.
Trọng lực và lực căng
Hệ ròng rọc hai vật: lực căng T tính được từ cả hai phía cho cùng một giá trị, và bằng đúng trọng lượng khi hai vật cân nhau.
Lực ma sát
Kéo mạnh dần: ma sát nghỉ tăng theo đúng lực kéo cho tới ngưỡng rồi vật trượt và ma sát chuyển sang gần như không đổi.
Lực cản và lực nâng
Lực cản tăng theo tốc độ cho tới khi cân bằng trọng lực — vật rơi đạt vận tốc giới hạn; mở dù để thấy giới hạn tụt xuống ngay.
Chuyển động ném
Ném ngang và ném xiên với hai thành phần vận tốc tách rời — thả thêm một vật rơi tự do cùng lúc để thấy hai vật chạm đất đúng một thời điểm.
Định luật bảo toàn động lượng
Hai xe va chạm trên ray không ma sát: tổng động lượng giữ nguyên ở cả hai kiểu va chạm, nhưng động năng chỉ bảo toàn khi va chạm đàn hồi.
Động lượng
Xung lượng F·Δt bằng đúng độ biến thiên động lượng: kéo dài thời gian va chạm ra thì lực giảm hẳn — đúng lí do có vùng bẹp và mũ bảo hiểm.
Thực hành: Xác định động lượng của vật trước và sau va chạm
Đo vận tốc hai xe qua cổng quang trước và sau va chạm rồi so tổng động lượng — khớp nhau trong sai số của phép đo.
Động học của chuyển động tròn đều
Tốc độ không đổi nhưng vận tốc luôn đổi hướng: vectơ vận tốc tiếp tuyến quay theo vật, chu kì và tần số đo được khớp giá trị đặt.
Moment lực. Cân bằng của vật rắn
Kéo quả nặng dọc thanh đòn bẩy: M = F·d với d là khoảng cách vuông góc tới giá của lực, không phải tới điểm đặt — kèm ngẫu lực chứng minh ΣF = 0 chưa đủ để vật rắn đứng yên.
Thực hành tính sai số trong phép đo. Ghi kết quả đo
Bấm đo nhiều lần và xem số liệu tản mát thật: Ā, ΔAᵢ, ΔĀ, ΔA và δA tính lại ngay mỗi lần thêm dòng, kết quả ghi A = Ā ± ΔA đúng quy tắc làm tròn.
Làm quen với Vật lí
Chạy trọn vòng lặp phương pháp thực nghiệm: đặt giả thuyết Aristotle rồi đo — số liệu bác bỏ nó; đổi sang Galileo, đo lại, lần này khớp.
Thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động
Thả viên bi qua hai cổng quang điện, đồng hồ hiện số đếm rồi dừng lại ở giá trị đo — lặp nhiều lần để ra tốc độ trung bình kèm sai số.
Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do
Ngắt nam châm cho trụ thép rơi qua cổng quang, lặp nhiều lần rồi tính g = 2s/t² — sai số thời gian nhân đôi khi truyền sang g.
Biến dạng của vật rắn
Treo thêm quả nặng và xem F = k·|Δl| vẽ thành đường thẳng — cho tới khi vượt giới hạn đàn hồi thì đồ thị cong đi và lò xo không co lại như cũ nữa.
Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng
Kéo đầu đo xuống sâu dần để thấy p = ρgh tăng tuyến tính; hai bình khác hẳn hình dạng vẫn cho cùng áp suất ở đáy khi mực nước bằng nhau.