Сили пружності:

Мають електромагнітну природу (оскільки зумовлені зміною відстаней між атомами, іонами, молекулами).

Виникають при деформаціях тіл і напрямлені у бік, протилежний зміщенню частинок тіла. Деформація – зміна розмірів, об’єму, форми тіла.

Деформації, які повністю зникають після припинення дії на тіло зовнішніх сил, називають пружними; деформації, які зберігаються, називають пластичними.

Види деформації: розтяг, стиснення, зсув, згин, кручення.

Пружність – це здатність деформованих тіл відновлювати початкові форми і об’єм після припинення зовнішньої дії.

Сили тертя виникають у площині дотику поверхонь і перешкоджають їх взаємному переміщенню.

μ – коефіцієнт тертя ковзання, N – нормальна складова сили взаємодії.

Тертя ковзання:

• Виникає при взаємному переміщенні (ковзанні) тіл.
• Має електромагнітну природу.
• Сила тертя ковзання завжди напрямлена в бік, протилежний миттєвій швидкості.
• Зумовлюється: силами міжмолекулярної взаємодії; пружною та пластичною деформацією мікронерівностей поверхонь, що лежать у площині дотику.

Тертя спокою: Виникає у випадку, коли зовнішня сила недостатня для того, щоб відбулося відносне переміщення сил.

Тертя кочення:

• Виникає при коченні тіла по опорі.
• Зумовлюється: пружною і пластичною деформацією тіл, що взаємодіють; силами міжмолекулярної взаємодії.

Сила тертя кочення завжди напрямлена в сторону, протилежну швидкості миттєвого центра обертання тіла, що котиться.

Коефіцієнт тертя μ (як для тертя ковзання, так і для тертя кочення) залежить від стану поверхонь тіл і властивостей речовини, з якої вони складаються:

• Зменшується при зменшенні шорсткості, оскільки зменшення кількості і висоти мікронерівностей зменшує внесок сил їх пружної деформації у силу тертя.
• Збільшується при значному зменшенні висоти і кількості мікронерівностей, бо значним стає вплив сил міжмолекулярної взаємодії.

Для невеликих швидкостей і сил взаємодії можна вважати, що коефіцієнт тертя не залежить від площі дотику поверхонь та швидкості їх відносного переміщення.

Маси і пружини. Основи

Опис

Повісьте маси до пружин і дізнайтеся, як вони розтягуються і коливаються. Порівняйте дві системи пружин та експериментуйте з постійною пружин. Транспортуйте лабораторію на різні планети, сповільнюйте час та спостерігайте за швидкістю та прискоренням протягом усіх коливань.

Навчальні цілі

• Опишіть природну довжину та положення рівноваги власними словами.
• Знайдіть залежність між масою, жорсткістю пружини (постійною пружини) та розтягуванням (переміщенням).
• Створіть експеримент для визначення маси невідомого об'єкту
• Розробіть метод вимірювання періоду.
• Визначте фактори, що впливають на період коливань.
• Порівняйте силу тяжіння на планеті X з відомими орієнтирами.
• Опишіть співвідношення між вектором швидкості та прискорення та їх відношення до руху в різних точках коливання.

Маси і пружини

Опис

Підвісьте маси на пружини і регулюйте постійну пружини і демпфірування. Транспортуйте лабораторію на різні планети або сповільнюйте час. Поспостерігайте за силами та енергією в системі в режимі реального часу та вимірюйте період, використовуючи секундомір.

Навчальні цілі

• Визначте чинники, що впливають на період коливань
• Знайдіть значення g на планеті X
• Розробіть експеримент для визначення маси невідомого об’єкта
• Опишіть залежність між векторами швидкості та прискорення, та їх відношення до руху в різних точках коливання
• Поясніть, як діаграма змінюється протягом коливань
• Поясніть збереження механічної енергії, використовуючи кінетичний, пружний потенціал, гравітаційний потенціал та теплову енергію

Закон Гука

Опис

Розтягніть і стисніть пружину, щоб дослідити взаємозв'язок між силою, коефіцієнтом пружності пружини, зміщенням і потенційною енергією! Вивчіть, що трапляється, коли дві пружини з'єднані послідовно та паралельно.

Навчальні цілі

• Поясніть зв'язок між прикладеною силою, силою пружності, коефіцієнтом пружності пружини, переміщенням та потенційною енергією.
• Опишіть, як сполучення двох пружин послідовно чи паралельно впливає на коефіцієнт пружності пружини та силу пружини.
• Прогнозуйте, як потенціальна енергія зберігається при зміні пружини і при зміщенні.

Сили і рух: Основи

Опис

Дослідіть сили, діючі при перетягуванні каната або при натисканні на холодильник, пакувальну коробку, або людину. Прикладіть силу і подивітися, як це впливає на рух тіл. Змініть тертя і подивіться, як це впливає на рух тіл.

Навчальні цілі

• Визначте, коли сили врівноважуються, а коли - ні.
• Визначте суму сил (результуючу силу) на тіло, коли на нього діють більш ніж одна сила.
• Передбачити рух тіла з нульовою результуючою силою.
• Передбачити напрямок руху при заданій комбінації сил.

Тертя

Опис

Перемістіть книгу з хімії та спостерігайте за тим, що відбувається. Зауважте, що інтерактивні елементи в цій симуляції мають простий опис, доступ до якого можна отримати за допомогою зчитувача екрана.

Навчальні цілі

• Описати модель тертя на молекулярному рівні.
• Опишіть з точки зору молекулярного руху. Інформація повинна включати: діаграми на підтримку опису, як маси частинок і температура впливають на вигляд, які подібності та відмінності між рухом частинок твердого тіла, рідкого і рухом частинок газу, як розмір і швидкість молекул газу пов'язані з повсякденними предметами.