Cơ học Newton

Chuyển động thẳng biến đổi đều

Khảo sát chuyển động thẳng với gia tốc không đổi. Kiểm chứng $v = v_0 + at$ và $x = x_0 + v_0t + \frac{1}{2}at^2$ qua đồ thị v–t tuyến tính và độ dốc bằng gia tốc.

THCS

Dụng cụ

Mô hình 3D vật chuyển động dọc đường thẳng với vết quỹ đạo
Thanh trượt thời gian duyệt qua chuyển động
Thanh trượt tham số điều chỉnh gia tốc
Đồ thị v–t và x–t cùng dòng đọc số

Các bước tiến hành

Đọc độ dốc đồ thị v–t
Chạy mô phỏng rồi kéo thanh trượt thời gian: trên đồ thị v–t, vận tốc tăng dọc đường thẳng. Đo độ dốc bằng hai điểm bất kỳ và so sánh với giá trị gia tốc trên bảng đọc — độ dốc đúng bằng $a$ .
Kiểm tra quãng đường dưới đồ thị
Tại một thời điểm t chọn trên thanh trượt, đọc vị trí x trên canvas. Diện tích hình thang dưới đường v–t tới thời điểm đó bằng $v_0t + \frac{1}{2}at^2$ — chính là độ dời $x - x_0$ ; đối chiếu hai cách tính.
Đổi gia tốc và quan sát độ cong
Kéo thanh trượt tham số để tăng a: đồ thị v–t dốc hơn, đồ thị x–t cong mạnh hơn. Thử a âm và quan sát vật chậm dần rồi đổi chiều; dự đoán thời điểm vật dừng lại từ $v = v_0 + at = 0$ trước khi kiểm tra trên hình.

Mô phỏng

Lịch sử thí nghiệm

Năm 1604, Galileo Galilei nhận ra quãng đường rơi tỉ lệ bình phương thời gian từ thí nghiệm mặt phẳng nghiêng — nền của chuyển động biến đổi đều. Ông công bố định lý "số lẻ" (quãng đường đi trong các khoảng thời gian bằng nhau tỉ lệ 1:3:5:7...) trong Discorsi (1638). Nicole Oresme ở thế kỷ XIV đã vẽ ý tưởng đồ thị vận tốc–thời gian (hình học động học), song mãi tới Galileo mới có đo đạc thực nghiệm. Newton sau đó đặt gia tốc vào hệ thống định luật động lực học (1687), biến quan hệ

v = v_0 + at

thành hệ quả của lực không đổi.

Nhà vật lý liên quan

Galileo Galilei Isaac Newton

Chủ đề liên quan trong thư viện

Chuyển động thẳng biến đổi đều