L1: alused
Takistus, seejärel reaktiivtakistus
PHYPinge ja voolutugevuse suhe on esimese tööriista kogu sisu. Teine lisab komponendi, millel puudub takistus, kuid mis piirab voolu sellegipoolest. Kolmas küsib, mis on selle hind igal sagedusel.
Füüsika
Füüsika avastab ikka ja jälle, et omavahel seostamata asjad alluvad samale võrrandile. Pendel, vedru ja võnkering on üks ja sama ülesanne kolmes kostüümis, ja siin saad kõiki kolme juhtida.
Newest in this category
- Kruvikeere Explore screw lead angle, mechanical advantage, efficiency and self-locking.
-
Hammasratasülekande ja kiiruse simulaator
Neli hammasratast, kaks võimalust nende paigutamiseks. Määra hammaste arvud ja vaata, millised neist mõjutavad väljundi ülekandearvu ning millised pöörlevad lihtsalt kaasa.
- Snelli murdumisseaduse simulaator Visualiseeri valguse murdumist piiripinnal reguleeritavate murdumisnäitajatega ja täieliku sisepeegelduse nähtusega.
Peatükid
Lühikesed jadad üksikute tööriistade asemel. Iga samm annab järgmisele midagi kindlat, seega tasub need läbida järjekorras.
L2: kool
Energia jõudude asemel
PHYKaks tööriista ja üks otsetee: kui vajad vaid kiirusi ja kõrgusi, võid jõud täiesti unustada ja lasta energial arvet pidada.
L2: kool
Valguse murdumine
PHYLääts on kellegi kõverdatud piirpind. Ükski siinse teekonna lehekülg ei tutvusta füüsikat, mida esimene juba ei sisaldaks. Muutub vaid see, kui palju temalt nõutakse: üks pind, seejärel ideaalne lääts, lõpuks klaasitükk.
L2: kool
Lihtmehhanismid: jõu vahetamine teepikkuse vastu
PHYViis masinat ja üks vahetuskaup. Ükski neist ei loo energiat, kuid igaüks laseb sul valida, kuidas seda kulutada: väiksem jõud pikemal teekonnal või vastupidi. Iga samm annab järgmisele edasi kindla osa sellest vahetuskaubast ning lõpuks mõistad sa mis tahes masinat, esitades selle kohta kaks küsimust.
L2: kool
Ringjooned ja lained on sama liikumine
MATHKolm tööriista, ja selle jada tuum on arusaam, et tegemist pole kolme eraldi teemaga. Siinuslaine on ühtlane ringliikumine küljelt vaadatuna, ning võnkuv pendel on seesama pilt olukorras, kus pöörlemise tagab raskusjõud.
L2: kool
Asjade viskamine
PHYKolm tööriista ja kolmas neist murrab esimesed kaks. Konstantsel kiirendusel on analüütiline lahend, seega on kaks esimest sammu algebra. Õhutakistus ei ole konstantne ja sealt edasi on ainus aus meetod seda samm-sammult integreerida.
L2: kool
Vesi paagist: üks kiirus, kaks rakendust
PHYKaks tööriista tuginevad üheleainsale tulemusele. Vesi väljub avast täpselt sama kiirusega, mille saavutab kivi samalt kõrguselt langedes, ning kõik edasine järeldub sellest, kuhu see kiirus rakendub: külgsuunas on see heitkeha, allasuunas tühjendab mahuti iseennast.
L2: kool
Ühest vedrust seisulaineni
PHYÜks taastav jõud, jälgitud nii kaugele kui võimalik. Mass vedrul võngub, nende rida kannab võnkumist edasi, kahe kohtumisel otsustavad need, kas liituda või kustuda, ning piir mõlemas otsas heidab kõrvale iga sageduse, mis ei sobi.
Ülesanded täielikult lahendatud
- Külgkiirendus 1500 m/s lendavale püüdurile navigatsioonisuhtega N = 3
- Miks vaadi alumise poole tühjenemine võtab 2,4 korda kauem aega kui ülemise
- Kahe puhta võnke periood paigalseisust vabastamisel
- Ühe kruvikeerme lahtirullimine kolmnurgaks
- Sügavkülmiku jää 250 g 80 °C teekruusile
- Hävitaja 90 km kaugusel radarristlõikega 5 m²
- Resonantstipp 1,0002 ja lõpmatu võimendusvaru
- Dipooli paigutus kahe laenguga, mille vahekaugus on 4 ühikut
- Miks vajab su käsi 50-njuutonise raskuse hoidmiseks 350 njuutonit
- Neli köit, kaheksasada njuutonit ja kuhu kaob puuduv 141 džouli
- 100 Ω, 10 mH, 2,53 µF jadaühenduse resonantssagedus
- Rajal 5 m kõrguselt paigalseisust lahti lastud 1 kg vagonett
- Sobitamata 915 MHz antenn 50 Ω liinil
- Kaks ava, üks märg laik
- Miks liigub pööra vänt 3,77 meetrit, et tõsta 63 sentimeetrit köit
- 5 m vabalt toetatud terastala, mis kannab 10 kN sildeava keskel
- Mootor, mis tarbib 1000 J 600 K ja 300 K vahel
- 1 kg pall 1 m nööri otsas, mida keerutatakse vertikaalses ringis
- Sagedus kiirusega 30 m/s liikuva 700 Hz sireeni ees ja taga
- 63,21% saavutanud väljund ühe ajakonstandi möödumisel astmesisendist
- Kivi kukutamine 100 m kõrguselt, kui g = 9,81 m/s²
- Kaks 150 N/m vedru ühendatud otsast otsa, venitatud kokku 0,25 m
- Üks mool gaasi mahuga 22,4 liitrit ühe atmosfääri juures
- Ainus orbiit, kus satelliit ripub liikumatult
Mida sa siit teada saad
- Tasapinnalised ristlõiked jäävad tasaseks, kuni tala läheb lühikeseks Talade läbipainde kalkulaator
- Seda regulaatorringi ei saa võimendusega ebastabiilseks muuta Bode/Nyquisti juhtimislabor
- Arvutage Celsiuses ja masin näib poole võrra parem Carnot' mootori simulaator
- Kümme korda paremad andmed ostavad ainult pisut lisaaega Kaose põrkepallide labor
- Mõned teed läbi selle välja on täiesti tasuta Elektrivälja visualiseerija
- Avastuskauguse poolitamine maksab 16 korda väiksema ristlõike Radarifüüsika Simulaator
Artiklid nende tööriistade põhjal
-
A machine that holds its own load is always under half efficient
Self-locking and "wastes more than half of what you put in" turn out to be the same inequality written two ways. That is why a bolt needs no ratchet, and why turning one is such miserable work.
-
You can derive the pendulum formula without knowing any physics. Almost.
Dimensional analysis hands you the form of a law from the units alone: which quantities matter, and how. What it cannot hand you is the pure number in front, and knowing exactly where the method stops is what makes it useful.
-
Ten degrees on the fire is worth 8.2 joules. Ten degrees off the river is worth 16.7.
Carnot efficiency depends on both temperatures, but not equally: dropping the cold side beats raising the hot side by a factor of T_H/T_C. Awkwardly, the cold side is usually a river you do not control.
-
Four tools on this site are running the same equation. Its parameter has four names.
RC, 1/λ, 1/k and the membrane time constant are one quantity in four disguises. Learn it once and you own it in four subjects. The conversion people get wrong is half-life.
-
Resonance is a phase relationship, not a peak
The amplitude peak of a driven oscillator shifts with damping and can vanish entirely, but the phase lag passes through exactly 90 degrees at the natural frequency for every damping value. Phase is the definition; the peak is a symptom.
-
The pendulum formula quietly assumes a small swing
T = 2π√(L/g) is not the period of a pendulum. It is the period of a pendulum that barely moves, and the error grows to nearly 16% by the time the swing reaches 85 degrees.
-
Why no piano is in tune
Twelve perfect fifths land 23.46 cents above seven octaves. That gap cannot be closed by any tuning, because it is a fact about prime numbers rather than about music, and every keyboard you have played is a negotiated settlement over it.
Kõik selle valdkonna tööriistad
Mechanics & Motion
Hammasratasülekande ja kiiruse simulaator
Neli hammasratast, kaks võimalust nende paigutamiseks. Määra hammaste arvud ja vaata, millised neist mõjutavad väljundi ülekandearvu ning millised pöörlevad lihtsalt kaasa.
Impulsi ja kokkupõrgete labor
Simuleeri 1D vankrite põrkeid, et uurida impulsi jäävust, kineetilise energia muutusi ja põrkekoefitsienti.
Kaldpind, kruvi ja kiil
Kaldpind, kruvi ja kiil on üks kujund kolmes rollis. Määra nurk ja hõõrdumine. Jälgi seejärel, kuidas geomeetria pakutav eelis erineb tegelikult saavutatavast.
Kangi liigid ja mehaaniline võimendus
Määra mõlema õla pikkus ja raskus. Nüüd jälgi rakendatavat jõudu, mehaanilist võimendust ja vahemaad, mille jõu rakenduspunkt peab läbima. Kangi liigi otsustab geomeetria, mitte valitud nupp.
Kinemaatika (SUVAT) kalkulaator
Lahenda ühtlaselt kiireneva liikumise võrrandid (nn SUVAT-võrrandid). Sisesta suvalised 3 väärtust nihkest, algkiirusest, lõppkiirusest, kiirendusest ja ajast, et leida ülejäänud 2.
Kruvikeere
Explore screw lead angle, mechanical advantage, efficiency and self-locking.
Lõbustuspargi rongi energiasimulaator
Vaata kineetilise ja potentsiaalse energia vahetust kohandataval liumäe rajal
Newtoni teise seaduse (F=ma) simulaator
Lükka klotsi mööda pinda, millel on hõõre ja valikuline kalle, ning vaata, kuidas Newtoni seadused reaalajas avalduvad: resultantjõud, F=ma ja täielik, elavalt animeeritud vaba keha diagramm.
Paagi tühjenemine ja Torricelli kahanemine
Jälgi, kuidas paak Torricelli seaduse kohaselt tühjeneb. Tase langeb paraboolina, sest väljavoolu kiirus on võrdeline sügavuse ruutjuurega.
Plokisüsteemid ja mehaaniline võimendus
Loe kokku koormust kandvad köielõigud ja saadki teada mehaanilise võimenduse. Muuda kasutegurit ja jälgi, kus kadu tegelikult avaldub.
Ratta ja võlli mehaaniline eelis
Kaks raadiust ühel teljel. Määra need ja vaata masina jõuvõitu, rakendatavat jõudu ning pikkust, mille kumbki raadius ühe pöördega kerib.
Talade läbipainde kalkulaator
Arvuta läbipaine, paindemoment ja põikjõud konsool- ja vabalt toetatud taladele
Vabalanguse kalkulaator
Arvuta langemisaeg, löögikiirus ja kineetiline energia objektile, mis kukub antud kõrguselt suvalise raskuskiirenduse all.
Visketrajektoori Simulaator
Simuleeri visketrajektoori väljalennukiiruse, -nurga ja -kõrgusega. Näe reaalajas lennukaugust, lennuaega ja maksimaalset kõrgust.
Väljavoolujoad paagist
Võrdle kolmest erineval sügavusel asuvast avast väljuvate jugade kiirust, lennukaugust ja lennuaega ning leia need kaks, mis langevad samasse punkti.
Õhutakistuse ja Tuulega Visketrajektoori Simulaator
Visketrajektoor õhutakistuse ja tuulega.
Oscillations, Waves & Optics
Doppleri efekti simulaator
Visualiseeri Doppleri nihet liikuva allika lainerinnete, Machi koonuste ja sageduse arvutustega.
Harmoonilise võnkumise resonantslabor
Uuri massi-vedru-summuti dünaamikat ajavastuse, faasiportree ja resonantskõvera abil.
Hooke'i seadus ja vedrulabor
Uuri jõudu, nihet, potentsiaalset energiat, võnkumist ja vedrude kombinatsioone.
Kaksikpendli uurija
Interaktiivne kaksikpendli kaose simulatsioon.
Kaose põrkepallide labor
Paljude pallidega gravitatsiooni- ja põrkeliivakast koos kaksiksimulatsioonide lahknevuse jälgimisega.
Lainete interferents / kaks allikat
Uuri kahe allika lainete interferentsi reguleeritava lainepikkuse, allikate vahekauguse ja triibu järguga otseülekandes 2D-mustris.
Lihtne pendel / SHM
Simuleeri lihtsat pendlit reguleeritava pikkuse, gravitatsiooni ja algkiirusega. Periood, sagedus ja maksimaalne kiirus uuenevad reaalajas.
Läätsede ja kujutiste stuudio
Muuda objekti ja läätse parameetreid, et näha reaalse/virtuaalse kujutise teket koos peakiirte ja läätsevalemi uuenemisega.
Ringliikumise labor
Visualiseeri tsentripetaaljõudu, tsentripetaalset kiirendust, nurk- ja tangentsiaalkiirust, perioodi ning sagedust.
Seisulainete uurija
Visualiseeri seisulaineid reguleeritava harmoonilise numbri, piirtingimuste ning animeeritud sõlmede/kõhtudega.
Signaali diskreetimine ja Nyquisti teoreem
Visualiseeri Nyquisti teoreemi: kuidas diskreetimissagedus mõjutab signaali taastamist ja aliaseerumist
Snelli murdumisseaduse simulaator
Visualiseeri valguse murdumist piiripinnal reguleeritavate murdumisnäitajatega ja täieliku sisepeegelduse nähtusega.
Õhukese Läätse Kiirtejälgija
Jälgi valguskiiri läbi koondavate ja hajutavate läätsede ning näe reaalajas kujutise asukohta ja suurendust.
Thermodynamics
Carnot' mootori simulaator
Uuri Carnot' tsüklit: PV-diagramm, kasutegur η = 1 − Tc/Th, ja energiavoog
Ideaalse gaasi seaduse kalkulaator
PV = nRT interaktiivse kolvidiagrammi ja isotermikõveratega
Peitsoojus: jää joogiklaasis
Sega jää vette ja vaata temperatuuri, mille juures nad tasakaalustuvad. Erisoojusmahtuvus, sulamise peitsoojus ja 0 °C platoo, kus jää lisamine ei muuda enam midagi.
Electricity, Magnetism & Circuits
Elektrivälja visualiseerija
Paiguta punktlaenguid ning vaata väljajooni, vektoreid ja ekvipotentsiaalijooni
Ohmi seaduse kalkulaator
Lahenda V = IR pinge, voolutugevuse või takistuse jaoks. Kohene tulemus koos valemiga.
Pöördruudu seaduse uurija
Vaata, kuidas gravitatsioon, valguse intensiivsus ja elektriline jõud kõik kahanevad võrdeliselt 1/r²-ga — see on geomeetriline tagajärg levimisest üle kera pinna.
RC-vooluringi simulaator
Visualiseeri kondensaatori laadimis- ja tühjenemiskõveraid reguleeritavate R, C ja V₀ väärtustega.
RLC-resonantsanalüsaator
Uuri jadamisi RLC-vooluringi resonantsi, hüvetegurit, impedantsi ja sagedusvastust
Smithi diagrammi ja RF-i mustkunsti labor
Interaktiivne Smithi diagrammi tööriist RF-impedantsi sobitamiseks, peegeldusteguri visualiseerimiseks ja mikrolaine mustkunsti mõistmiseks
Control Systems & Modern Physics
Erirelatiivsusteooria uurija
Uuri ajadilatatsiooni, pikkuse kontraktsiooni ja Lorentzi tegurit, kui kiirus läheneb valguse kiirusele.
PID-regulaatori Häälestaja
Häälesta PID-regulaatori võimendused ja uuri astmevastust.
Radarifüüsika Simulaator
Simuleeri radari tuvastust, Doppleri filtreerimist, PRF-i mitmetähenduslikkust ja kauguse piiranguid.
Raketitõrje ja proportsionaalnavigatsioon
Vaata, kuidas juhitav tõrjerakett liikuvat sihtmärki tabab. Võrdle puhast jälitust proportsionaalnavigatsiooniga ja jälgi, kuidas juhtimisvõrrand a = N·Vc·λ̇ arvutatakse reaalajas, kaader kaadri haaval.
Muud tööriistad
Bode/Nyquisti juhtimislabor
Uuri võimendust, summutust ja omavõnkesagedust reaalajas Bode ja Nyquisti diagrammide ning stabiilsusvarude abil.
Esimest järku astmevastuse labor
Vaata, kuidas esimest järku süsteem reageerib astmesisendile: seadista võimendus, ajakonstant ja astme suurus ning jälgi eksponentsiaalset tõusu lõppväärtuseni.