mMapTyping 물리 실험실

역학 실험실

배치 모드
수직면
t = 0.00 s

장치와 연결

물체별 에너지

위치 에너지 기준 y = 0

전체 합계

에너지 그래프 물체별 운동 에너지

사용법

두 모드 모두 ‘실험 시작’으로 실행·기록합니다. 변수 모드는 질량·길이·시간의 기준량으로 무차원 방정식을 계산합니다. 변수의 실제 값을 지정하지 않으며, 시간·운동량·에너지는 기준량이 포함된 식으로 표시합니다. 서로 독립적인 변수는 필요한 무차원 비율만 입력합니다. 예를 들어 m₂/m₁의 비율은 두 질량의 실제 값과 다릅니다. 기준량은 양수로 가정하고, 숫자는 기준량의 배수입니다. 변수의 물리량이 모호하면 변수 목록에서 질량·길이·속도 등을 지정하세요. 타임라인이나 시각 입력으로 기록된 시점을 선택하고 물체를 클릭하면 그때의 상태를 볼 수 있습니다. 과거 시점에서는 기록을 재생하며, 마지막 시점에서 실험을 계속할 수 있습니다. 설정 변경은 선택한 시점을 새 시작 배치로 삼고 기록을 새로 시작합니다.

Ctrl+Z: 배치 되돌리기 · Ctrl+Y / Ctrl+Shift+Z: 다시 실행 · 입력 칸에서는 입력 내용의 실행 취소를 사용합니다. Shift + 장치 드래그: 수직 이동 · 빈 공간 드래그: 화면 이동 · 가운데 버튼 드래그: 어디서든 화면 이동 · 선택 후 Delete: 삭제. 변수 모드에서는 값을 대입하지 않고 m, L, v_1 같은 기호를 사용합니다. v_1은 v₁로 표시됩니다. 변수 삭제는 관련 기호 설정도 함께 제거하며 되돌릴 수 있습니다. 변수 모드에서는 초 대신 기준 시간으로 진행합니다.

운동 평면은 좌표축 조합을 고르는 설정이 아닙니다. 수직면은 옆에서, 수평면은 위에서, 경사진 면은 그 면의 정면에서 본 2D 화면입니다. 수평면에서는 중력을 0으로 바꾸지 않아도 지지력이 상쇄합니다. 기울기는 수평면 기준이며, 화면 위쪽(+y)이 높아지는 방향입니다. 평면 자체는 마찰 없는 면으로 취급합니다.

  1. 도구를 선택하고 실험대의 원하는 위치를 클릭해 설치합니다. 다른 장치와 겹치는 위치에는 설치할 수 없으며, 드래그하면 처음 닿는 경계에서 멈춥니다. 실·용수철 연결선은 이 제한을 받지 않습니다. Esc로 취소합니다.
  2. 장치를 선택하면 좌표·길이·질량을 항목별로 설정할 수 있습니다. 각 칸에서 Enter를 누르거나 다른 칸으로 이동하면 저장됩니다. 드래그 또는 ‘실험대에서 위치 지정’으로도 배치할 수 있습니다.
  3. 실 또는 용수철을 선택하고 막대의 원하는 지점을 클릭합니다. 연결 설정에서 왼쪽 끝으로부터의 거리도 입력할 수 있습니다. 목록으로도 선택할 수 있어요. 실은 도르래를 여러 개 경유하고, 막대 끝끼리도 연결할 수 있어요.
  4. 힘·힘의 방향 칸에는 시간 수식을 입력할 수 있습니다. 예: 10+5*sin(t), 20*(step(t-1)-step(t-3)). t는 실제 모드에서 경과 초, 변수 모드에서는 기준 시간의 배수이며 sin/cos는 라디안입니다. 음수 힘은 반대 방향으로 작용합니다. 용수철저울은 실 근처에 설치하면 가까운 구간에 부착됩니다. 선택한 저울에서 측정할 실·구간·위치를 바꿀 수 있으며, 실험 기록의 시점을 바꾸면 그때의 장력을 표시합니다. 줄 끝에 힘을 주려면 ‘당김점’을 추가해 마지막 점으로 연결하세요. 실 설정에서 당김 힘과 방향을 입력할 수 있어요. 물체에 따로 설정한 외력과는 합산돼요.
  5. 경사로는 길이·두께·경사각을 입력하는 고정된 판입니다. 수직 운동 평면에서 물체를 올리면 중력에 의해 경사로를 따라 운동합니다. 직사각형 물체·막대는 크기·회전에서 회전 각도를 입력하세요. 벽·선반의 위치와 폭·높이를 입력해 물체를 올려놓으세요. 받침을 여러 개 추가해 막대를 지지할 수도 있어요.
  6. ‘0.1초 진행’은 모의 시간으로 0.1초만 진행해요. ‘처음 배치’는 재생 전 배치로, ‘현재 상태를 배치로’는 멈춘 자세를 새 출발점으로 삼아요.

힘 표시와 좌표 격자는 재생 중에도 바꿀 수 있습니다. 실제 모드의 격자는 한 칸이 1m입니다. 변수 모드에서는 장치 속성에 사용한 변수 중 하나를 격자 간격으로 선택합니다. 사용한 변수가 아직 없으면 단위 없는 좌표 격자를 표시합니다. 등록한 변수만 Times New Roman 이탤릭으로 표시합니다. 재생 중에는 숫자 설정이 잠겨요. 일시정지 후 설정을 바꾸면 그 자세를 새 배치로 삼고 시간을 0으로 돌려요. 장치 삭제·예시 불러오기는 ‘되돌리기’로 취소할 수 있어요. 연결된 물체를 삭제하면 관련 실·용수철도 함께 제거돼요.