تغطي حاسبات الفيزياء حركة التسارع الثابت، والطاقة الميكانيكية، وقوى التلامس، والنوابض، والكتلة والوزن، والأموات والتحلل الإشعاعي. تجيب كل صفحة على فئة واحدة من المسألات، وتعيد الحساب مباشرة، وتعرض الصيغة المستبدلة بجانب النتيجة بدلا من إرجاع رقم بسيط. الثوابت المشتركة (الجاذبية القياسية، سرعات الموجة، أنصاف أعمار النظير، معاملات الاحتكاك) تأتي من ملف مرجعي واحد، لذا فإن نفس g أو نفس نصف عمر الكربون-14 لا يظهر أبدا بقيمتين مختلفتين على صفحتين.
تم تصميم المجموعة للدورات الدراسية والفحوصات الفنية السريعة: إدخال الكميات المعروفة، وقراءة المجهولات، ورؤية أي معادلة أو إعادة ترتيب أنتجتها.
ابدأ بالكمية التي تحتاج إلى العثور عليها
مشاكل الحركة تنتمي إلى صفحات مختلفة حسب ما إذا كان المجهول هو مجموعة SUVAT الكاملة أو متغير واحد. أدوات الطاقة والكتلة والقوة تتبع نفس القاعدة: افتح الصفحة المسماة للكمية التي يتم حلها، وليس موضوعا مجاور يشترك في صيغة.
مسائل الحركة التي توفر أي ثلاثة من حيث الإزاحة، السرعة الأولية، السرعة النهائية، التسارع والزمن تنتمي إلى حاسبة الحركيات، التي تختار معادلة SUVAT التي تناسب. عندما يكون المجهول تحديدا السرعة النهائية أو الإزاحة أو التسارع، تمتلك الصفحة ذات المتغير الواحد المطابقة هذا المسار والموضوع المفاهيمي المرتبط به (السرعة مقابل السرعة، الإزاحة مقابل المسافة، أو التباطؤ وقوى g).
الطاقة تنقسم بنفس الطريقة. الطاقة الحركية هي 1/2mv². الطاقة الكامنة الجاذبية والمرنة تشتركان في صفحة تملك أيضا مناقشة ارتفاع المرجع وحفظ الطاقة بين PE و KE. يربط العمل القوة والإزاحة بتغير الطاقة. تكافؤ الكتلة والطاقة يقع على صفحة E=mc² الخاصة به لتحويل الكتلة السكونية على مقياس الإنسان.
القوى، الاحتكاك والزخم
قوى التلامس وتغير الزخم تقع في أربع أدوات مترابطة. الاحتكاك يستخدم μN، والنبضة تعادل FΔt مع mΔv، وقانون هوك يحل F = −kx، والكتلة تستعيد الكيلوغرامات من الكثافة، من F/a، أو من الوزن وg. كل صفحة تحتفظ بأرقامها المحسوبة الخاصة.
قوة الاحتكاك تساوي μ مضروبا في القوة العادية، مع إعدادات مسبقة لأزواج المواد ووضع ميل يستخدم N = mg cos θ. تساوي حاسبة النبضة والزخم FΔt مع mΔv وتظهر أن N·s و kg·m/s هما نفس كمية SI. يحل قانون هوك F = −kx للقوة أو الصلابة أو الإزاحة داخل الحد المرن. يمكن إيجاد الكتلة من الكثافة والحجم، من F/a، أو من الوزن و g، وتلك الصفحة تملك الكتلة مقابل الوزن بالإضافة إلى جدول جاذبية سطح الكواكب.
تشترك هذه الأدوات الأربع في عائلة محركات الميكانيكيين. لا تكرر أمثلة عمل بعضها البعض. كتلة 10 kg عند μ = 0.8 و50 N فوق 0.2s للنبضة تبقى في صفحاتها الخاصة.
الموجات والتحلل الإشعاعي
تحل حاسبة الطول الموجي v = fλ باستخدام إعدادات متوسطة للضوء والصوت، بما في ذلك 343 m/s في الهواء عند 20 °C. تحدد النطاقات الكهرومغناطيسية والألوان المرئية من الطول الموجي. تطبق حاسبة نصف العمر تحللا أسيا، وتحول نصف العمر إلى متوسط عمر ثابت وثابت تحلل، وتحمل إعدادات نظائر من الكربون-14 مرورا بالتريتيوم.
تستخدم طاقة الفوتون E = hf ثابت بلانك من نفس ملف المرجع مع سرعات الموجة. تستخدم أمثلة الكربون المشع عمر نصف السنة 5 و730 المخزن للكربون-14، وليس بديلا مستدبرا.
كيف يتم إنتاج الأرقام
كل آلة حاسبة تسحب ثوابت من المرجع الفيزيائي المشترك: الجاذبية القياسية 9.80665 م/ثانية²، سرعة الضوء، ثابت بلانك، أزواج معاملات الاحتكاك، جاذبية السطح، سرعات متوسط الموجة، حواف نطاق EM، نطاقات الألوان المرئية ونصف أعمار النظائر. المحركات هي دوال بحتة؛ تعرض الصفحة خطوات الانهيار التي يعيدها المحرك.
يتم التحقق من المدخلات المحددة بشكل زائد عندما تسمح واجهة المستخدم بإضافة حقول إضافية. إذا حددت ثلاث قيم SUVAT الحركة وخلافت قيمة رابعة، تقول الأداة ذلك. تظهر نفس فكرة الاتساق عند الدفع عند إدخال كل من FΔt و mΔv.
يقبل التدوين العلمي في شكل 3.45e9 في الحقول العددية لأن قيم الفيزياء تمتد عبر عدة مرتبة حجم.
الكيمياء والأدوات الكهربائية القريبة
الوزن الجزيئي، المولارية، وقانون الغاز المثالي بجانب هذا المركز، وكذلك أدوات المقاومات وانخفاض الجهد. تشترك في نفس ملف المرجع للأوزان الذرية وبيانات الأسلاك، لكنها ليست جردا لصفحة جمع الفيزياء نفسها.
ثلاث حاسبات كيميائية (الوزن الجزيئي، المولارية، قانون الغاز المثالي) وأداتان كهربائيتان (رموز ألوان المقاومات وانخفاض الجهد) ترسل في نفس برنامج البناء. تستخدم نفس ملف المرجع للأوزان الذرية، ومجموعات وحدات ثابت الغاز، وبيانات AWG. يبقى المحور الكهربائي ثابتا حتى تنضم إليه المزيد من الأدوات؛ تبقى صفحات الكيمياء ضعيفة حتى تصل صفحات التخفيف والقياس الوظيفي ذات الصلة.
أداة قياس BTU تعمل تحت حاسبات البناء، وليس هنا، لأنها تقيس مصنع التبريد من هندسة الغرفة بدلا من تعليم علاقة فيزيائية.
الأسئلة الشائعة
أي آلة حاسبة تحل مشاكل SUVAT؟
استخدم حاسبة الحركيات عندما تكون أي ثلاثة من s أو u أو v أو a أو t معروفة ويجب إيجاد الباقي. استخدم السرعة أو الإزاحة أو التسارع عندما يكون المجهول ثابتا وتريد الصفحة التي تملك نقاط تعليم ذلك المتغير.
أين يفسر الفرق بين الكتلة والوزن؟
على حاسبة الكتلة. الكتلة ثابتة؛ الوزن W = ملغ يتغير مع جاذبية السطح. يستخدم القمر والمريخ والأجسام الأخرى جدول جاذبية السطح من الملف المرجعي.
هل تظهر هذه الأدوات طريقة العمل؟
نعم. كل نتيجة تتضمن الخطوات المستبدلة من المحرك (القيم المعروفة، المعادلة، الاستبدال، النتيجة). هذا مقصود: غالبا ما يعيد المنافسون في هذا المجال الرقم النهائي فقط.
هل معاملات الاحتكاك دقيقة؟
لا. هي قيم تقريبية للسطح الجاف تتغير مع التشطيب والرطوبة والتلوث. حاسبة الاحتكاك تذكر أنه على الصفحة؛ تعامل الإعدادات المسبقة كتقديرات ابتدائية.
ما هو عمر النصف الذي يستخدمه الكربون-14؟
5,730 سنوات، من جدول النظائر في مرجع الفيزياء. متوسط العمر حوالي 8، 266.6 سنوات. الكمية المتبقية بعد نصف عمرين هي ربع الكمية الأولية.
هل الجاذبية القياسية 9.81 أم 9.80665؟
يستخدم الحساب 9.80665 m/s² بالضبط. قد يقول النثر 9.81. الجاذبية المحلية على الأرض تتغير قليلا؛ تستخدم الكواكب الأخرى قيم السطح g المجمعة.
هل يمكنني إدخال القيم بالترميز العلمي؟
نعم. استخدم شكل 3.45e9 بدون فراغات حول e. يمكن أن تظهر المخرجات بنفس الأسلوب عندما تكون المقادير كبيرة أو صغيرة.
ملخص
تجمع هذه الفئة حاسبات الحركة، الطاقة، الميكانيكا، الموجات والانحلال حول بيانات مرجعية مشتركة ومحركات تظهر عملها. اختر الصفحة حسب الكمية التي تحتاج إلى إيجادها. تمتلك علم الحركيات اختيار المعادلات للتسارع الثابت؛ الكتلة تملك الكتلة مقابل الوزن؛ تشمل الاحتكاك، النبضة، وقانون هوك قوى التلامس والزنبرك؛ الطول الموجي ونصف العمر يغطيان الموجات والانحلال الأسي.
الثوابت تأتي من ملف واحد، لذا تتفق كل صفحة على أزواج g و c و μ ونصف أعمار النظير.