物理計算機は定数加速度運動、機械エネルギー、接触力、ばね、質量と重量、波動、放射性崩壊を扱います。各ページは1つのクラスの問題に答え、ライブで再計算し、結果の横に代入された式を表示します。単なる数値を返すのではなく。共有定数(標準重力、波速、同位体半減期、摩擦係数)は1つの参照ファイルから取得されるため、同じgや同じ炭素14半減期が2ページに異なる値で現れることはありません。
このセットは、課題や簡単な技術的チェックのために作られています。既知の量を入力し、未知数を読み、どの方程式や再配置によってそれが生成されたかを確認します。
まずは必要な量から始めましょう
運動問題は、未知数が完全なSUVAT集合であるか単一変数かによって異なるページに分類されます。エネルギー、質量、力のツールも同じルールに従います。解く量の名前が付けられたページを開くだけで、式を共有する隣接トピックを開くのではなく。
変位、初速度、最終速度、加速度、時間の任意の3つを提供する運動問題は、運動学計算機に記載され、適合するSUVAT方程式を選択します。未知数が最終速度、変位、加速度のいずれかの場合、対応する単変数ページがその解の経路とそれに関連する唯一の概念的トピック(速度対速度、変位対距離、減速とGフォース)を所有します。
エネルギーも同じように分岐します。運動エネルギーは1/2mv²です。重力ポテンシャルエネルギーと弾性ポテンシャルエネルギーは、PEとKE間の基準高度議論やエネルギー保存のページを共有しています。ワークは力と変位をエネルギー変化に結びつけます。質量-エネルギー等価性は、人間スケールでの静止-質量変換に関するE=mc²ページに独立しています。
力、摩擦、運動量
接触力と運動量の変化は4つの連結された工具に格納されています。摩擦はμNを使い、インパルスはFΔtをmΔvに等しくし、フックの法則はF = −kxを解き、質量は密度、F/a、または重さとgからキログラムを回収します。各ページは独自の計算された数値を保持します。
摩擦力は法線力のμ倍で、材料ペアのプリセットと傾斜モード(N = mg cos θ)を用います。インパルス・運動量計算機はFΔtとmΔvを等しくし、N·sとkg·m/sが同じSI単位であることを示しています。フックの法則は、弾性限界内の力、剛性、変位をF = −kxで解きます。質量は密度と体積、F/a、または重さとgから求められ、そのページは質量対重量と惑星表面重力表を含みます。
これら4つの工具はメカニクスエンジンファミリーを共有しています。互いの作業例を繰り返しません。摩擦の10 kgブロックはμ = 0.8、インパルスの50 N ÷ 0.2sはそれぞれのページに留まります。
波と放射性崩壊
波長計算機は、光と音の中プリセット(343 m/s、20 °C)を含む中等プリセットでv = fλを解きます。電磁波帯や波長から可視光色をラベル付けします。半減期計算機は指数関数的な減衰を適用し、半減期を平均寿命と減衰定数に変換し、炭素14からトリチウムまでの同位体プリセットを読み込みます。
光子エネルギーE = hfは、波速と同じ参照ファイルからのプランク定数を使用します。放射性炭素の例では、炭素14の半減期(⟦NUM0、730年)が用いられ、丸めた代替ではありません。
数字の生成方法
すべての計算機は共有物理基準から定数を引き出します:標準重力9.80665 m/s²、光速、プランク定数、摩擦係数対、表面重力、波の中速、電磁波帯のエッジ、可視色範囲、同位体の半減期。エンジンは純粋な関数です。このページはエンジンが返す破壊ステップを示します。
UIが追加のフィールドを許可している場合、過剰に指定された入力がチェックされます。3つのSUVAT値が動きを決定し、4つ目が不一致の場合は、ツールがそう示します。同じ整合性の概念は、FΔtとmΔvの両方を入力するとインパルスにも現れます。
物理値は桁違いに及ぶため、数値フィールドでは3.45e9形式の科学記法が受け入れられます。
化学および電気工具の近隣
分子量、モル濃度、理想気体の法則はこのハブの隣に置かれており、抵抗器や電圧降下ツールも同様です。これらは原子量や配線データの参照ファイルを共有していますが、物理学コレクションのページ自体のインベントリではありません。
3つの化学計算機(分子量、モル濃度、理想気体法則)と2つの電気工具(抵抗の色コードと電圧降下)が同じビルドプログラムで出荷されます。原子量、気体定数単位セット、AWGデータには同じ参照ファイルを使用しています。電気ハブは追加のツールが加わるまで保持されます。化学ページは薄く、希釈や関連する化学量論ページが届くまで続きます。
BTUのサイズ測定ツールは、物理関係を教えるのではなく、室内の形状から冷却装置のサイズを測るため、ここでは使われません。
よくある質問
どの電卓がSUVATの問題を解決しますか?
s、u、v、a、tのうち任意の3つが既知で、残りを見つける必要がある場合は運動学計算機を使いましょう。未知数が固定されていて、その変数のティーチングポイントを持つページを使いたい場合は、Velocity、Displacement、またはAccelerationを使いましょう。
質量と重さはどこで説明されているのでしょうか?
質量計算機について。質量は不変です。重さW = mgは表面重力とともに変化します。月や火星、その他の天体は参照ファイルの表面重力表を使用しています。
これらのツールは動作を示しているのでしょうか?
はい。各結果にはエンジンからの置換されたステップ(既知の数値、方程式、置換、結果)が含まれています。これは意図的です。このニッチな競技はしばしば最終数値のみを返します。
摩擦係数は正確ですか?
いいえ。それらは仕上げ、湿度、汚染度によって変化するおおよその乾燥表面値です。摩擦計算機には、プリセットを開始推定値として扱うと記載されています。
炭素14はどのくらいの半減期を使いますか?
5,730年、物理学参考文献の同位体表から。平均寿命は約8,266.6年です。2回の半減期後の残量は初期量の4分の1です。
標準重力は9.81ですか、それとも9.80665ですか?
計算は正確に9.80665 m/s²を用います。散文では9.81と言われることもあります。地球の局所重力はわずかに異なりますが、他の惑星は表に載せた表面gの値を用います。
科学的記譜法で値を入力できますか?
はい。eの周りにスペースを入れない3.45e9形式を使ってください。出力は大きさでも小さくても同じスタイルでレンダリングできます。
まとめ
このカテゴリは、運動、エネルギー、力学、波動、減衰計算機を、それらの動作を示す共通の参照データやエンジンの周りにまとめています。必要な量でページを選びましょう。運動学は一定加速度の方程式選択を担当し、質量は質量と重量の比率を支配します。摩擦、インパルス、フックの法則は接触力とばね力を扱い、波長と半減期は波と指数関数的減衰を扱います。
定数は1つのファイルから出るため、すべてのページがg、c、μ対、同位体の半減期で一致します。