Mô phỏng Vật lý Lớp 11

Đổi bán kính quỹ đạo của vệ tinh quanh Trái Đất để xem cường độ trường hấp dẫn g = GM/r², tốc độ dài và chu kì quay thay đổi thế nào. Mô phỏng chỉ ra bán kính cho chu kì đúng 24 giờ — quỹ đạo địa tĩnh mà các vệ tinh viễn thông phải dùng để luôn đứng yên so với một điểm trên mặt đất.

Ba chuyên đề học tập của Vật lí 11 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Trường hấp dẫn: kéo để đổi bán kính quỹ đạo của vệ tinh quanh Trái Đất, xem gia tốc trọng trường g = GM/r², tốc độ dài và chu kì quay, tìm quỹ đạo địa tĩnh. Truyền thông tin bằng sóng vô tuyến: xem tín hiệu âm tần, sóng mang và sóng đã điều biên AM hoặc điều tần FM chạy theo thời gian. Mở đầu điện tử học: mạch chỉnh lưu nửa chu kì hoặc cả chu kì, thêm tụ lọc để thấy điện áp một chiều bớt nhấp nhô.

Vật nặng m gắn lò xo độ cứng k, kéo ra biên độ A rồi thả. Quan sát vật dao động và đồ thị li độ x(t); chu kỳ T = 2π√(m/k) hiện ngay để so sánh khi đổi m, k.

Hai điện tích điểm q₁, q₂ cách nhau d. Vẽ đường sức điện, lực Coulomb F = k|q₁q₂|/r² giữa hai điện tích và vectơ cường độ điện trường E = E₁ + E₂ tại điểm thử. Kéo điểm thử đi khắp mặt phẳng để thấy E đổi hướng và độ lớn; kéo hai điện tích để đổi khoảng cách.

Tín hiệu âm tần không truyền xa được nên phải gửi kèm sóng mang cao tần. Chỉnh tần số âm tần, tần số sóng mang và độ sâu điều chế để so sánh điều biên AM (biên độ sóng mang biến thiên) với điều tần FM (tần số biến thiên), và thấy vì sao FM ít bị nhiễu biên độ hơn.

Mạch kín gồm nguồn (suất điện động E, điện trở trong r) và biến trở R. Kéo con chạy biến trở ngay trên sơ đồ để thấy I = E/(R + r), hiệu điện thế mạch ngoài U = IR = E − Ir, công suất P = I²R và hiệu suất H = U/E thay đổi; đồ thị P(R) cho thấy công suất mạch ngoài lớn nhất khi R = r. Dòng electron chạy nhanh hay chậm theo I.

Diode chỉ cho dòng đi theo một chiều, nhờ đó biến điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều nhấp nhô. So chỉnh lưu nửa chu kì với chỉnh lưu cả chu kì, rồi mắc thêm tụ lọc và đổi điện dung để thấy độ nhấp nhô giảm đi — đúng cách một bộ nguồn sạc điện thoại hoạt động.

Đổi diện tích bản tụ, khoảng cách hai bản và hiệu điện thế để xem điện dung, điện tích tích được và năng lượng của tụ. Học sinh nối tụ vào mạch có bóng đèn để quan sát quá trình nạp và phóng điện. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Kéo các điện tích dương, âm lên màn hình và dùng cảm biến để đo vectơ cường độ điện trường tại từng điểm. Học sinh vẽ đường đẳng thế, đo hiệu điện thế và nhận ra dạng điện trường của điện tích điểm và của lưỡng cực. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Đổi độ lớn hai điện tích và khoảng cách giữa chúng, đọc trực tiếp lực tương tác trên mũi tên và thước. Học sinh kiểm chứng lực tỉ lệ với tích hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Cho Mặt Trời, Trái Đất, Mặt Trăng và vệ tinh hút nhau rồi tắt lực hấp dẫn để xem quỹ đạo biến mất. Học sinh đổi khối lượng, vị trí ban đầu và quan sát vectơ lực, vectơ vận tốc dọc theo quỹ đạo. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Đổi khối lượng hai quả cầu và khoảng cách giữa chúng, đọc độ lớn lực hấp dẫn trên mũi tên và thước. Học sinh kiểm chứng lực tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Kéo để đổi độ dẹt của quỹ đạo elip và xem hành tinh quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau. Học sinh đo bán trục lớn, chu kì và kiểm chứng ba định luật Kepler. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Treo vật vào lò xo, cho dao động và xem biểu đồ động năng, thế năng đàn hồi, thế năng trọng trường. Học sinh đổi khối lượng, độ cứng, lực cản và đo chu kì bằng đồng hồ bấm giây ảo. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Đổi chiều dài dây, khối lượng, biên độ và đo chu kì con lắc bằng đồng hồ bấm giây ảo. Học sinh phát hiện chu kì chỉ phụ thuộc chiều dài dây và gia tốc trọng trường, không phụ thuộc khối lượng. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Tạo sóng trên dây, đổi tần số, biên độ, sức căng; quan sát sóng dừng. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Tạo sóng nước, sóng âm hoặc ánh sáng từ một hay hai nguồn và quan sát các vân giao thoa. Học sinh đổi tần số, khoảng cách hai nguồn, bề rộng khe để thấy vị trí vân sáng, vân tối thay đổi. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Tạo sóng nước, sóng âm và sóng ánh sáng từ một nguồn rồi đo biên độ, tần số, bước sóng. Học sinh dùng thước và đồng hồ ảo để xác định chu kì và tốc độ truyền sóng trong từng môi trường. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Dây dài l với hai đầu cố định hoặc một đầu tự do. Đổi tần số máy rung và tốc độ truyền sóng để tìm tần số tạo sóng dừng; mô phỏng chỉ ra nút, bụng, bước sóng và kiểm tra điều kiện l = k·λ/2 (hoặc l = (2k+1)·λ/4).