Перейти к содержимому инструмента
Мои инструменты

Механика и простые механизмы · GCSE Physics Topic 5 (Simple Machines)

Симулятор наклонной плоскости и винтовой резьбы

Симулятор наклонной плоскости и винта: золотое правило механики и выигрыш в силе

  • В браузере
  • Без регистрации
  • Вывод формул
  • Режим проектора
  • Печатный лист A4
Локальный расчёт · Приватно
Интерактивная научная лаборатория Клиентские физические и математические вычисления в браузере без сбора персональных данных.
Окно 3D симуляции● 60 FPS
Пресеты и типичные ловушки:

Параметры эксперимента

m
m
N

Расчёты и показатели в реальном времени

Идеальное усилие F0
--
Реальное усилие F
--
Выигрыш в силе
--
Механический КПД
--
Вывод формул в реальном времени
Основная формула: --
Подстановка значений: --
Физическое состояние: --

Разбор типовых задач и анализ экзаменационных ошибок

Worked Problem

Условие задачи: A winding mountain road is 3km long with 300m height gain. A 50000N truck faces 5*10^6 J friction work. Find useful work, total work and efficiency.
Пошаговый вывод формул:
  1. Useful work W_u = 50000*300 = 1.5*10^7 J. Total work W_t = 1.5*10^7 + 5*10^6 = 2.0*10^7 J. Efficiency η = 75%.

Worked Problem

Условие задачи: Slope is 1m high, 4m long. A 300N pull moves an 800N load uniformly to the top. Find friction and efficiency.
Пошаговый вывод формул:
  1. W_total = 300*4 = 1200J. W_useful = 800*1 = 800J. Extra work W_extra = 400J. Friction f = 400/4 = 100N. Efficiency η = 66.7%.

Рабочий лист для урока и домашние задания

Q1. Variant 1: Does an inclined plane have higher or lower efficiency when steeper?
Q2. Variant 2: Why do mountain roads wind in switchbacks instead of ascending straight up?
Q3. Variant 3: What are the trade-offs between finer (denser) vs coarser screw thread pitch?

Часто задаваемые вопросы и типичные заблуждения

Can an inclined plane save work?
Never! The principle of work dictates no machine saves work. Saving force always requires traversing a proportionally greater distance.
How does a screw convert rotation to linear force with mechanical advantage?
A screw coils an inclined plane around a shaft. A modest torque applied at the perimeter translates along the thread pitch into immense axial clamping force.
Can inclined plane efficiency ever reach 100%?
Not in reality. Friction always causes unavoidable wasted heat work, bounding mechanical efficiency below 100%.
Is a wedge (axe blade or knife) an application of an inclined plane?
Yes! An axe is a double inclined plane placed back-to-back. Forward driving force decomposes into large lateral wedge splitting forces.