Калькулятори з фізики

Механіка 30

Сила опору

Обчисліть силу опору, що діє на тіло, яке рухається в повітрі або воді. Введіть густину середовища, відносну швидкість, коефіцієнт опору та фронтальну площу, щоб дізнатися силу опору й потужність, потрібну для її подолання.

Балістичний маятник

Обчисліть швидкість снаряда за дослідом із балістичним маятником. Введіть маси снаряда й маятника, а також висоту підйому або кут відхилення та довжину маятника.

Лінійне теплове розширення

Обчисліть, наскільки матеріал розширюється або стискається при зміні температури. Введіть початкову довжину, коефіцієнт розширення та зміну температури, щоб отримати ΔL і кінцеву довжину.

Математичний маятник

Обчисліть період коливань математичного маятника за його довжиною та прискоренням вільного падіння або знайдіть довжину, необхідну для заданого періоду. Введіть відоме значення й отримайте період, частоту та кількість коливань за хвилину.

Модуль Юнга

Обчисліть модуль пружності Юнга за напруженням і деформацією або за силою, площею поперечного перерізу та зміною довжини. Результат у ГПа, МПа, Па та psi.

Рух тіла, кинутого під кутом

Обчисліть час польоту, максимальну висоту, дальність польоту та швидкість падіння тіла за його початковою швидкістю, кутом вильоту, початковою висотою та прискоренням вільного падіння. Підтримуються м/с, км/год, фут/с, миль/год і різні значення гравітації.

Зупинний шлях

Обчисліть повний зупинний шлях автомобіля за його швидкістю, часом реакції водія, зчепленням із дорогою та ухилом. Введіть свої значення, щоб побачити шлях за час реакції, гальмівний шлях і повну відстань у метрах і футах.

Калькулятор імпульсу

Обчисліть імпульс (J = F·Δt), силу або інтервал часу за двома іншими відомими значеннями. Введіть силу у N або kN та час у с або мс — корисно для задач на імпульс і зіткнення у фізиці та інженерії.

Підйомна сила

Обчислюйте аеродинамічну підйомну силу за густиною середовища, швидкістю потоку, коефіцієнтом підйомної сили та площею крила. Введіть свої значення, оберіть одиниці — і одразу отримайте підйомну силу в ньютонах, lbf і kgf.

Закон Кулона

Обчисліть електростатичну силу між двома точковими зарядами за законом Кулона. Введіть два заряди (нКл, мкКл, мКл, Кл або e), відстань між ними та отримайте силу в ньютонах разом із її напрямком.

Напруження та деформація

Обчислюйте умовне напруження, деформацію та видовження за прикладеною силою, площею поперечного перерізу та довжинами елемента. Введіть силу, площу, початкову та деформовану довжину, щоб отримати напруження в МПа/psi, деформацію та ΔL.

Сила

Обчисліть силу за масою та прискоренням, скориставшись другим законом Ньютона (F = m × a). Введіть масу в кг і прискорення в м/с², щоб миттєво отримати силу в ньютонах.

Переміщення

Обчислюйте переміщення, початкову швидкість, прискорення чи час за кінематичним рівнянням s = ut + ½at². Оберіть шукану величину, введіть відомі значення — і одержите миттєву відповідь.

Закон Гука

Обчисліть силу пружності, жорсткість пружини або зміщення за законом Гука (F = k·x). Введіть дві відомі величини, виберіть одиниці вимірювання — і одразу отримайте третю.

Магнітна сила на заряд

Обчислюйте магнітну силу (силу Лоренца), що діє на заряджену частинку, яка рухається в магнітному полі. Введіть заряд, швидкість, індукцію поля та кут між швидкістю й полем, щоб отримати силу в ньютонах.

Магнітне поле прямого проводу

Обчисліть магнітну індукцію навколо довгого прямого провідника зі струмом за законом Ампера. Введіть силу струму, відстань від проводу та, за потреби, відносну магнітну проникність — і отримаєте результат у мкТл, мТл, Тл або гаусах.

Магнітне поле соленоїда

Обчисліть магнітну індукцію (у мТл, Тл чи гаусах) усередині соленоїда за силою струму, кількістю витків, довжиною та магнітною проникністю осердя за формулою B = μ₀μᵣNI/L.

Маса

Обчисліть масу тіла за силою та прискоренням, використовуючи другий закон Ньютона. Введіть силу в ньютонах і прискорення в м/с², щоб миттєво отримати масу в кілограмах.

Натяг канатів

Обчисліть натяг одного каната або двох канатів, що утримують вантаж під однаковими кутами. Введіть масу, прискорення та кут, щоб отримати натяг у ньютонах.

Поле точкового заряду

Обчисліть напруженість електричного поля, яке створює точковий заряд, на будь-якій відстані. Введіть заряд Q, відстань r і відносну діелектричну проникність середовища, щоб отримати результат у Н/Кл та В/м.

Прискорення

Обчисліть прискорення за другим законом Ньютона: введіть прикладену силу в ньютонах та масу тіла в кілограмах, і калькулятор поверне прискорення в м/с².

Пружне зіткнення (1D)

Обчисліть кінцеві швидкості двох тіл після одновимірного пружного зіткнення. Введіть маси та початкові швидкості обох тіл — калькулятор застосує закони збереження імпульсу й кінетичної енергії.

Сила тертя

Обчислюйте силу тертя за коефіцієнтом тертя та силою нормальної реакції опори або натомість знайдіть μ чи N. Введіть два відомі значення й отримайте миттєвий результат для будь-якої задачі з контактними поверхнями.

Гранична швидкість

Обчисліть граничну швидкість падаючого тіла за його масою, коефіцієнтом опору, густиною повітря, площею поперечного перерізу та прискоренням вільного падіння. Введіть значення й отримайте максимальну швидкість падіння в м/с, км/год, миль/год та інших одиницях.

Похила площина

Обчисліть прискорення тіла, що ковзає вниз похилою площиною, за кутом нахилу та коефіцієнтом тертя — або знайдіть кут чи коефіцієнт тертя, якщо прискорення відоме.

Рівняння кінематики

Знайдіть будь-яку невідому величину в русі з постійним прискоренням. Введіть відомі значення, оберіть величину для визначення — початкову швидкість, кінцеву швидкість, прискорення, час чи переміщення — і отримайте миттєву відповідь за рівняннями СУВПЧ.

Кінцева швидкість

Обчислюйте кінцеву швидкість, початкову швидкість, прискорення або час за кінематичним рівнянням v = u + at. Введіть будь-які три значення, і калькулятор знайде четверте; підтримуються одиниці м/с, км/год, с і хв.

Непружне зіткнення

Обчисліть кінцеву швидкість і втрачену кінетичну енергію при абсолютно непружному зіткненні в одному вимірі. Введіть маси та початкові швидкості обох тіл, щоб знайти швидкість об'єднаної маси після удару і розсіяну енергію.

Перевантаження

Введіть прискорення в м/с², ft/s², g або км/год за секунду — і цей калькулятор перетворить його у перевантаження: навантаження, виражене як кратне гравітаційного прискорення.

Середня швидкість

Обчисліть середню швидкість за загальною відстанню та загальним часом поїздки або введіть кілька ділянок з відстанями й часами. Результати показуються в м/с, км/год і mph, а при введенні ділянок — також середня векторна швидкість.

Енергія та робота 17

Механічний ККД

Введіть роботу, енергію або потужність, які ви подаєте в машину, і те, що отримуєте на виході, — калькулятор поверне механічний ККД у відсотках, а також кількість втраченої енергії.

Робота

Обчисліть роботу, яку виконує постійна сила на певному шляху. Введіть силу в ньютонах і шлях у метрах — результат одразу з’явиться в джоулях.

Закон Фарадея

Обчисліть індуковану ЕРС (напругу) при зміні магнітного потоку за законом Фарадея. Введіть кількість витків котушки, зміну потоку ΔΦ та інтервал часу Δt.

Потенціальна енергія

Обчисліть гравітаційну потенціальну енергію за масою, висотою та прискоренням вільного падіння. Введіть значення в кг, м і м/с², щоб миттєво отримати результат у джоулях.

Потужність

Обчислюйте потужність, роботу або час зі співвідношення P = W/t. Введіть два відомі значення з одиницями (Дж або кДж для роботи; с, хв або год для часу) і одразу отримайте третю величину.

Плоский конденсатор

Обчисліть ємність плоского конденсатора за площею обкладок, відстанню між ними та діелектричною проникністю. Введіть площу перекриття, ширину зазору й відносну діелектричну проникність, щоб отримати C у фарадах, мкФ, нФ і пФ.

Сумарна робота

Обчисліть сумарну (рівнодійну) роботу, виконану над тілом, за його масою та зміною швидкості, використовуючи теорему про кінетичну енергію. Введіть масу, початкову та кінцеву швидкість, щоб отримати результат у джоулях.

ККД Карно

Введіть температури гарячого й холодного резервуарів, щоб визначити максимально можливий теоретичний ККД теплового двигуна за Карно, а також відношення температур і холодильні коефіцієнти для холодильника чи теплового насоса.

Конвективний теплообмін

Обчислює конвективний потік теплоти q = h · A · ΔT між поверхнею та рухомим середовищем. Введіть коефіцієнт тепловіддачі, площу поверхні й різницю температур — і отримаєте результат у ватах, кВт, BTU/h тощо.

Магнітний потік через контур

Обчисліть магнітний потік через контур за індукцією поля (B), площею контуру (A) та кутом до нормалі поверхні. Введіть значення в довільних одиницях і отримайте потік у веберах, мілівеберах та мікровеберах.

Збереження енергії

Цей калькулятор застосовує закон збереження механічної енергії для порівняння двох станів рухомого тіла. Введіть масу, висоту та швидкість у стані 1 і висоту у стані 2, щоб знайти швидкість у стані 2 і переконатися, що повна енергія зберігається.

Кінетична енергія

Обчисліть кінетичну енергію рухомого тіла за його масою та швидкістю за формулою KE = ½mv². Введіть значення в кг та м/с, щоб миттєво отримати результат у джоулях.

Потенціал точкового заряду

Обчисліть електричний потенціал V на будь-якій відстані від точкового заряду. Введіть заряд джерела Q, відстань r і відносну діелектричну проникність середовища, щоб отримати результат у вольтах та кіловольтах.

Адіабатичний процес

Обчисліть кінцевий тиск, об’єм і температуру ідеального газу після оборотного адіабатичного (ізоентропійного) стиснення або розширення. Введіть початковий стан, одну кінцеву величину та показник адіабати γ.

Закон охолодження Ньютона

Оцініть, як швидко об'єкт охолоджується або нагрівається до температури навколишнього середовища. Введіть початкову температуру і температуру довкілля, сталу охолодження k та минулий час — і отримаєте температуру об'єкта, а також час, потрібний для досягнення будь-якої цільової температури.

Імпульс

Обчислюйте імпульс, масу або швидкість за формулою p = mv. Введіть будь-які два з трьох значень, оберіть одиниці та миттєво отримайте результат у кг·м/с.

Калькулятор пружної потенціальної енергії

Обчисліть пружну потенціальну енергію, накопичену в пружині, за її жорсткістю та зміщенням, або визначте k чи x, коли енергія відома. Підтримуються одиниці Н/м, Н/см, м, см і мм.

Хвилі та оптика 11

Швидкість хвилі

Обчисліть швидкість хвилі, довжину хвилі або частоту за двома іншими значеннями, використовуючи рівняння хвилі v = f·λ. Введіть будь-які дві величини, виберіть одиниці вимірювання — і невідому величину буде знайдено миттєво.

Інтерференція на двох щілинах

Обчисліть відстань між смугами та положення світлих смуг у досліді Юнга з двома щілинами. Введіть довжину хвилі, відстань між щілинами, відстань до екрана та порядок смуги.

Формула лінзи

Розв’яжіть формулу тонкої лінзи 1/f = 1/do + 1/di для відстані до зображення, відстані до предмета або фокусної відстані. Введіть будь-які дві відомі величини та отримайте третю, а також тип зображення, збільшення і висоту зображення.

Ефект Доплера

Обчисліть частоту, яку ви чуєте, коли джерело звуку або спостерігач рухається. Введіть частоту джерела, обидві швидкості та швидкість хвилі, щоб отримати спостережувану висоту тону для наближення й віддалення.

Дифракційна решітка

Обчисліть кут дифракції спектральної лінії за довжиною хвилі, щільністю штрихів решітки та порядком дифракції. Введіть значення — калькулятор розв'яже рівняння решітки й покаже всі спостережувані порядки.

Закон Снелла

Введіть кут падіння та показники заломлення двох середовищ, щоб знайти кут заломлення за законом Снелла. Калькулятор також визначає граничний кут і попереджає, коли відбувається повне внутрішнє відбиття.

Закон Малюса

Обчисліть за законом Малюса, скільки лінійно поляризованого світла проходить крізь поляризатор. Введіть інтенсивність падаючого світла та кут між напрямком поляризації й віссю аналізатора.

Частота биття

Вкажіть частоти двох близьких тонів у Гц, кГц, МГц або об/хв, щоб визначити частоту биття, період биття, сприйману висоту тону та інтервал у центах. Зручно для налаштування інструментів на слух.

Число Маха

Введіть швидкість об’єкта та локальну швидкість звуку, щоб отримати число Маха, перетворення одиниць швидкості, кут конуса Маха та режим потоку (дозвуковий, трансзвуковий, надзвуковий, гіперзвуковий).

Збільшення

Введіть висоти предмета й зображення або їхні відстані від лінзи чи дзеркала, щоб отримати лінійне збільшення, розмір зображення та дізнатися, чи є зображення прямим, чи перевернутим.

Рівень інтенсивності звуку

Перетворює інтенсивність звуку у W/m² на рівень у децибелах (дБ) за стандартним порогом чутності 10⁻¹² W/m². За бажанням можна порівняти два звуки й побачити різницю їхніх рівнів.

Обертальний рух 9

Момент сили

Обчисліть момент сили, силу або довжину плеча за формулою τ = r · F · sin(θ). Введіть будь-які дві величини та кут — і отримайте результат у Н·м, lb·ft або кгс·м.

Кутова швидкість

Обчисліть кутову швидкість за кутовим переміщенням і часом або за лінійною швидкістю та радіусом. Введіть свої значення та отримайте результат у рад/с, об/хв, градусах за секунду, а також період і частоту.

Кутове прискорення

Обчисліть кутове прискорення (α) зі зміни кутової швидкості за час або з обертального моменту та моменту інерції. Введіть значення в будь-яких одиницях і отримайте результат у рад/с², об/хв/с та інших.

Момент інерції

Обчислюйте масовий момент інерції для стрижнів, дисків, ободів, куль, пластин і матеріальних точок. Виберіть фігуру та вісь, введіть масу й розміри — і отримайте I у кг·м² разом з радіусом інерції.

Кінетична енергія обертання

Обчисліть кінетичну енергію обертання тіла або маховика, що обертається, за його моментом інерції та кутовою швидкістю або за масою та радіусом суцільного диска. За потреби додайте поступальну кінетичну енергію для тіл, що котяться.

Момент імпульсу

Обчисліть момент імпульсу L за моментом інерції та кутовою швидкістю або за даними матеріальної точки (маса, швидкість, радіус). Введіть значення в будь-яких одиницях і отримайте L у кг·м²/с (Дж·с).

Доцентрова сила

Обчислюйте доцентрову силу, масу, швидкість або радіус для тіла в круговому русі. Введіть відомі значення, оберіть змінну для розрахунку та одержіть миттєвий результат в одиницях СІ.

Похилий поворот

Обчисліть ідеальну швидкість на похилому повороті за його радіусом і кутом нахилу, а також максимальну та мінімальну безпечну швидкість з урахуванням тертя шин. Введіть радіус, кут і коефіцієнт тертя, щоб отримати результат у км/год, миль/год та м/с.

Кутове прискорення

Обчисліть кутове прискорення (α) у rad/s² зі зміни кутової швидкості за час або з моменту сили та моменту інерції. Введіть відомі вам значення й отримайте миттєве перетворення одиниць.

Гравітація та космос 8

Вільне падіння

Обчисліть час вільного падіння, швидкість удару та пройдену відстань за висотою, часом або кінцевою швидкістю. Введіть будь-яку одну відому величину, початкову швидкість і прискорення вільного падіння, щоб миттєво отримати результат.

Вага на планетах

Введіть свою масу або вагу на Землі й миттєво побачте, скільки б ви важили на Місяці, Марсі, Юпітері, Сонці, Плутоні та кожній іншій планеті Сонячної системи.

Орбітальна швидкість

Обчисліть швидкість, необхідну для колової орбіти навколо Землі, Місяця, Марса, Юпітера, Сонця або довільного тіла. Введіть висоту або радіус орбіти й отримайте орбітальну швидкість, період та довжину орбіти.

Радіус Шварцшильда

Введіть будь-яку масу — у кілограмах, тоннах, масах Землі або масах Сонця — щоб визначити радіус Шварцшильда: розмір горизонту подій, який цей об’єкт мав би як чорна діра, разом із тлумаченням результату.

Рівняння Ціолковського

Обчисліть ідеальне значення delta-v ракети за рівнянням Ціолковського. Введіть швидкість витікання газів (або питомий імпульс), початкову (заправлену) та кінцеву (суху) масу.

Сила тяжіння

Обчисліть гравітаційну силу притягання між двома масами за законом всесвітнього тяжіння Ньютона. Введіть дві маси, відстань між їх центрами та отримайте силу в ньютонах, фунт-силах і інших одиницях.

Перехід Гомана

Обчисліть обидва імпульси, сумарний Δv і час переходу Гомана між двома компланарними коловими орбітами. Введіть гравітаційний параметр і радіуси обох орбіт.

Друга космічна швидкість

Розрахуйте другу космічну швидкість Землі, Місяця, Марса, Сонця або будь-якого власного тіла за його масою і радіусом за формулою vₑ = √(2GM/R). Результати в км/с, м/с, mph та інших одиницях, а також гравітація на поверхні.

Рідини 8

Густина

Обчислюйте густину за масою та об'ємом або знаходьте масу чи об'єм, коли густина відома. Підтримує кг, г, фунти, л, м³, галони та інші одиниці з миттєвим перетворенням.

Гідростатичний тиск

Обчисліть гідростатичний тиск на будь-якій глибині у воді чи іншій рідині. Вкажіть глибину, густину рідини та прискорення вільного падіння, щоб отримати надлишковий і абсолютний тиск у кПа, бар, psi, атм і мм рт. ст.

Тиск Лапласа

Обчисліть тиск Лапласа (надлишковий тиск) усередині краплі, мильної бульбашки чи циліндричної поверхні рідини. Введіть поверхневий натяг і радіус кривизни, щоб отримати різницю тисків у Па, кПа, psi, мм рт. ст. та інших одиницях.

Рівняння Бернуллі

Розв’яжіть рівняння Бернуллі для невідомого тиску, швидкості або висоти в другій точці вздовж лінії струму. Введіть повні умови в точці 1, залиште одне поле точки 2 порожнім — і калькулятор знайде невідому величину.

Виштовхувальна сила

Розрахуйте виштовхувальну силу, що діє на тіло, за густиною рідини, витісненим об'ємом і прискоренням вільного падіння згідно із законом Архімеда. За бажанням введіть вагу тіла, щоб отримати його уявну вагу та дізнатися, плаває воно чи тоне.

Число Фруда

Введіть швидкість потоку, глибину та прискорення вільного падіння, щоб обчислити число Фруда й дізнатися, яким є ваш потік у відкритому руслі — докритичним, критичним чи надкритичним, зокрема докладно про критичну швидкість.

Відносна густина

Введіть густину (або масу та об'єм) і миттєво отримайте відносну густину відносно води, морської води, повітря або власного еталона, а також густину, переведену в поширені одиниці.

Тиск

Обчислюйте тиск за силою та площею (або знаходьте силу чи площу) за формулою P = F / A. Введіть будь-які дві відомі величини, оберіть одиниці вимірювання та отримайте результат у Па, кПа, бар, psi тощо.

Прості механізми 5

Передаточне число

Розрахуйте передаточне число за кількістю зубів, діаметрами шестерень або виміряними швидкостями та отримайте вихідну швидкість, крутний момент і потужність зубчастої пари за один крок.

Вигода поліспаста

Вкажіть кількість відрізків каната, що підтримують вантаж, щоб визначити механічну вигоду поліспаста. За бажанням додайте вагу вантажу, ККД і висоту підйому, щоб отримати необхідне зусилля та довжину витягнутого каната.

Перевага важеля

Обчисліть механічну перевагу важеля та зусилля, необхідне для підіймання вантажу. Введіть плече зусилля, плече навантаження, а за бажанням — вагу вантажу та силу, яку ви можете прикласти.

Машина Етвуда

Обчисліть прискорення та натяг нитки в машині Етвуда. Введіть дві маси (кг або г) і прискорення вільного падіння, щоб миттєво розв'язати цю класичну систему з двох мас і блока.

Перевага гвинта

Обчисліть ідеальну механічну перевагу гвинта за ходом його різьби та радіусом рукоятки. Введіть радіус важеля, крок різьби та, за бажанням, прикладене зусилля, щоб побачити осьову силу, яку може створити гвинт.