물리 실험실 - 인터랙티브 시뮬레이터

물리 실험실

물리 법칙을 실시간으로 체험하세요. RK4 수치 적분을 활용한 인터랙티브 시뮬레이션으로 중력, 속도, 힘을 조작하세요.

What is in the Physics Lab, and what makes it different?

Nine interactive simulators, all solving the real equations rather than animating a guess: free fall, projectile motion, spring-mass oscillation, gravity and orbits, the pendulum, collisions, wave superposition, DC circuits and an ideal gas. Each one runs two or three objects at the same time, so you change one variable and watch the difference instead of imagining it.

And each one ends with something no other physics lab does: a panel that takes the numbers on screen back to the units they are measured in, and to the constants that define those units. The pendulum's period leads to g and to the second; the wave lab leads to the hertz and the metre; the gas lab leads to the pascal, litre, kelvin and mole — and to R = N_A·k_B, which since 2019 is a definition rather than a measurement.

역학

자유 낙하 시뮬레이터

공기 저항이 있는 자유 낙하를 시뮬레이션하세요. 질량, 높이, 형상을 조절하여 물체가 어떻게 떨어지는지 관찰하세요. 실시간 RK4 물리 시뮬레이션과 그래프.

Bridges to — height, mass and velocity → standard gravity g₀

포물선 운동 시뮬레이터

공기 저항이 있는 포물선 운동을 시뮬레이션하세요. 속도, 각도, 질량, 형상을 조절하세요. 항력 유무에 따른 궤적을 비교하세요. 실시간 RK4 물리.

Bridges to — speed, angle and range → standard gravity g₀

용수철-질량 시뮬레이터

감쇠 조화 진동을 시뮬레이션하세요. 질량, 용수철 상수, 감쇠를 조절하여 미감쇠, 임계 감쇠, 과감쇠 운동을 관찰하세요. 실시간 RK4 물리.

Bridges to — the newton per metre and the hertz

중력과 궤도

별, 행성, 위성을 발사하고 뉴턴의 만유인력으로 실제 궤도가 그려지는 것을 관찰하세요.

Bridges to — AU, solar masses and years → G, the least precise constant

진자 시뮬레이터

여러 개의 진자를 동시에 흔들며 리듬을 결정하는 것이 무엇인지 발견해 보세요: 길이, 중력, 그리고 얼마나 멀리 당겼는가.

Bridges to — length and period → g and the second

충돌 · 운동량 시뮬레이터

원판을 부딪쳐 결코 깨지지 않는 법칙을 발견하세요. 탄성이든 비탄성이든 모든 충돌에서 총 운동량은 보존됩니다.

Bridges to — the joule, and momentum — the quantity with no named unit

파동

파동 중첩 실험실

사인파를 쌓아 간섭하고 맥놀이치며 멈춰 서는 모습을 관찰하세요 — 모두 파동 방정식 v = f·λ에 기반합니다.

Bridges to — the hertz and the metre → ΔνCs and c

전자기

회로 & 옴의 법칙 실험실

회로를 구성하고 전압과 저항을 조절하여 옴의 법칙 V = I·R로 불을 켜 보세요 — 직렬과 병렬을 나란히 비교.

Bridges to — volts, ohms and watts → the elementary charge e

열역학

이상 기체 실험실

튀어 다니는 분자, 진짜 물리: 압력은 벽 충돌에서 생겨나고 P·V = n·R·T가 실시간으로 성립합니다.

Bridges to — pascal, litre, kelvin and mole → R = N_A·k_B

물리 실험실 소개

물리 실험실은 브라우저에서 실제 물리를 실험할 수 있는 인터랙티브 시뮬레이터 모음입니다. 자유 낙하, 진동, 포물선 운동을 읽기만 하는 대신, 조건을 설정하고 재생을 눌러 물리에 기반한 정확한 운동이 펼쳐지는 것을 봅니다. 각 시뮬레이터는 여러 물체를 동시에 실행할 수 있어 질량, 각도, 중력, 스프링 강성이 결과를 어떻게 바꾸는지 비교할 수 있습니다. 운동 뒤에 있는 방정식에 대한 직관을 손수 기르는 방법으로, 학생, 교사, 그리고 물리 세계의 작동에 호기심을 가진 누구에게나 이상적입니다.

사용 방법

시뮬레이터를 고릅니다: 자유 낙하, 스프링-질량 진동, 포물선 운동.
높이, 각도, 질량, 중력, 스프링 상수 같은 매개변수를 조정합니다.
재생을 눌러 시뮬레이션이 실시간 물리로 진행되는 것을 봅니다.
여러 물체를 나란히 실행하여 변수가 운동에 어떻게 영향을 주는지 비교합니다.

그 속의 과학

각 시뮬레이터는 애니메이션을 흉내 내는 대신 실제 운동 방정식을 풉니다. 자유 낙하와 포물선 운동은 일정한 중력 아래 뉴턴 법칙을 따르고, 스프링-질량 계는 훅 법칙을 따라 단순 조화 운동을 만듭니다. 시뮬레이션은 수치 적분으로 아주 작은 시간 간격마다 진행되므로, 궤적, 속도, 진동 주기가 실제 실험에서 측정할 값과 일치합니다. 물리가 진짜이기 때문에 포물체의 포물선 궤적이나 스프링의 주기 같은 교과서 공식을 실제로 재생하며 확인할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

어떤 시뮬레이터가 있나요?

자유 낙하, 스프링-질량 진동, 포물선 운동 시뮬레이터가 있으며 각각 조정 가능한 매개변수를 갖췄습니다.

물리가 현실적인가요?

네. 시뮬레이터는 수치 적분으로 실제 운동 방정식을 풀기 때문에 거동이 진짜 실험과 일치합니다.

여러 물체를 비교할 수 있나요?

네. 각 시뮬레이터는 여러 물체를 동시에 실행할 수 있어, 변수 하나를 바꾸면 결과가 어떻게 달라지는지 쉽게 볼 수 있습니다.

물리 학습에 유용한가요?

매우 그렇습니다. 방정식이 살아 움직이는 것을 보면 직관이 길러지고 공식을 실제로 관찰 가능한 운동과 잇는 데 도움이 됩니다.