Calcolatore blocchi a contatto
Spingere con 20 N un blocco da 4 kg contro uno da 6 kg dà a entrambi un'accelerazione di 2 m/s² e una forza di contatto di 12 N. Inserisca le masse e la spinta per vedere ogni passaggio. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- M1
- 4
- M2
- 6
- Forza
- 20
- Massa 1
- 4
- Massa 2
- 6
- F
- 20
- Massa totale
- 10
Un calcolatore della forza di contatto tra blocchi trasforma il classico problema di due blocchi spinti in un risolutore affidabile per compiti, laboratori e controlli di progetto. Inserisca la massa del blocco azionato m1, la massa del blocco anteriore m2 e la forza esterna F applicata a m1 verso m2 in un unico sistema di unità coerente, e lo strumento restituisce l'accelerazione condivisa del sistema, la forza di contatto tra i blocchi, equazioni completamente sostituite e passi ordinati che Lei può incollare in fogli di lavoro o test automatici. Il modello è ideale: superficie orizzontale senza attrito e contatto rigido, così entrambi i blocchi accelerano insieme con a uguale a F divisa per la massa totale, mentre la forza di contatto su m2 vale m2 volte tale accelerazione.
Cosa significano due blocchi a contatto e quali formule si applicano
Due blocchi a contatto su una superficie orizzontale formano uno dei primi problemi a più corpi che lo studente incontra dopo la seconda legge di Newton. Una forza esterna F è applicata al blocco posteriore m1 così da spingere il blocco anteriore m2; se la superficie è senza attrito e i blocchi restano in contatto rigido, condividono un'unica accelerazione a. Trattare la coppia come un corpo libero dà forza netta F uguale alla massa totale per a, quindi a vale F divisa per m1 più m2.
L'analisi del corpo libero del solo blocco anteriore mostra che solo la forza di contatto accelera m2, così la forza di contatto Fc vale m2 per a, o in modo equivalente F per m2 sulla massa totale. L'analisi del blocco posteriore mostra F meno Fc uguale a m1 per a, il che è algebricamente coerente. Chi chiama mantiene m1, m2 e F in un sistema di unità coerente—ad esempio chilogrammi e newton—così a esce in metri al secondo quadrato e Fc in newton di quel sistema.
Il calcolatore non modella attrito, tensione di fune, piani inclinati né pile di tre corpi; tali estensioni richiedono altre equazioni e altri ingressi.
Consigli pratici, limiti e ricerche correlate
Usi un unico sistema di unità da un capo all'altro prima di chiamare; questa pagina non converte tra unità SI e imperiali. Nell'insegnare i diagrammi di corpo libero, derivi prima a dal sistema combinato e Fc dal blocco anteriore, poi confermi qui il risultato numerico.
Questa pagina si rivolge a chi cerca un calcolatore della forza di contatto tra blocchi, un risolutore di forza di contatto a due blocchi o l'accelerazione di blocchi spinti insieme online; non è una suite completa di dinamica multicorpo, né un modello di puleggia di Atwood, né un convertitore di unità.
Preferisca questa capacità quando conosce già le due masse e la forza applicata e le serve solo l'accelerazione condivisa ideale e la forza di contatto; se il problema di origine include attrito cinetico, sottragga l'attrito da F o rimodelli con corpi liberi separati prima di chiamare. I controlli andata-ritorno sono semplici: ricalcoli F sulla massa totale a mano e confermi che coincide con la a pubblicata entro lo stesso arrotondamento a dodici decimali della risposta.
Casi d'uso
Controllo compiti con due blocchi spinti
Gli studenti inseriscono m1, m2 e F da problemi di contatto del manuale e confrontano accelerazione condivisa, forza di contatto e passi di sostituzione con un risultato deterministico prima di consegnare.
Test unitari per utilità di fisica
Generi casi noti di accelerazione e forza di contatto più rifiuti deliberati di massa totale zero per valori attesi in kata di codice, simulatori o giochi.
Precontrollo di laboratorio prima dei sensori
Le pipeline calcolano prima la a ideale e la forza di contatto, poi confrontano con dati di sensori di forza per quantificare attrito e compliance come errore residuo.
Domande frequenti
Quale blocco riceve la forza esterna?
La forza esterna è applicata a m1. La forza di contatto restituita è quella che m1 esercita su m2 (uguale in modulo a quella che accelera m2).
Cosa succede quando la massa totale è zero?
Se m1 + m2 è zero, l'accelerazione è indefinita.
Include attrito o una superficie inclinata?
No. Il modello ideale assume superficie orizzontale senza attrito e contatto rigido. I problemi con attrito o inclinazione richiedono altre equazioni di corpo libero.
Il calcolatore della forza di contatto tra blocchi è gratuito?
Lo strumento nel browser è gratuito e viene eseguito in locale.
Qual è la forza di contatto se 20 N spingono 4 kg contro 6 kg?
La forza di contatto è di 12 N. Entrambi i blocchi accelerano a 2 m/s², la spinta divisa per la massa totale di 10 kg, e il blocco anteriore da 6 kg ha bisogno di 12 N per seguirla.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/two-block-contact-force \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"m1":4,"m2":6,"force":20}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/two-block-contact-force", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"m1": 4,
"m2": 6,
"force": 20
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/mech/two-block-contact-force",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"m1": 4,
"m2": 6,
"force": 20
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/two-block-contact-force", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"m1":4,"m2":6,"force":20}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"m1":4,"m2":6,"force":20}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/two-block-contact-force", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"m1": 4,
"m2": 6,
"force": 20
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "mech.two_block_contact_force",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
La massa totale zero viene rifiutata con un errore invalid_input chiaro affinché moduli errati non inventino un numero. Il prezzo è un $0.002 fisso per richiesta API riuscita; la validazione fallita non viene mai addebitata.
Cosa significano due blocchi a contatto e quali formule si applicano
Le masse devono essere scalari finiti non negativi; se entrambe sono zero la massa totale è zero e l'accelerazione è indefinita, perciò il calcolatore rifiuta quel caso con invalid_input.
Come chiamare l'API e cosa viene restituito
I valori assoluti devono restare entro il limite pubblicato di un bilione; ogni massa deve essere non negativa; la somma m1 più m2 deve essere strettamente positiva. Invii un corpo JSON con i tre campi finiti obbligatori m1 (alias mass1 e m_1), m2 (alias mass2 e m_2) e force (alias F, f e applied_force). La validazione fallita—campi mancanti, numeri non finiti, valori fuori limiti assoluti, massa negativa o massa totale zero—restituisce invalid_input e non viene mai addebitata. Il prezzo è un $0.002 fisso per richiesta riuscita con unità item. Preferisca numeri JSON quando controlla il client; le stringhe numeriche sono accettate solo se corrispondono a un pattern numerico finito rigoroso per percorsi di incolla di moduli per i compiti.
Consigli pratici, limiti e ricerche correlate
Mantenga m1, m2 e F entro l'intervallo assoluto pubblicato affinché prodotti e quozienti restino finiti in doppia precisione IEEE sul Worker e nel browser. Abbini esempi di aula di proposito: m1 uguale a quattro, m2 uguale a sei e F uguale a venti dà a uguale a due e forza di contatto uguale a dodici; m1 uguale a due, m2 uguale a tre e F uguale a dieci dà a uguale a due e forza di contatto uguale a sei; massa totale deliberatamente zero dimostra il percorso rigido invalid_input. Le attività fallite che restituiscono invalid_input non consumano il saldo prepagato, il che mantiene economici gli script esplorativi quando lo studente passa deliberatamente massa totale zero.
Domande tecniche
Quali formule usa il calcolatore della forza di contatto tra blocchi?
Per due blocchi su superficie senza attrito con F applicata a m1 verso m2 usa a = F / (m1 + m2) per l'accelerazione condivisa e contact_force = F · m2 / (m1 + m2) per la forza su m2.