// phys9_ch2_widgets.js — виджеты для Физики 9, Глава 2 (§15-§24): гравитация, окружн., силы.
(function(){
'use strict';
const C = () => window.PHYS9_COLORS || {};
const PI = Math.PI;
const G = 6.674e-11; /* гравитационная постоянная */
/* ====== Хелперы (дублируются с ch1 — small file) ====== */
function arrow(x1, y1, x2, y2, color, w){
const dx=x2-x1, dy=y2-y1, len=Math.hypot(dx,dy);
if(len<1e-6) return '';
const ux=dx/len, uy=dy/len, h=10, hw=6;
const bx=x2-ux*h, by=y2-uy*h;
const lx=bx-uy*hw, ly=by+ux*hw;
const rx=bx+uy*hw, ry=by-ux*hw;
return ''
+ '';
}
function dndPool(secId, items, cats){
let pool='';
items.forEach(it=>{
pool += '
'+it.html+'
';
});
pool += '
';
cats.forEach(c=>{
boxes += '
';
});
boxes += '
'
+''
+''
+''
+'
'
+''
+'$F = G\\dfrac{m_1 m_2}{r^2}$ = 6.67 Н'
+'Аналог: Земля-Луна'
+'
';
if(appendTo('p15', wgWrapper('p15-extra', 'CALC', 'Закон всемирного тяготения', '$G = 6{,}67 \\cdot 10^{-11}$ Н·м²/кг². Slider'+"'"+'ы в показателях $10^a$.', body))){
const upd = ()=>{
const m1e = +document.getElementById('p15w-m1-r').value;
const m2e = +document.getElementById('p15w-m2-r').value;
const re = +document.getElementById('p15w-r-r').value;
const m1 = Math.pow(10, m1e); const m2 = Math.pow(10, m2e); const r = Math.pow(10, re);
document.getElementById('p15w-m1').textContent = '10^'+m1e.toFixed(1);
document.getElementById('p15w-m2').textContent = '10^'+m2e.toFixed(1);
document.getElementById('p15w-r').textContent = '10^'+re.toFixed(1);
const F = G * m1 * m2 / (r*r);
document.getElementById('p15w-F').textContent = F.toExponential(2);
let cmp = '';
if(m1e >= 29 && m2e >= 23 && re <= 9) cmp = 'Земля-Луна (~2·10²⁰ Н)';
else if(m1e >= 29 && m2e <= 21) cmp = 'Земля-человек (~700 Н)';
else if(m1e >= 30) cmp = 'Солнце-планета';
else cmp = '—';
document.getElementById('p15w-cmp').textContent = cmp;
};
['p15w-m1-r','p15w-m2-r','p15w-r-r'].forEach(id=>document.getElementById(id).addEventListener('input', upd));
upd();
}
}
/* ====== §16 — Кеплер: T² = a³ (в годах и а.е.) ====== */
function add_p16(){
const items = [
{id:'i1', cat:'fast', html:'Меркурий ($T = 0{,}24$ г)'},
{id:'i2', cat:'fast', html:'Венера ($T = 0{,}62$ г)'},
{id:'i3', cat:'med', html:'Земля ($T = 1$ г)'},
{id:'i4', cat:'med', html:'Марс ($T = 1{,}88$ г)'},
{id:'i5', cat:'slow', html:'Юпитер ($T = 11{,}9$ г)'},
{id:'i6', cat:'slow', html:'Сатурн ($T = 29{,}5$ г)'}
];
const body = dndPool('p16ex', items, [
{cat:'fast', label:'$T < 1$ г'},
{cat:'med', label:'$1 \\le T < 5$ г'},
{cat:'slow', label:'$T \\ge 5$ г'}
]) + ''
+ '';
if(appendTo('p16', wgWrapper('p16-extra', 'DnD', 'Планеты по периоду', 'III закон Кеплера: чем дальше от Солнца, тем больше период.', body))){
wireDnd('p16-extra', items);
}
}
/* ====== §17 — Период, частота, угловая скорость ====== */
function add_p17(){
const body = ''
+''
+''
+'
'
+''
+'$T$ = 2.0 с'
+'$\\nu = 1/T$ = 0.50 Гц'
+'$\\omega = 2\\pi/T$ = 3.14 рад/с'
+'
';
if(appendTo('p17', wgWrapper('p17-extra', 'CALC', 'Связь $T$, $\\nu$, $\\omega$', '$\\nu = 1/T$, $\\omega = 2\\pi\\nu = 2\\pi/T$.', body))){
const upd = ()=>{
const mode = document.getElementById('p17w-mode').value;
const v = +document.getElementById('p17w-v-r').value;
document.getElementById('p17w-vv').textContent = v.toFixed(2);
let T, nu, om;
if(mode === 'T'){ T = v; nu = 1/T; om = 2*PI/T; }
else if(mode === 'nu'){ nu = v; T = 1/nu; om = 2*PI*nu; }
else { om = v; T = 2*PI/om; nu = 1/T; }
document.getElementById('p17w-T').textContent = T.toFixed(2);
document.getElementById('p17w-nu').textContent = nu.toFixed(2);
document.getElementById('p17w-om').textContent = om.toFixed(2);
};
document.getElementById('p17w-mode').addEventListener('change', upd);
document.getElementById('p17w-v-r').addEventListener('input', upd);
upd();
}
}
/* ====== §18 — Центростремительное ускорение ====== */
function add_p18(){
const body = ''
+''
+''
+'
'
+''
+'$a_n = v^2/R$ = 20 м/с²(2.0 g)
';
if(appendTo('p18', wgWrapper('p18-extra', 'CALC+VIS', '$a_n = v^2/R$', '$\\vec a_n$ всегда направлено к центру окружности.', body))){
const cx = 180, cy = 120, R0 = 60;
const upd = ()=>{
const v = +document.getElementById('p18w-v-r').value;
const R = +document.getElementById('p18w-R-r').value;
document.getElementById('p18w-v').textContent = v;
document.getElementById('p18w-R').textContent = R;
const an = v*v/R;
document.getElementById('p18w-an').textContent = an.toFixed(1);
document.getElementById('p18w-g').textContent = (an/9.8).toFixed(2);
const col = C();
const ang = (Date.now()/1000) % (2*PI);
const tipX = cx + R0*Math.cos(ang);
const tipY = cy + R0*Math.sin(ang);
let s = '';
s += '';
s += '';
s += '';
/* v касательно (90° от радиуса) */
const vx = -Math.sin(ang), vy = Math.cos(ang);
s += arrow(tipX, tipY, tipX + vx*40, tipY + vy*40, col.velocity||'#0891b2', 2.5);
/* a_n к центру */
s += arrow(tipX, tipY, cx, cy, col.acceleration||'#ea580c', 2.5);
s += 'v';
s += 'a_n';
document.getElementById('p18w-svg').innerHTML = s;
};
document.getElementById('p18w-v-r').addEventListener('input', upd);
document.getElementById('p18w-R-r').addEventListener('input', upd);
upd();
setInterval(upd, 80);
}
}
/* ====== §19 — Закон Гука F = kx ====== */
function add_p19(){
const body = ''
+''
+''
+'
'
+''
+'$F = kx$ = 10 Н'
+'это вес тела массой 1.02 кг'
+'
';
if(appendTo('p19', wgWrapper('p19-extra', 'CALC', 'Закон Гука', 'Сила упругости пропорциональна растяжению/сжатию.', body))){
const upd = ()=>{
const k = +document.getElementById('p19w-k-r').value;
const x = +document.getElementById('p19w-x-r').value;
document.getElementById('p19w-k').textContent = k;
document.getElementById('p19w-x').textContent = x.toFixed(3);
const F = k*x;
document.getElementById('p19w-F').textContent = F.toFixed(2);
document.getElementById('p19w-m').textContent = (F/9.8).toFixed(2);
};
document.getElementById('p19w-k-r').addEventListener('input', upd);
document.getElementById('p19w-x-r').addEventListener('input', upd);
upd();
}
}
/* ====== §20 — Трение μ ====== */
function add_p20(){
const items = [
{id:'i1', cat:'h', html:'резина по сухому асфальту ($\\mu \\sim 0{,}7$)'},
{id:'i2', cat:'h', html:'дерево по дереву ($\\mu \\sim 0{,}5$)'},
{id:'i3', cat:'h', html:'кирпич по кирпичу'},
{id:'i4', cat:'m', html:'сталь по стали ($\\mu \\sim 0{,}2$)'},
{id:'i5', cat:'m', html:'паркет под обувью'},
{id:'i6', cat:'l', html:'лёд по льду ($\\mu \\sim 0{,}03$)'},
{id:'i7', cat:'l', html:'тефлон по тефлону ($\\mu \\sim 0{,}04$)'},
{id:'i8', cat:'l', html:'шина по льду'}
];
const body = dndPool('p20ex', items, [
{cat:'h', label:'Большое трение'},
{cat:'m', label:'Среднее'},
{cat:'l', label:'Малое'}
]) + ''
+ '';
if(appendTo('p20', wgWrapper('p20-extra', 'DnD', 'Коэффициент трения', 'Резина-асфальт ~0,7; сталь-сталь ~0,2; лёд-лёд ~0,03.', body))){
wireDnd('p20-extra', items);
}
}
/* ====== §21 — Инерц / неинерц СО ====== */
function add_p21(){
const items = [
{id:'i1', cat:'i', html:'покоящаяся комната'},
{id:'i2', cat:'i', html:'автомобиль с $v = $ const на прямой'},
{id:'i3', cat:'i', html:'самолёт в горизонтальном полёте'},
{id:'i4', cat:'i', html:'космич. корабль с двигателями off'},
{id:'i5', cat:'n', html:'разгоняющийся автобус'},
{id:'i6', cat:'n', html:'тормозящий поезд'},
{id:'i7', cat:'n', html:'карусель'},
{id:'i8', cat:'n', html:'центрифуга'}
];
const body = dndPool('p21ex', items, [
{cat:'i', label:'Инерц. СО'},
{cat:'n', label:'Неинерц. СО'}
]) + ''
+ '';
if(appendTo('p21', wgWrapper('p21-extra', 'DnD', 'Инерциальная или нет?', 'Инерциальная — где $\\vec a = 0$ (тело покоится или движется равномерно прямолинейно).', body))){
wireDnd('p21-extra', items);
}
}
/* ====== §22 — F = ma ====== */
function add_p22(){
const body = ''
+''
+''
+'
'
+''
+'$a = F/m$ = 5.00 м/с²'
+'За 1 с скорость возрастёт на 5.0 м/с'
+'
';
if(appendTo('p22', wgWrapper('p22-extra', 'CALC', '2-й закон Ньютона', 'Удвой силу — удвоится ускорение. Удвой массу — ускорение упадёт в 2 раза.', body))){
const upd = ()=>{
const F = +document.getElementById('p22w-F-r').value;
const m = +document.getElementById('p22w-m-r').value;
document.getElementById('p22w-F').textContent = F;
document.getElementById('p22w-m').textContent = m;
const a = F/m;
document.getElementById('p22w-a').textContent = a.toFixed(2);
document.getElementById('p22w-dv').textContent = a.toFixed(2);
};
document.getElementById('p22w-F-r').addEventListener('input', upd);
document.getElementById('p22w-m-r').addEventListener('input', upd);
upd();
}
}
/* ====== §23 — g на разных высотах ====== */
function add_p23(){
const body = ''
+''
+'
'
+''
+'$g(h) = GM/(R+h)^2$ = 9.80 м/с²'
+'место: поверхность Земли'
+'
';
if(appendTo('p23', wgWrapper('p23-extra', 'CALC', '$g$ на разных высотах', '$g$ уменьшается с высотой как $1/(R+h)^2$.', body))){
const upd = ()=>{
const h_km = +document.getElementById('p23w-h-r').value;
const h = h_km * 1000;
const R = 6.371e6, M = 5.972e24;
const g = G * M / Math.pow(R+h, 2);
document.getElementById('p23w-h').textContent = h_km;
document.getElementById('p23w-g').textContent = g.toFixed(2);
let loc = 'поверхность Земли';
if(h_km > 30000) loc = 'геостационарная орбита (~36000 км)';
else if(h_km > 8000) loc = 'дальняя орбита';
else if(h_km > 1000) loc = 'высокая орбита';
else if(h_km > 400) loc = 'МКС орбита (~408 км)';
else if(h_km > 100) loc = 'низкая орбита';
else if(h_km > 10) loc = 'стратосфера';
else if(h_km > 0) loc = 'тропосфера';
document.getElementById('p23w-loc').textContent = loc;
};
document.getElementById('p23w-h-r').addEventListener('input', upd);
upd();
}
}
/* ====== §24 — Вес в лифте ====== */
function add_p24(){
const body = ''
+''
+''
+'
'
+''
+'Вес $P = m(g + a)$ = 686 Н'
+'НОРМАЛЬНЫЙ ВЕС'
+'
';
if(appendTo('p24', wgWrapper('p24-extra', 'CALC', 'Вес в лифте', '$a > 0$ — разгон вверх (перегрузка). $a < 0$ — свободное падение (невесомость при $a = -g$).', body))){
const upd = ()=>{
const m = +document.getElementById('p24w-m-r').value;
const a = +document.getElementById('p24w-a-r').value;
document.getElementById('p24w-m').textContent = m;
document.getElementById('p24w-a').textContent = a;
const g = 9.8;
const P = m*(g+a);
document.getElementById('p24w-P').textContent = P.toFixed(0);
const mode = document.getElementById('p24w-mode');
if(Math.abs(P) < 5){ mode.textContent = 'НЕВЕСОМОСТЬ'; mode.style.color = 'var(--warn,#f59e0b)'; }
else if(P < 0){ mode.textContent = 'ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ВЕС (пол давит вниз)'; mode.style.color = 'var(--fail,#dc2626)'; }
else if(P > m*g*1.5){ mode.textContent = 'ПЕРЕГРУЗКА '+(P/(m*g)).toFixed(1)+'g'; mode.style.color = 'var(--fail,#dc2626)'; }
else if(P > m*g*1.05){ mode.textContent = 'РАЗГОН ВВЕРХ ('+(P/(m*g)).toFixed(2)+'g)'; mode.style.color = 'var(--warn,#f59e0b)'; }
else if(P < m*g*0.95){ mode.textContent = 'РАЗГОН ВНИЗ ('+(P/(m*g)).toFixed(2)+'g)'; mode.style.color = 'var(--warn,#f59e0b)'; }
else { mode.textContent = 'НОРМАЛЬНЫЙ ВЕС'; mode.style.color = 'var(--ok,#10b981)'; }
};
document.getElementById('p24w-m-r').addEventListener('input', upd);
document.getElementById('p24w-a-r').addEventListener('input', upd);
upd();
}
}
window.PHYS9_CH2_WIDGETS = {
p15:add_p15, p16:add_p16, p17:add_p17, p18:add_p18, p19:add_p19,
p20:add_p20, p21:add_p21, p22:add_p22, p23:add_p23, p24:add_p24
};
})();