Mehanika
Tijelo na opruzi
Gledaj kako masa titra gore-dolje u jednostavnom harmoničkom gibanju.
Tijelo na opruzi — interaktivna simulacija: Mehanika. Gledaj kako masa titra gore-dolje u jednostavnom harmoničkom gibanju. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Titranje opruge
Masa na opruzi titra jer opruga djeluje silom vraćanja razmjernom otklonu (Hookeov zakon).
Kad se opruga rastegne ili stisne, vuče masu natrag prema ravnoteži. Energija se izmjenjuje između potencijalne energije opruge i kinetičke energije, stvarajući jednostavno harmoničko gibanje.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Ako udvostručiš masu koja visi na opruzi, udvostručuje li se period titranja?
Predviđanja za odvagnuti
- Period se udvostručuje.
- Period ostaje isti.
- Period raste, ali manje od dvostruko.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Masa (kg)
- Konstanta opruge (N/m)
Što mjeriš:
- Period (s)
- Ekstenzija ravnoteže (m)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav Masa na opruzi u modulu Mehanika. Loptica (uteg) visi s opruge usidrene iznad nje.
- Zabilježi sondu brzine već pričvršćenu na uteg — javlja trenutačnu brzinu utega dok titra.
- Za svaki redak postavi masu utega i krutost opruge, povuci uteg malo dolje, pusti ga i neka titra i smiri se.
Odgovarajuća jednadžba
Period opruge (harmoničko titranje) — T = 2π·√(m / k)
Za masu koja titra na idealnoj opruzi, period ovisi samo o masi i konstanti opruge — ne o amplitudi ni gravitaciji.
Kinetička energija u ravnoteži — KE = ½·m·v²
Brzina utega najveća je pri prolasku kroz točku ravnoteže; očitaj tu vršnu brzinu sa sonde za pronalaženje kinetičke energije tamo.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Koristeći T = 2π√(m/k), izračunaj period za svaki redak i usporedi s vrijednošću koju si izmjerio u sandboxu.
- Retci 1 i 3 imaju mase u omjeru 1:4. Za koji faktor se promijenio period? Odgovara li tome √4 = 2?
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Ako bi povećao konstantu opruge k umjesto mase, bi li period rastao ili opadao? Skiciraj trend koji očekuješ.
- Uteg vidljivo visi niže pod gravitacijom (ekstenzija ravnoteže = mg/k), a ipak se gravitacija g ne pojavljuje u T = 2π√(m/k). Objasni zašto period nije pogođen gravitacijom iako je položaj ravnoteže.
- AP Physics 1 — Unit 7: Oscillations
- AP Physics C: Mechanics — Unit 7: Oscillations
- IB Physics — A.1 Kinematics
- IB Physics — C.1 Simple harmonic motion
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- Dobro došli u masu na opruzi
- Odaberi uteg
- Pritisni Pokreni
- Gore-dolje
- Otvori podatke
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →