यांत्रिकी
स्प्रिंगला टांगलेले वस्तुमान
वस्तुमान सरल आवर्ती गतीत वर-खाली होते ते पहा.
स्प्रिंगला टांगलेले वस्तुमान — संवादी यांत्रिकी सिम्युलेशन. वस्तुमान सरल आवर्ती गतीत वर-खाली होते ते पहा. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
स्प्रिंग दोलन
स्प्रिंगला टांगलेले वस्तुमान दोलायते कारण स्प्रिंग स्थानांतराच्या प्रमाणात पुनर्स्थापक बल देते (हुकचा नियम).
ताणले किंवा दाबले असता स्प्रिंग वस्तुमानाला संतुलनाकडे परत ओढते. ऊर्जा स्प्रिंगची स्थितिज ऊर्जा व गतिज ऊर्जा यांच्यात स्वप घेते, व सरल आवर्ती गती तयार होते.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
स्प्रिंगवर टांगलेले वस्तुमान दुप्पट केल्यास दोलनाचा आवर्तकाळ दुप्पट होतो का?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- आवर्तकाळ दुप्पट होतो.
- आवर्तकाळ तसाच राहतो.
- आवर्तकाळ वाढतो, पण दुप्पटापेक्षा कमी.
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- वस्तुमान (kg)
- स्प्रिंग स्थिरांक (N/m)
तुम्ही काय मापता:
- आवर्तकाळ (s)
- संतुलन लांबी-वाढ (m)
तपासणी कशी चालते
- यांत्रिकी विभागात स्प्रिंग-वस्तुमान प्रीसेट उघडा. एक चेंडू (गोळा) वर निश्चित स्प्रिंगपासून लटकतो.
- गोळ्याला आधीपासून जोडलेला चाल-प्रोब पहा — तो दोलात असताना गोळ्याची क्षणिक चाल सांगतो.
- प्रत्येक ओळीसाठी गोळ्याचे वस्तुमान व स्प्रिंगची कडकपणा निश्चित करा, गोळा थोडा खाली ओढा, सोडा, व दोलायला व स्थिर होऊ द्या.
मूलभूत समीकरण
स्प्रिंग आवर्तकाळ (सरल आवर्त गती) — T = 2π·√(m / k)
आदर्श स्प्रिंगवर दोलणाऱ्या वस्तुमानाचा आवर्तकाळ फक्त वस्तुमान व स्प्रिंग-अचूकता गुणकावर अवलंबून — आयाम किंवा गुरुत्वावर नाही.
संतुलनावरील गतिज ऊर्जा — KE = ½·m·v²
गोळा संतुलन-बिंदूतून जाताना सर्वांत जलद असतो; ती शिखर-चाल प्रोबमधून वाचून तिथली त्याची गतिज ऊर्जा काढा.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- T = 2π√(m/k) वापरून प्रत्येक ओळीसाठी आवर्तकाळ काढा व मोकळ्या जागेत मोजलेल्या मूल्याशी तुलना करा.
- ओळी 1 आणि 3 मधील वस्तुमानांचे 1:4 गुणोत्तर आहे. आवर्तकाळ कोणत्या गुणकाने बदलला? तो √4 = 2 शी जुळतो का?
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- वस्तुमानाऐवजी स्प्रिंग-अचूकता गुणक k वाढवल्यास आवर्तकाळ वाढेल की कमी होईल? अपेक्षित कल रेखाटा.
- गोळा गुरुत्वाखाली स्पष्टपणे खाली लटकतो (संतुलन-विस्तार = mg/k), तरी गुरुत्व g, T = 2π√(m/k) मध्ये दिसत नाही. संतुलन-स्थान गुरुत्वावर अवलंबून असूनही आवर्तकाळ गुरुत्वापासून का अप्रभावित राहतो ते स्पष्ट करा.
- 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
- स्प्रिंग-वस्तुमानामध्ये स्वागत आहे
- गोळा निवडा
- प्ले दाबा
- वर आणि खाली
- डेटा उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.