Mekanik
Jisim pada spring
Tonton jisim naik turun dalam gerakan harmonik ringkas.
Jisim pada spring — simulasi Mekanik interaktif. Tonton jisim naik turun dalam gerakan harmonik ringkas. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Ayunan spring
Jisim pada spring berayun kerana spring mengenakan daya pemulih berkadar dengan sesaran (hukum Hooke).
Apabila diregang atau dimampat, spring menarik jisim kembali ke arah keseimbangan. Tenaga bertukar antara tenaga keupayaan spring dan tenaga kinetik, menghasilkan gerakan harmonik ringkas.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Jika anda menggandakan jisim yang tergantung pada spring, adakah tempoh ayunan berganda?
Ramalan untuk ditimbang
- Tempohnya berganda.
- Tempohnya kekal sama.
- Tempohnya meningkat, tetapi kurang daripada berganda.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Jisim (kg)
- Pemalar spring (N/m)
Apa yang anda ukur:
- Tempoh (s)
- Panjangan keseimbangan (m)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset Jisim-pada-Spring dalam modul Mekanik. Satu bola (bandul) tergantung daripada spring yang disangkut di atasnya.
- Perhatikan prob laju yang sudah melekat pada bandul -- ia melaporkan laju seketika bandul ketika berayun.
- Bagi setiap baris, tetapkan jisim bandul dan kekakuan spring, tarik bandul sedikit ke bawah, lepaskan, dan biarkannya berayun dan menetap.
Persamaan pengawal
Tempoh Spring (GHR) — T = 2π·√(m / k)
Bagi jisim yang berayun pada spring unggul, tempoh bergantung hanya pada jisim dan pemalar spring -- bukan pada amplitud atau graviti.
Tenaga Kinetik pada Keseimbangan — KE = ½·m·v²
Laju bandul paling besar ketika melalui titik keseimbangan; baca laju puncak itu daripada prob untuk mencari tenaga kinetiknya di situ.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Menggunakan T = 2π√(m/k), kira tempoh bagi setiap baris dan bandingkan dengan nilai yang anda kira masa dalam eksperimen.
- Baris 1 dan 3 mempunyai jisim dalam nisbah 1:4. Dengan faktor berapa tempoh berubah? Adakah itu sepadan dengan √4 = 2?
Di mana ini muncul di luar makmal
- Jika anda menaikkan pemalar spring k dan bukannya jisim, adakah tempoh meningkat atau menurun? Lakarkan trend yang andajangkan.
- Bandul ketara tergantung lebih rendah di bawah graviti (panjangan keseimbangan = mg/k), namun graviti g tidak muncul dalam T = 2π√(m/k). Terangkan mengapa tempoh tidak terjejas oleh graviti walaupun kedudukan keseimbangan terjejas.
- 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
- Selamat datang ke Jisim Pada Spring
- Pilih bandul itu
- Tekan Main
- Naik dan turun
- Buka data
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.