Mecanică
Masă pe un arc
Privește masa oscilând sus-jos în mișcare armonică simplă.
Masă pe un arc — simulație interactivă de Mecanică. Privește masa oscilând sus-jos în mișcare armonică simplă. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Oscilație pe arc
O masă pe un arc oscilează pentru că arcul exercită o forță de revenire proporțională cu elongația (legea lui Hooke).
Când este întins sau comprimat, arcul trage masa înapoi spre echilibru. Energia se schimbă între energia potențială elastică și energia cinetică, producând mișcare armonică simplă.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
Dacă dublezi masa atârnată de arc, se dublează perioada de oscilație?
Predicții de cântărit
- Perioada se dublează.
- Perioada rămâne aceeași.
- Perioada crește, dar mai puțin decât dublu.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Masă (kg)
- Constanta de elasticitate (N/m)
Ce măsori:
- Perioadă (s)
- Prelungirea de echilibru (m)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea Masă pe arc în modulul Mecanică. O bilă (bobul) atârnă de un arc ancorat deasupra ei.
- Notează sonda de viteză deja atașată bobului — raportează viteza instantanee a bobului în timp ce oscilează.
- Pentru fiecare rând, setează masa bobului și constanta de elasticitate a arcului, trage bobul puțin în jos, eliberează-l și lasă-l să oscileze și să se așeze.
Ecuația guvernantă
Perioada arcului (MAS) — T = 2π·√(m / k)
Pentru o masă care oscilează pe un arc ideal, perioada depinde doar de masă și constanta arcului — nu de amplitudine și nici de gravitație.
Energia cinetică la echilibru — KE = ½·m·v²
Viteza bobului este maximă când trece prin punctul de echilibru; citește acea viteză de vârf de pe sondă pentru a-i afla energia cinetică acolo.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Folosind T = 2π√(m/k), calculează perioada pentru fiecare rând și compar-o cu valoarea cronometrată în sandbox.
- Rândurile 1 și 3 au mase în raport 1:4. Cu ce factor s-a schimbat perioada? Corespunde asta lui √4 = 2?
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Dacă ai mări constanta arcului k în locul masei, perioada ar crește sau ar scădea? Schițează tendința pe care ți-ai aștepta-o.
- Bobul atârnă vizibil mai jos sub gravitație (prelungirea de echilibru = mg/k), dar gravitația g nu apare în T = 2π√(m/k). Explică de ce perioada nu este afectată de gravitație, deși poziția de echilibru este.
- 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
- Bine ai venit la Masă pe arc
- Selectează bobul
- Apasă Pornește
- Sus și jos
- Deschide datele
- Ai reușit!
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →