Mecanică
Pendul
Privește bobul accelerând jos și oprindu-se puțin în vârful fiecărei oscilații.
Pendul — simulație interactivă de Mecanică. Privește bobul accelerând jos și oprindu-se puțin în vârful fiecărei oscilații. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Mișcare armonică simplă
Un pendul oscilează înainte și înapoi pentru că gravitația furnizează o forță de revenire spre echilibru. La unghiuri mici, mișcarea este aproximativ armonică simplă.
Când bobul este deplasat, componenta gravitației de-a lungului arcului îl trage înapoi spre punctul cel mai de jos. Acea forță de revenire face bobul să oscileze — accelerând jos, încetinind în punctele de întoarcere, repetând într-un ciclu regulat.
- T ≈ 2π√(L/g) (unghiuri mici)
- Forța de revenire ∝ elongație (θ mic)
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 lungimea unui pendul, ce se întâmplă cu perioada lui? O face mai grea pe bob să schimbe perioada?
Predicții de cântărit
- Un pendul mai lung are o perioadă mai lungă (oscilează mai încet); masa nu are efect.
- Un pendul mai lung are o perioadă mai scurtă (oscilează mai repede).
- Un bob mai greu oscilează mai încet, indiferent de lungimea sforii.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Masă (kg)
- Lungimea sforii (m)
- Unghiul de eliberare (°)
Ce măsori:
- Perioadă (s)
- Viteza maximă (m/s)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea Pendul în sandbox-ul de mecanică.
- Confirmă faptul că sonda de viteză pe bob e live în panoul Matematică — îi vei citi valoarea de vârf la baza fiecărei oscilații.
- Pentru fiecare rând, setează masa bobului, lungimea sforii și unghiul de eliberare față de verticală, apoi eliberează bobul și lasă-l să oscileze.
Ecuația guvernantă
Perioada pendulului (unghiuri mici) — T = 2π·√(L / g)
Pentru unghiuri mici de eliberare, perioada unui pendul simplu depinde doar de lungimea lui și de gravitație — nu de masa bobului și nici de cât de departe este eliberat.
Energie potențială gravitațională — PE = m·g·h
Înălțimea de la care coboară bobul de la punctul de eliberare până la baza oscilației, h = L(1 − cos θ₀), stabilește cât energie potențială se transformă în energie cinetică — și deci cât de repede se mișcă bobul la bază.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru un rând, calculează viteza maximă a bobului la baza oscilației folosind conservarea energiei (½mv² = mgh, cu h = L(1 − cos θ₀)) și compar-o cu citirea live a sondei de viteză. Cad de acord?
- Privește coloana perioadei pe toate cele trei rânduri. Depinde de masa bobului? Folosește formula pentru a explica de ce da sau de ce nu.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Formula perioadei T = 2π√(L/g) presupune unghiuri mici de eliberare. Prezice ce se întâmplă cu perioada reală pe măsură ce unghiul de eliberare trece de 30° — ar mai corespunde perioada măsurată în sandbox formulei?
- La baza oscilației, pendulul se mișcă cel mai repede. Unde s-a dus energia lui potențială gravitațională inițială și de ce totalul rămâne (aproape) constant peste multe oscilații?
- 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 pendul
- Selectează bobul
- Apasă Pornește
- Înainte și înapoi
- 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 →