Mekanik
Yaydaki kütle
Kütlenin basit harmonik hareketle yukarı aşağı sallanmasını izleyin.
Yaydaki kütle — etkileşimli Mekanik simülasyonu. Kütlenin basit harmonik hareketle yukarı aşağı sallanmasını izleyin. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Yay salınımı
Bir yay üzerindeki kütle salınır çünkü yay, yer değiştirmeyle orantılı bir geri çağırma kuvveti uygular (Hooke yasası).
Gerildiğinde veya sıkıştırıldığında, yay kütleyi dengeye doğru geri çeker. Enerji yay potansiyel enerjisi ile kinetik enerji arasında el değiştirir, bu da basit harmonik hareket oluşturur.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Yay üzerinde asılı olan kütleyi iki katına çıkarırsanız salınım periyodu da iki katına çıkar mı?
Tartılacak tahminler
- Dönem iki katına çıkar.
- Dönem aynı kalır.
- Dönem artar, ancak iki katından daha az.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Yığın (kg)
- Yay sabiti (N/m)
Ölçtüğünüz şey:
- Dönem (s)
- Denge uzantısı (m)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Mekanik modülünde Yayda Kütle ön ayarını açın. Bir top (bob), üzerine sabitlenmiş bir yaydan sarkar.
- Hız probunun zaten bob'a takılı olduğuna dikkat edin; bob salınırken anlık hızını rapor eder.
- Her sıra için, bob'un kütlesini ve yayın sertliğini ayarlayın, bob'u hafifçe aşağı çekin, bırakın ve salınıp yerleşmesine izin verin.
Yönetim denklemi
Bahar Dönemi (SHM) — T = 2π·√(m / k)
İdeal bir yay üzerinde salınan bir kütle için periyot, genliğe veya yerçekimine değil, yalnızca kütleye ve yay sabitine bağlıdır.
Dengede Kinetik Enerji — KE = ½·m·v²
Bobin hızı denge noktasından geçerken en yüksektir; Buradaki kinetik enerjisini bulmak için sondanın en yüksek hızını okuyun.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- T = 2π√(m/k) kullanarak, her satırın periyodunu hesaplayın ve bunu sanal alanda zamanladığınız değerle karşılaştırın.
- 1. ve 3. sıraların kütleleri 1:4 oranındadır. Dönem hangi faktöre göre değişti? Bu √4 = 2 ile eşleşiyor mu?
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Kütle yerine yay sabiti k'yi arttırırsanız periyot artar mı yoksa azalır mı? Beklediğiniz eğilimin taslağını çıkarın.
- Bob, yerçekimi altında görünür şekilde daha alçakta asılı kalır (denge uzantısı = mg/k), ancak yerçekimi g, T = 2π√(m/k)'de görünmez. Denge konumu olmasına rağmen neden periyodun yerçekiminden etkilenmediğini açıklayın.
- 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
- Hoş geldiniz: yay üzerinde kütle
- Seçin: bob
- Oynat'a basın
- Yukarı ve aşağı
- Verileri açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.