Cơ học
Vật gắn lò xo
Quan sát vật nặng dao động lên xuống theo chuyển động điều hòa đơn giản.
Vật gắn lò xo — mô phỏng Cơ học tương tác. Quan sát vật nặng dao động lên xuống theo chuyển động điều hòa đơn giản. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.
Dao động lò xo
Một khối lượng trên lò xo dao động vì lò xo tạo ra một lực phục hồi tỷ lệ với độ dịch chuyển (định luật Hooke).
Khi giãn ra hoặc nén lại, lò xo kéo khối lượng về vị trí cân bằng. Năng lượng chuyển đổi qua lại giữa thế năng đàn hồi và động năng, tạo ra dao động điều hòa.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
Tóm tắt điều tra
Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm
Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.
Câu hỏi lái xe
Nếu bạn tăng gấp đôi khối lượng của lò xo thì chu kỳ dao động có tăng gấp đôi không?
Dự đoán cân nặng
- Chu kỳ tăng gấp đôi.
- Thời gian vẫn giữ nguyên.
- Thời gian tăng lên, nhưng ít hơn gấp đôi.
Vai trò thay đổi
Những gì bạn đặt:
- Thánh lễ (kg)
- Hằng số mùa xuân (N/m)
Những gì bạn đo lường:
- Thời kỳ (s)
- Mở rộng cân bằng (m)
Cuộc điều tra diễn ra như thế nào
- Mở cài đặt sẵn Khối lượng trên lò xo trong mô-đun Cơ học. Một quả bóng (quả bóng) treo vào một lò xo neo phía trên nó.
- Lưu ý rằng đầu dò tốc độ đã được gắn vào quả lắc - nó báo cáo tốc độ tức thời của quả lắc khi nó dao động.
- Đối với mỗi hàng, đặt khối lượng của quả lắc và độ cứng của lò xo, kéo nhẹ quả lắc xuống, thả nó ra và để nó dao động rồi lắng xuống.
phương trình điều khiển
Thời kỳ mùa xuân (SHM) — T = 2π·√(m / k)
Đối với một khối lượng dao động trên một lò xo lý tưởng, chu kỳ chỉ phụ thuộc vào khối lượng và hằng số lò xo - không phụ thuộc vào biên độ hay trọng lực.
Động năng ở trạng thái cân bằng — KE = ½·m·v²
Vận tốc của quả lắc lớn nhất khi nó đi qua điểm cân bằng; đọc tốc độ cực đại đó ra khỏi đầu dò để tìm động năng của nó ở đó.
Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì
- Sử dụng T = 2 π√(m/k), tính toán khoảng thời gian cho mỗi hàng và so sánh nó với giá trị bạn đã tính giờ trong hộp cát.
- Các hàng 1 và 3 có khối lượng theo tỷ lệ 1 : 4. Chu kỳ đó thay đổi bởi yếu tố nào? Cái đó có khớp với √4 = 2 không?
Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm
- Nếu bạn tăng hằng số lò xo k thay vì khối lượng thì chu kỳ sẽ tăng hay giảm? Phác thảo xu hướng mà bạn mong đợi.
- Quả lắc treo thấp hơn rõ ràng dưới tác dụng của trọng lực (phần mở rộng cân bằng = mg/k), nhưng trọng lực g không xuất hiện trong T = 2 π√(m/k). Giải thích tại sao chu kỳ không bị ảnh hưởng bởi trọng lực mặc dù vị trí cân bằng là như vậy.
- 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
- Chào mừng đến khối lượng trên lò xo
- Chọn con lắc
- Nhấn Phát
- Lên và xuống
- Mở dữ liệu
- Hoàn thành!
Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.
Mở phòng thí nghiệm tương tác →