Cơ học
Con lắc
Quan sát quả nặng của con lắc nhanh nhất ở điểm thấp nhất và tạm dừng ở đỉnh mỗi lần dao động.
Con lắc — mô phỏng Cơ học tương tác. Quan sát quả nặng của con lắc nhanh nhất ở điểm thấp nhất và tạm dừng ở đỉnh mỗi lần dao động. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.
Dao động điều hòa
Con lắc đung đưa qua lại vì trọng lực tạo ra lực phục hồi về vị trí cân bằng. Với góc nhỏ, chuyển động gần đúng là dao động điều hòa.
Khi con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng, thành phần trọng lực dọc theo cung kéo nó về điểm thấp nhất. Lực phục hồi đó khiến nó dao động: tăng tốc khi đi xuống, chậm lại ở hai đầu và lặp lại chu kỳ.
- T ≈ 2π√(L/g) (góc nhỏ)
- Lực phục hồi ∝ độ dịch chuyển (θ nhỏ)
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 chiều dài của con lắc thì chu kỳ của nó sẽ như thế nào? Việc làm quả bob nặng hơn có làm thay đổi chu kỳ không?
Dự đoán cân nặng
- Một con lắc dài hơn thì có chu kỳ dài hơn (dao động tới lui chậm hơn); khối lượng không có tác dụng.
- Một con lắc dài hơn có chu kỳ ngắn hơn (dao động qua lại nhanh hơn).
- Quả lắc nặng hơn sẽ lắc lư chậm hơn, bất kể chiều dài của dây.
Vai trò thay đổi
Những gì bạn đặt:
- Khối (kg)
- Chiều dài dây (m)
- Góc phát hành (°)
Những gì bạn đo lường:
- Thời kỳ (s)
- Tốc độ tối đa (m/s)
Cuộc điều tra diễn ra như thế nào
- Mở cài đặt trước Con lắc trong hộp cát cơ học.
- Xác nhận rằng đầu dò tốc độ trên quả lắc đang hiển thị trong bảng Toán học — bạn sẽ đọc giá trị cao nhất của nó ở cuối mỗi cú xoay.
- Đối với mỗi hàng, đặt khối lượng của quả lắc, chiều dài dây và góc thả theo phương thẳng đứng, sau đó thả quả lắc và để nó lắc lư.
phương trình điều khiển
Chu kỳ con lắc (Góc nhỏ) — T = 2π·√(L / g)
Đối với các góc thả nhỏ, chu kỳ của con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào chiều dài và trọng lực của nó - không phụ thuộc vào khối lượng của quả lắc hay khoảng cách nó được thả ra.
Thế năng hấp dẫn — PE = m·g·h
Độ cao mà quả lắc rơi từ điểm thả ra đến đáy của xích đu, h = L(1 − cos θ₀), xác định mức thế năng chuyển hóa thành động năng — và do đó quả lắc chuyển động ở phía dưới nhanh như thế nào.
Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì
- Đối với một hàng, hãy tính tốc độ tối đa của quả lắc ở cuối xích đu bằng cách sử dụng mức bảo toàn năng lượng (½mv² = mgh, với h = L(1 − cos θ₀)) và so sánh nó với số đọc trên đầu dò tốc độ trực tiếp của bạn. Họ có đồng ý không?
- Nhìn vào cột thời gian trên cả ba hàng. Nó có phụ thuộc vào khối lượng của quả lắc không? Sử dụng công thức để giải thích tại sao hoặc tại sao không.
Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm
- Công thức chu kỳ T = 2π√(L/g) giả sử góc thoát nhỏ. Dự đoán điều gì sẽ xảy ra với thời gian thực khi góc nhả tăng quá 30°— liệu thời gian đo được của hộp cát có phù hợp với công thức không?
- Ở phía dưới của xích đu, con lắc chuyển động nhanh nhất. Thế năng hấp dẫn ban đầu của nó đã đi đâu và tại sao tổng thế năng đó (gần như) không đổi trong nhiều lần dao động?
- 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 con lắc
- Chọn con lắc
- Nhấn Phát
- Qua lại
- 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 →