Ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση - όχημα και διαγράμματα
Η προσομοίωση εμφανίζει ένα όχημα που εκτελεί Ευθύγραμμη Ομαλά Μεταβαλλόμενη Κίνηση και ταυτόχρονα μπορεί να εμφανίσει τα διαγράμματα x-t, υ-t και α-t.
Στην προσομοίωση επιλέξτε την αρχική ταχύτητα υ0, το χρονικό διάστημα Δt, την επιτάχυνση/επιβράδυνση α, και το πρόγραμμα σχεδιάζει τις γραφικές παραστάσεις x-t, υ-t και α-t, ενώ το όχημα εκτελεί αυτή την κίνηση.
Προσομοίωση , Προσομοίωση στο Φωτόδεντρο
Εξαναγκασμένη ταλάντωση - Συντονισμός
Ένα σύστημα ελατήριο-σώμα όταν ταλαντωθεί ελεύθερα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση με συχνότητα f0 (ιδιοσυχνότητα).Εάν το ίδιο σύστημα συνδεθεί σε ένα διεγέρτη που περιστρέφεται με συχνότητα f, τότε και το σύστημα ελατήριο-σώμα εκτελεί αμείωτη ταλάντωση με την συχνότητα του διεγέρτη f.
Εάν αλλάξει η συχνότητα του διεγέρτη, αλλάζει και η συχνότητα του συστήματος ελατήριο-σώμα, αλλά και το πλάτος ταλάντωσής του!!!
Όταν η συχνότητα του διεγέρτη f γίνει ίση με την ιδιοσυχνότητα του συστήματος f0 , τότε το πλάτος ταλάντωσης γίνεται μέγιστο. Τότε λέμε ότι έχουμε συντονισμό.
Η προσομοίωση εμφανίζει
- ένα σύστημα ελατήριο-σώμα που είναι συνδεδεμένο με έναν τροχό που περιστρέφεται με συχνότητα f (διεγέρτης).
- τη γραφική παράσταση x-t του σώματος που ταλαντώνεται
- τη γραφική Α-f όπου φαίνεται η συσχέτιση του πλάτους ταλάντωσης του σώματος με την συχνότητα του διεγέρτη.
Εικονικό εργαστήριο - Στάσιμα κύματα
Το εικονικό εργαστήριο των στάσιμων κυμάτων προσομοιώνει την αντίστοιχη διάταξη που υπάρχει στα σχολεία. Σκοπός αυτού του εικονικού εργαστηρίου είναι να υποδείξει τον τρόπο λειτουργίας της πραγματικής διάταξης και όχι να την αντικαταστήσει.
Εικόνα 1: Διάταξη εικονικού εργαστηρίου
Στην εικόνα φαίνεται το περιβάλλον του εικονικού εργαστηρίου, που αποτελείται από:
- έναν σωλήνα με κινητό έμβολο
- μία γεννήτρια συχνοτήτων που έχει συνδεθεί με ένα ηχείο.
Καθώς μετακινούμε το έμβολο, παρατηρούμε αυξομειώσεις του ήχου που οφείλονται στο πλάτος του στάσιμου κύματος που δημιουργείται στο δεξιό άκρο του σωλήνα.
Εάν εντοπίσουμε 2 διαδοχικές θέσεις του εμβόλου όπου ο ήχος γίνεται μέγιστος, τότε μπορούμε να μετρήσουμε το μήκος κύματος και έπειτα την ταχύτητα του ήχου στον αέρα.
Εικόνα 2: Οι δύο θέσεις του εμβόλου όπου παρατηρείται μέγιστος ήχος.
Στην εικόνα 2 βλέπουμε 2 τέτοιες διαδοχικές θέσεις του εμβόλου και τις αποστάσεις L1 και L2 που μπορούμε να μετρήσουμε με τον ενσωματωμένο χάρακα.
Αν αφαιρέσουμε το L2 από το L1 θα βρούμε το λ/2. Έπειτα από την εξίσωση υ=λ f μπορούμε να βρούμε την ταχύτητα του ήχου.
Εικονικό εργαστήριο στην A.A.T. - Υπολογισμός σταθεράς ελατηρίου Κ
Σε αυτό το εικονικό εργαστήριο γίνεται μια προσπάθεια το εργαστήριο να γίνει στην οθόνη του υπολογιστή χωρίς φύλλο εργασίας.
Ο μαθητής πρέπει να κάνει τα εξής:
Α. Πειραματικό μέρος
- επιλέγει την ομάδα του (από 1 έως 25), είτε θα είναι μόνος του είτε με έναν άλλο συμμαθητή του.
- αρχικά τοποθετεί τη μάζα των 50g στο ελατήριο (το οποίο θα απομακρυνθεί σε μια θέση ισορροπίας)
- απομακρύνει το σώμα από τη Θ.Ι. ώστε και να αρχίσει η ταλάντωση
- μετράει με το χρονόμετρο το χρόνο που διαρκεί μία ταλάντωση
- γράφει τις τιμές της μάζας και της περιόδου Τ από όπου το πρόγραμμα θα υπολογίσει το Τ2
- επαναλαμβάνει το ίδιο για τις υπόλοιπες τέσσερις μάζες
Β. Γραφική παράσταση
- τοποθετεί τα ζευγάρια τιμών m - Τ2 στο διάγραμμα
- εμφανίζει την ευθεία και την ρυθμίζει ώστε να περνάει πάνω ή ανάμεσα από τα σημεία
- εμφανίζει το τρίγωνο κλίσης της ευθείας, μετράει τις κάθετες πλευρές του και τις τοποθετεί στο πρόγραμμα το οποίο υπολογίζει την κλίση της ευθείας.
- Επειδή αυτή η κλίση είναι και το μέγεθος 4π2/Κ , υπολογίζει το Κ και το γράφει πάνω στη προσομοίωση.
- παίρνει ένα αντίγραφο οθόνης (με Print Screen και επικόλληση στη ζωγραφική) και το στέλνει στον καθηγητή.
Η προσομοίωση του εργαστηρίου: Εικονικό εργαστήριο στην Α.Α.Τ - Υπολογισμός σταθεράς ελατηρίου Κ.
(οι τιμές του Κ που θα υπολογίσουμε θα είναι διαφορετική για κάθε ομάδα και έχει ένα εύρος από 0,4 έως 0,7 Ν/m)