Tento Java aplet ukazuje závislosť okamžitej výchylky, rýchlosti, zrýchlenia, sily a energie pri osciláciách (kmitaniach) pružinového oscilátora (vplyv trenia neuvažujeme).

Tlačidlo "Reset" nastaví oscilátor do počiatočnej polohy. Druhým tlačidlom môžete simuláciu spustiť poprípade pozastaviť. Ak zvolíte voľbu Spomalene, pohyb sa 10-krát spomalí. V určitých hraniciach môžete meniť tuhosť pružiny, veľkosť gravitačného zrýchlenia, hmotnosť závažia a amplitúdu oscilácie (nezabudnite po zadaní stisnúť Enter). Ďalej je možné pomocou prepínačov voliť zobrazovanie piatich základných fyzikálnych veličín.

Prosím počkajte na celkové načítanie apletu.

1. úloha: Pozorujte pohyb pružinového oscilátora. 

Nastavte nasledovné počiatočné parametre: Tuhosť pružiny: k = 20 N/m,  Hmotnosť: m = 2 kg, Amplitúda: A = 0,1 m a stlačte zobrazovanie výchylky: Výchylka a potom pri rovnakých počiatočných podmienkach zobrazovanie sily: Sila. Aplet spustíte pomocou tlačidla Start a zastavíte tlačidlom Pauza. Aplet môžete pozorovať aj pomalšie pri začiarknutej voľbe: Spomalene. 

Aký má smer výchylka vzhľadom na smer pohybu oscilátora? Aká je jej veľkosť, mení sa počas pohybu? Aký smer má vektor sily vzhľadom na smer pohybu oscilátora? Zostáva veľkosť sily počas pohybu rovnaká? Od čoho závisí jej veľkosť?

2. úloha: Pozorujte rýchlosť pružinového oscilátora. 

Nastavte nasledovné počiatočné parametre: Tuhosť pružiny: k = 20 N/m,  Hmotnosť: m = 2 kg, Amplitúda: A = 0,1 m a stlačte zobrazovanie rýchlosti: Rýchlosť. Aplet spustíte pomocou tlačidla Start a zastavíte tlačidlom Pauza. Aplet môžete pozorovať aj pomalšie pri začiarknutej voľbe: Spomalene. 

Aký má smer vektor rýchlosti vzhľadom na smer pohybu oscilátora? Aká je jeho veľkosť, mení sa počas pohybu? 
Pozorujte pohyb oscilátora a súčasne grafickú závislosť rýchlosti od času. V ktorom bode (rovnovážna poloha, maximálna výchylka, medzi rovnovážnom polohou a maximálnou výchylkou) bude rýchlosť oscilátora maximálna (minimálna)? Aká je ampltúda rýchlosti  a čo vyjadruje?

3. úloha: Pozorujte zrýclenie pružinového oscilátora. 

Nastavte nasledovné počiatočné parametre: Tuhosť pružiny: k = 20 N/m,  Hmotnosť: m = 2 kg, Amplitúda: A = 0,1 m a stlačte zobrazovanie zrýchlenia: Zrýchlenie. Aplet spustíte pomocou tlačidla Start a zastavíte tlačidlom Pauza. Aplet môžete pozorovať aj pomalšie pri začiarknutej voľbe: Spomalene. 

Aký má smer vektor zrýchlenia vzhľadom na smer pohybu oscilátora? Aká je jeho veľkosť, mení sa počas pohybu? 
Pozorujte pohyb oscilátora a súčasne grafickú závislosť zrýchlenia od času. V ktorom bode (rovnovážna poloha, maximálna výchylka, medzi rovnovážnom polohou a maximálnou výchylkou) bude zrýchlenie oscilátora maximálne (minimálne)? Aká je ampltúda zrýchlenia a čo vyjadruje?

4. úloha: Pozorujte kinetickú a potenciálnu energiu oscilátora.

Najprv stlačte Reset. Nastavte nasledujúce počiatočné podmienky: 
Tuhosť pružiny: k = 20 N/m,  Hmotnosť: m = 2 kg, Amplitúda: A = 0,1 m a stlačte zobrazovanie energie: Energia. Simuláciu spustíte tlačidlom Start. Pozorujte hodnoty kinetickej a potenciálnej energie a celkovej počas pohybu. Aplet môžete pozorovať aj pomalšie pri začiarknutej voľbe: Spomalene. 

V ktorom bode (rovnovážna poloha, maximálna výchylka, medzi rovnovážnom polohou a maximálnou výchylkou) bude kinetická energia oscilátora maximálna (minimálna)? V ktorom bode (rovnovážna poloha, maximálna výchylka, medzi rovnovážnom polohou a maximálnou výchylkou) bude potenciálna energia oscilátora maximálna (minimálna)?

5. úloha: Overte pomocou apletu zákon zachovania mechanickej energie.

Najprv stlačte Reset. Nastavte nasledujúce počiatočné podmienky: 
Tuhosť pružiny: k = 20 N/m,  Hmotnosť: m = 2 kg, Amplitúda: A = 0,1 m a stlačte zobrazovanie energie: Energia. Simuláciu spustíte tlačidlom Start. Pozorujte hodnoty kinetickej, potenciálnej energie a celkovej mechanickej energie počas pohybu. Aplet môžete pozorovať aj pomalšie pri začiarknutej voľbe: Spomalene. 

Potom spusťte aplet ešte raz a zistite, v ktorej polohe (výchylke) počas pohybu má oscilátor len kinetickú energiu (obdĺžnik znázorňujúci energiu je celý ružový), len potenciálnu energiu (obdĺžnik znázorňujúci energiu je celý červený) a v ktorej polohe oscilátora je kinetická a potenciálna energia rovnaká? Aký je súčet potenciálnej a kinetickej energie v týchto bodoch? Aký je súčet potenciálnej a kinetickej energie počas celého pohybu oscilátora? Pohyb môžete zastaviť v ktoromkoľvek bode pomocou tlačidla Pauza a opäť spustiť Pokračovať.  

URL: http://www.walter-fendt.de/ph14cz/n2law_cz.htm
© Walter Fendt, December 23, 1997
© Preklad do slovenčiny a vytvorenie nového textu: Zuzana Gibová 
Last modification: november 5, 2012