pružinový oscilátor a odpor

Aplety

Pružinový oscilátor a odpor prostredia 9/11

Tento aplet umožňuje pozorovať pohyb závažia zaveseného na pružine (oscilátore) a súčasne overiť platnosť zákona zachovania mechanickej energie a zákona zachovania energie. V aplete je možné meniť vstupne parametre: trenie, tuhosť pružiny, zobrazovania energie počas pohybu na vybranej pružine, čas, tiažové zrýchlenie. Okrem toho sa môže voliť hmotnosť závažia, poloha pravítka, zobrazenia stopiek a ktorá pružina bude vykonávať kmitavý pohyb. Pred spustením simulácie sa na zvolenú pružinu zavesí závažie a pomocou myši potiahnutím spustí simulácia. Simulácia sa dá zastaviť tlačidlom Pauza, spomaliť voľbou 1/4 času alebo 1/16 času. V skutočnom čase prebieha simulácia pri možnosti skutočný čas.

Prosím počkajte na celkové načítanie apletu (aplet sa zobrazí kliknutím na obrázok).

1. úloha:
Pomocou apletu (kliknite na obrázok) pozorujte, ktoré zložky energie prispievajú k celkovej energii pri pohybe závažia na pružine.

Zvoľte nasledovné počiatočné podmienky: g=0, zaškrtnite ponuku Zobraziť energiu oscilátora, zvoľte Trenie žiadne a Skutočný čas. Potom na prvú pružinu zaveste 100 g závažie pomocou myši a potiahnite pružinu do vzdialenosti cca 20 cm . Kmitanie môžete zastaviť pomocou Pauza a spomaliť voľbou 1/16 času.
Pozorujte energiu na grafe, aké zložky energie tvoria celkovú mechanickú energiu pružiny (oscilátora)?
Zastav pohyb pružiny v najnižšej polohe a keď prechádza rovnovážnou polohou (čiarkovanou osou), platí zákon zachovania mechanickej energie v týchto bodoch?

Poznámka: Simulácia úplne zastane, ak Trenie nastavíte na polovičnú hodnotu a počkáte, kým sa pohyb úplne nezastaví.

Potom zmeňte Trenie na strednú hodnotu a opäť to isté závažie vychýľte do tej istej vzdialenosti. Pozorujte energiu na grafe pri reálnom čase. Potom spuste aplet ešte raz pri čase 1/16 času, aké zložky energie tvoria celkovú energiu pružiny (oscilátora) na začiatku pohybu, počas pohybu a na konci pohybu? Platí zákon zachovania energie? Ktoré zložky energie oproti situácii bez trenia pribudli?