أجراس غاليليو: اقرع على الإيقاع

لعبة محاكاة تعليمية. ضع أجراسًا على منحدر لتقرعها كرة تنطلق من السكون على إيقاع ثابت.

التسارع المنتظمالمسافة ومربع الزمن

المنحدر والإيقاع

منحدر لطيف

جاهز
فعّل ⁦JavaScript⁩ لإطلاق الكرة. تبقى التعليمات والمثال المحلول متاحة للقراءة.
قرعة الجرسالنبضةالسرعة المتجهة ⁦v⁩التسارع ⁦a⁩الفجوة بين الأجراس
من السكونx = ½·a·t²

الزمن

0.00 s

t

الموضع

0.00 m

x = ½·a·t²

السرعة المتجهة

0.00 m/s

v = a·t

التسارع

— m/s²

a

الأجراس المقروعة

0 / 4

Δtₖ = tₖ − tₖ₋₁

ضع الأجراس قبل أن تطلق الكرة

اكتب مسافة لكل جرس، أو التسارع في الهدف ⁦4⁩. تبدأ الكرة من السكون وتزداد سرعتها طوال النزول.

اجعل المنحدر يضبط الإيقاع.

نتيجة المهمة—

تشغيل تقع فيه كل قرعة ضمن ⁦0.05 s⁩ من نبضتها يربح ⁦100⁩ نقطة. وتحقيق ذلك من التشغيل الأول يضيف ⁦50⁩.

✓ إيقاع ثابت① من المحاولة الأولى

كيف تلعب أجراس غاليليو

  1. اختر منحدرًا. اقرأ التسارع ⁦a⁩ والنبضة ⁦Δt⁩ وطول المنحدر ⁦L⁩.
  2. احسب أين تكون الكرة عند ⁦t = Δt⁩ و⁦2Δt⁩ و⁦3Δt⁩ و⁦4Δt⁩ باستخدام ⁦x = ½·a·t²⁩.
  3. اكتب تلك المسافات للأجراس من ⁦1⁩ إلى ⁦4⁩. في الهدف ⁦4⁩ تكون الأجراس مثبتة، فجِد ⁦a⁩ بدلًا من ذلك.
  4. اضغط تشغيل واستمع. قارن كل قرعة بالنبضة على شريط الإيقاع، ثم اقرأ الفجوات بين الأجراس.

المسافة من السكون تزداد مع مربع الزمن

عند الانطلاق من السكون بتسارع ثابت، تزداد السرعة المتجهة بالتناسب مع الزمن، ⁦v = a·t⁩، وتزداد المسافة مع مربع الزمن، ⁦x = ½·a·t²⁩. في ⁦2 s⁩ تقطع الكرة ⁦4⁩ أضعاف ما تقطعه في ⁦1 s⁩، وفي ⁦3 s⁩ تقطع ⁦9⁩ أضعافه. لذا تكبر المسافات المقطوعة في فترات متساوية متتالية كالأعداد الفردية ⁦1⁩ و⁦3⁩ و⁦5⁩ و⁦7⁩. اكتشف غاليليو قاعدة الأعداد الفردية هذه بقياس أزمنة كرات تتدحرج على مستويات مائلة طويلة، وتستخدم إعادة بناء معروفة لتجربته أجراسًا أو حواجز مضبوطة على إيقاع ثابت.

نموذج تعليمي مركّز

تُعامل الكرة كنقطة تبدأ من السكون وتحافظ على تسارع ثابت واحد على امتداد المنحدر. التدحرج والاحتكاك مدمجان في هذه القيمة الواحدة لـ ⁦a⁩. يُرسم المنحدر بزاوية ثابتة أشد ميلًا للوضوح، بينما المسافات على امتداده بمقياس صحيح. تُحسب كل قرعة بدقة عند ⁦t = √(2d ÷ a)⁩، ويجري التشغيل في الزمن الحقيقي.

تغيير اللغة يحتفظ بمنحدرك وأجراسك ومحاولاتك وتشغيلك.