Rebspændingslab: hvor hurtigt en bølge løber på et reb

Et lærerigt simulationsspil. Forudsig, hvor hurtigt en puls løber langs et stramt reb, hvad der sker med fire gange så stor snorkraft eller et reb, der er fire gange tungere, hvilken snorkraft en fart kræver, og hvor længe en puls er undervejs. Se det så i slowmotion.

BølgefartReb

REBSPÆNDINGSLAB

Farten af en puls

Klar
Slå JavaScript til for at sende pulser langs rebet. Vejledningen og regneeksemplet kan stadig læses.
Reb og pulsReb før ændringenDin forudsigelseLineal og lod
Bølgerv = √(F ÷ μ)

Tid

0.00 ms

t

Snorkraft

— N

F

Masse per meter

— kg/m

μ

Pulsens fart

— m/s

v

Pulsens position

— m

x

Forudsig, før du starter

Skriv din forudsigelse for at gøre klar. Start er slået fra, indtil der er et svar.

Forudsig, hvor hurtigt pulsen løber.

Missionspoint—

Hvert svar skal ramme inden for 2 %: hvert giver 100 point. Rigtigt i første kørsel giver 50 ekstra. En kørsel tæller, så snart den starter.

✓ Rigtigt svar① I første forsøg

Sådan spiller du Rebspændingslab

  1. Vælg en test, og læs snorkraften, massen per meter eller ændringen på kortet.
  2. Brug v = √(F ÷ μ), F = μ·v², μ = m ÷ L og t = L ÷ v.
  3. Skriv din forudsigelse, og tryk på Start. Pulsen løber i slowmotion.
  4. Sammenlign den orange prik og den stiplede linje med den blå puls og dens linje til højre.

Hvad der bestemmer farten af en bølge på et reb

Ryk i et stramt reb, så løber en puls langs det. Hånden bestemmer kun pulsens form og størrelse; hvor hurtigt den løber, bestemmer rebet. Snorkraften trækker hvert stykke reb tilbage på linje, så mere snorkraft giver et hurtigere tilbagetræk og en hurtigere bølge. Massen gør hvert stykke trægt, så et tungere reb giver en langsommere bølge. Sammen giver de v = √(F ÷ μ), med snorkraften F i newton og massen per meter μ i kilogram per meter. På grund af kvadratroden fordobler fire gange så stor snorkraft kun farten, og et reb, der er fire gange tungere, halverer den kun. Sådan stemmes strengeinstrumenter: en strammere streng har hurtigere bølger og en lysere tone, og de dybe strenge er tykke og tunge, så deres bølger er langsomme. Samme regel fortæller ingeniører, hvor hurtigt svingninger løber langs kabler og elledninger.

En afgrænset læringsmodel

Rebet er ideelt: helt bøjeligt, ens hele vejen og uden friktion, og pulsen bevarer sin form. Pulsen er tegnet meget højere, end den ville være. Loddet holder snorkraften fast. Tiden går langsommere end i virkeligheden med den viste faktor, så hver kørsel varer 3 s; uret viser den virkelige tid i millisekunder. En kørsel slutter, når midten af pulsen når trissen. Svar inden for 2 % er rigtige.

Når du skifter sprog, bevares forsøget, forudsigelsen, forsøgene og forløbet.