Emne · 10 spil

Svingninger: harmonisk svingning og resonans

Et pendul eller en masse i en fjeder svinger frem og tilbage i sin egen jævne takt, uanset hvor stort udslaget er. Energien går mellem bevægelse og lager, og skub i takt bygger en stor bevægelse op: T = 2π·√(L ÷ g), T = 2π·√(m ÷ k), E = ½·k·A².

Spil i dette emne

10 spil

SPIL NU · 55

Metronomstudie: hold takten

Perioden er tiden for ét slag; frekvensen er, hvor mange slag der er i et sekund. Omregn tempoer til perioder og hertz til slag i minuttet, tæl slag, og find hvornår to metronomer falder sammen.

PeriodeFrekvens
Spil Metronomstudie
Frekvens
f = 1 ÷ T
Tempo
tempo = 60·f

SPIL NU · 56

Havnebøje: hvor stort er udsvinget?

Amplitude er, hvor langt en svingning når ud fra midten, ikke fra top til bund. Aflæs den på en pæl i havnen, se perioden være den samme i større dønninger, og find strækninger, farter og energier.

AmplitudeHarmonisk svingning
Spil Havnebøje
Amplitude
A = (y_max − y_min) ÷ 2
Topfart
v_max = 2π·A ÷ T

SPIL NU · 57

Seismograf: aflæs rystelsen

En seismograf gør rystelser til en bølget linje. Aflæs perioden ud fra afstanden mellem toppene og papirfarten, frekvensen ud fra perioden og jordens bittesmå amplitude ud fra den forstørrede kurve.

Periode og frekvensAmplitude
Spil Seismograf
Periode
T = d ÷ u
Amplitude
x = a ÷ M

SPIL NU · 58

Pendulur: hold takten

Svingningstiden for et pendul afhænger kun af længden og af g: T = 2π·√(L ÷ g). Byg et sekundpendul, tag tid på et kort pendul, fordobl en svingningstid, sving et pendul på Månen, og prøv et tungere lod.

Harmonisk svingningPendul
Spil Pendulur
Svingningstid
T = 2π·√(L ÷ g)
Sekundpendul
L = g·(T ÷ 2π)²

SPIL NU · 61

Fjederpendul: stræk, fjedr, gentag

En fjeder trækker tilbage med k·x, og et lod i den svinger med T = 2π·√(m ÷ k). Find et stræk, en svingningstid, en fjeder, en topfart og en svingningstid ud fra strækket alene.

Harmonisk svingningHookes lov
Spil Fjederpendul
Hookes lov
F = k·x
Svingningstid
T = 2π·√(m ÷ k)

SPIL NU · 62

Fjederværksted: side om side eller efter hinanden?

Fjedre side om side deler belastningen og bliver stivere; efter hinanden bærer hver fjeder det hele, og de bliver blødere. Forudsig forlængelser, fjederkonstanten for en halv fjeder og et blandet par, og en svingning.

Hookes lovKombinerede fjedre
Spil Fjederværksted
Side om side
k = k₁ + k₂
Efter hinanden
1/k = 1/k₁ + 1/k₂

SPIL NU · 63

Fjederkatapult: tryk, gem, slip

En sammentrykket fjeder gemmer ½·k·x² og giver den videre, når den slippes. Skyd en kugle og en raket af, sigt mod en platform, se hvad dobbelt sammentrykning gør, og stop en vogn med en fjeder.

FjederenergiEnergibevarelse
Spil Fjederkatapult
Gemt energi
E = ½·k·x²
Affyring
v = x·√(k ÷ m)

Andre emner

Alle emner