Köyden kireys: kuinka nopeasti aalto kulkee köydessä

Opettavainen simulaatiopeli. Ennusta, kuinka nopeasti pulssi kulkee kireää köyttä pitkin, mitä tapahtuu nelinkertaisella kiristyksellä tai neljä kertaa painavammalla köydellä, mikä kiristys nopeus vaatii ja kauanko pulssi on matkalla. Katso sitten hidastettuna.

Aallon nopeusKöydet

KÖYDEN KIREYS

Pulssin nopeus

Valmis
Ota JavaScript käyttöön, niin voit lähettää pulsseja köyttä pitkin. Ohjeet ja laskuesimerkki ovat yhä luettavissa.
Köysi ja pulssiKöysi ennen muutostaEnnusteesiViivain ja punnus
Aallotv = √(F ÷ μ)

Aika

0.00 ms

t

Kiristys

— N

F

Massa metriä kohti

— kg/m

μ

Pulssin nopeus

— m/s

v

Pulssin paikka

— m

x

Ennusta ennen kuin aloitat

Kirjoita ennusteesi, niin kaikki valmistellaan. Aloita on pois käytöstä, kunnes vastaus on annettu.

Ennusta, kuinka nopeasti pulssi kulkee.

Tehtävän pisteet—

Jokaisen vastauksen on oltava 2 %:n tarkkuudella oikein: kukin tuo 100 pistettä. Oikein ensimmäisellä ajolla tuo 50 lisää. Ajo lasketaan heti, kun se alkaa.

✓ Oikea vastaus① Ensimmäisellä yrityksellä

Näin pelaat Köyden kireyttä

  1. Valitse koe ja lue kortista kiristys, massa metriä kohti tai muutos.
  2. Käytä kaavoja v = √(F ÷ μ), F = μ·v², μ = m ÷ L ja t = L ÷ v.
  3. Kirjoita ennusteesi ja paina Aloita. Pulssi kulkee hidastettuna.
  4. Vertaa oranssia pistettä ja katkoviivaa siniseen pulssiin ja sen viivaan oikealla.

Mikä määrää aallon nopeuden köydessä

Nykäise kireää köyttä, niin pulssi kulkee sitä pitkin. Käsi päättää vain pulssin muodon ja koon; sen nopeuden määrää köysi. Kiristys vetää jokaisen köyden palan takaisin linjaan, joten suurempi kiristys tarkoittaa nopeampaa paluuta ja nopeampaa aaltoa. Massa tekee jokaisesta palasta hitaan reagoimaan, joten painavampi köysi antaa hitaamman aallon. Yhdessä ne antavat v = √(F ÷ μ), kun kiristys F on newtoneina ja massa metriä kohti μ kilogrammoina metriä kohti. Neliöjuuren takia nelinkertainen kiristys vain kaksinkertaistaa nopeuden, ja neljä kertaa painavampi köysi vain puolittaa sen. Näin kielisoittimet viritetään: kireämmässä kielessä aallot kulkevat nopeammin ja ääni nousee, ja matalat kielet ovat paksuja ja painavia, jotta niiden aallot ovat hitaita. Sama sääntö kertoo insinööreille, kuinka nopeasti värähtelyt kulkevat kaapeleissa ja voimalinjoissa.

Rajattu oppimismalli

Köysi on ihanteellinen: täysin taipuisa, joka kohdassa samanlainen ja kitkaton, ja pulssi säilyttää muotonsa. Pulssi on piirretty paljon todellista korkeammaksi. Punnus pitää kiristyksen vakiona. Aika kulkee näytetyn kertoimen verran todellista hitaammin, joten kukin ajo kestää 3 s; kello näyttää todellisen ajan millisekunteina. Ajo päättyy, kun pulssin keskikohta saavuttaa väkipyörän. Vastaukset 2 %:n tarkkuudella ovat oikein.

Kielen vaihtaminen säilyttää kokeen, ennusteen, yritykset ja ajon.