Galilein kellot: soita tahdissa

Opetuksellinen simulaatiopeli. Aseta kelloja rampin varrelle niin, että levosta päästetty kuula soittaa ne tasaisessa tahdissa.

Tasainen kiihtyvyysMatka ja ajan neliö

RAMPPI JA RYTMI

Loiva ramppi

Valmis
Ota JavaScript käyttöön, jotta voit päästää kuulan liikkeelle. Ohjeet ja esimerkki ovat edelleen luettavissa.
Kellon lyöntiTahtiNopeus vKiihtyvyys aKellojen väli
Levostax = ½·a·t²

Aika

0.00 s

t

Paikka

0.00 m

x = ½·a·t²

Nopeus

0.00 m/s

v = a·t

Kiihtyvyys

— m/s²

a

Soineet kellot

0 / 4

Δtₖ = tₖ − tₖ₋₁

Aseta kellot ennen kuin päästät kuulan

Kirjoita jokaiselle kellolle etäisyys tai rampilla 4 kiihtyvyys. Kuula lähtee levosta ja kiihtyy koko matkan alas.

Saa ramppi pysymään tahdissa.

Tehtävän pisteet—

Yritys, jossa jokainen lyönti osuu enintään 0,05 s päähän tahdistaan, tuo 100 pistettä. Onnistuminen ensimmäisellä yrityksellä tuo 50 lisää.

✓ Tasainen tahti① Ensimmäisellä yrityksellä

Näin pelaat Galilein kelloja

  1. Valitse ramppi. Lue kiihtyvyys a, tahti Δt ja rampin pituus L.
  2. Laske kaavalla x = ½·a·t², missä kuula on hetkillä t = Δt, 2Δt, 3Δt ja 4Δt.
  3. Kirjoita nämä etäisyydet kelloille 1–4. Rampilla 4 kellot ovat paikallaan, joten selvitä a.
  4. Paina Aloita ja kuuntele. Vertaa jokaista lyöntiä rytminauhan tahtiin ja lue sitten kellojen välit.

Levosta lähdettäessä matka kasvaa ajan neliön mukaan

Kun kappale lähtee levosta ja kiihtyvyys on vakio, nopeus kasvaa suoraan verrannollisena aikaan, v = a·t, ja matka ajan neliön mukaan, x = ½·a·t². Kahdessa sekunnissa kuula kulkee 4 kertaa niin pitkälle kuin yhdessä sekunnissa, kolmessa sekunnissa 9 kertaa niin pitkälle. Siksi peräkkäisinä yhtä pitkinä aikaväleinä kuljetut matkat kasvavat parittomien lukujen 1, 3, 5, 7 tapaan. Galilei löysi tämän parittomien lukujen säännön ajoittamalla pitkiä kaltevia tasoja alas vieriviä kuulia; tunnetussa rekonstruktiossa hänen kokeestaan käytetään tasaiseen tahtiin asetettuja kelloja tai nauhoja.

Rajattu oppimismalli

Kuulaa käsitellään pisteenä, joka lähtee levosta ja jolla on koko rampin matkalla yksi vakiokiihtyvyys. Vieriminen ja kitka sisältyvät tähän yhteen a:n arvoon. Ramppi piirretään selkeyden vuoksi kiinteään, jyrkempään kulmaan, mutta etäisyydet rampin suuntaan ovat mittakaavassa. Jokainen lyönti lasketaan tarkasti hetkellä t = √(2d ÷ a), ja yritys toistetaan reaaliajassa.

Kielen vaihtaminen säilyttää rampin, kellot, yritykset ja ajon.