Näin pelaat Jousipaja-peliä
- Valitse koe ja lue kortilta jouset ja kuorma.
- Päätä, miten jouset jakavat kuorman: rinnakkain ne jakavat sen, peräkkäin kumpikin kantaa sen kokonaan.
- Kirjoita ennusteesi ja paina Aloita. Kuorma lasketaan hitaasti alas viivoittimen viereen.
- Vertaa, mihin se asettuu, oranssiin viivaasi, tai värähtelyä jaksonaikaasi.
Miten jouset yhdistyvät?
Jousi venyy suhteessa siihen vaikuttavaan voimaan, F = k·x, ja jousivakio k kertoo, montako newtonia venyttää sitä metrin. Kun kaksi jousta roikkuu rinnakkain ja kannattelee yhdessä kuormaa, ne venyvät yhtä paljon ja jakavat voiman, joten pari on jäykempi: k = k₁ + k₂. Kun ne roikkuvat peräkkäin, kumpikin jousi kantaa koko kuorman, molemmat venyvät ja venymät lasketaan yhteen, joten pari on löysempi: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂, ja kaksi samanlaista jousta muodostaa yhden puolet löysemmän. Leikkaaminen toimii päinvastoin: jokaisessa palassa on vähemmän kierroksia jakamassa venymää, joten puolikas jousi on kaksi kertaa jäykempi. Auton neljä jousta jakaa sen painon rinnakkain, patjassa on satoja rinnakkaisia jousia, ja pitkä jousiketju on löysä ja joustava. Jousivakio määrää myös, kuinka nopeasti massa värähtelee: T = 2π·√(m ÷ k).
Rajattu oppimismalli
Jouset ovat ihanteellisia: massattomia, venymä on suoraan verrannollinen voimaan, eikä kitkaa ole. Jokainen jousi on piirretty venymättömänä 18 cm pitkäksi, ja kuorma lasketaan 2 sekunnissa hitaasti kohtaan, jossa jouset kannattelevat sen painon. Värähtelyssä massa lähtee 3 cm lepoaseman alapuolelta ja värähtelee 2 s. Venymät ovat viivoittimella mittakaavassa. Vastaus 2 %:n tarkkuudella on oikein. g = 9,8 m/s².