Galileis bjeller: ring i takt

Et pedagogisk simuleringsspill. Plasser bjeller langs en rampe slik at en kule som slippes fra ro, ringer dem i jevn takt.

Jevn akselerasjonStrekning og tid i andre

RAMPE OG RYTME

En slak rampe

Klar
Slå på JavaScript for å slippe kula. Instruksjonene og regneeksempelet er fortsatt lesbare.
BjelleringTaktHastighet vAkselerasjon aAvstand mellom bjeller
Fra rox = ½·a·t²

Tid

0.00 s

t

Posisjon

0.00 m

x = ½·a·t²

Hastighet

0.00 m/s

v = a·t

Akselerasjon

— m/s²

a

Bjeller som har ringt

0 / 4

Δtₖ = tₖ − tₖ₋₁

Plasser bjellene før du slipper kula

Skriv inn en avstand for hver bjelle, eller akselerasjonen på rampe 4. Kula starter fra ro og øker farten hele veien ned.

Få rampa til å holde takten.

Oppdragspoeng—

Et forsøk der hvert ring havner innenfor 0,05 s fra sitt slag, gir 100 poeng. Klarer du det på første forsøk, får du 50 til.

✓ Jevn takt① På første forsøk

Slik spiller du Galileis bjeller

  1. Velg en rampe. Les av akselerasjonen a, takten Δt og lengden på rampa L.
  2. Regn ut med x = ½·a·t² hvor kula er ved t = Δt, 2Δt, 3Δt og 4Δt.
  3. Skriv inn disse avstandene for bjelle 1 til 4. På rampe 4 står bjellene fast, så finn a i stedet.
  4. Trykk Start og lytt. Sammenlign hvert ring med takten på rytmestripa, og les deretter av avstandene mellom bjellene.

Fra ro vokser strekningen med kvadratet av tiden

Når noe starter fra ro med konstant akselerasjon, vokser hastigheten proporsjonalt med tiden, v = a·t, og strekningen med kvadratet av tiden, x = ½·a·t². På 2 s kommer kula 4 ganger så langt som på 1 s, på 3 s 9 ganger så langt. Derfor vokser strekningene i påfølgende like lange tidsintervaller som oddetallene 1, 3, 5, 7. Galilei fant denne oddetallsregelen ved å ta tiden på kuler som rullet ned lange skråplan; en kjent rekonstruksjon av forsøket hans bruker bjeller eller bånd stilt inn etter en jevn takt.

En avgrenset læringsmodell

Kula behandles som et punkt som starter fra ro og har én konstant akselerasjon langs hele rampa. Rulling og friksjon ligger i denne ene verdien av a. Rampa er tegnet med en fast, brattere vinkel for tydelighetens skyld, mens avstandene langs rampa er i målestokk. Hvert ring regnes ut nøyaktig ved t = √(2d ÷ a), og forsøket spilles av i sanntid.

Når du bytter språk, beholdes rampa, bjellene, forsøkene og turen.