Clopotele lui Galilei: sună în ritm

Un joc educativ de simulare. Așază clopotele de-a lungul unui plan înclinat astfel încât o bilă lăsată din repaus să le sune în ritm regulat.

Mișcare uniform acceleratăDistanța și pătratul timpului

PLAN ÎNCLINAT ȘI RITM

Un plan lin

Gata
Activează JavaScript ca să dai drumul bilei. Instrucțiunile și exemplul rezolvat rămân lizibile.
Sunet de clopotBătaieViteza vAccelerația aInterval între clopote
Din repausx = ½·a·t²

Timp

0.00 s

t

Poziție

0.00 m

x = ½·a·t²

Viteză

0.00 m/s

v = a·t

Accelerație

— m/s²

a

Clopote sunate

0 / 4

Δtₖ = tₖ − tₖ₋₁

Așază clopotele înainte să dai drumul bilei

Scrie o distanță pentru fiecare clopot sau accelerația la ținta 4. Bila pornește din repaus și accelerează pe toată coborârea.

Pune planul înclinat în ritm.

Scorul misiunii—

O probă cu fiecare sunet în limita a 0,05 s față de bătaia lui valorează 100 de puncte. Dacă reușești la prima probă primești încă 50.

✓ Ritm regulat① Din prima

Cum se joacă Clopotele lui Galilei

  1. Alege un plan înclinat. Citește accelerația a, bătaia Δt și lungimea planului L.
  2. Calculează unde se află bila la t = Δt, 2Δt, 3Δt și 4Δt, folosind x = ½·a·t².
  3. Scrie aceste distanțe pentru clopotele de la 1 la 4. La ținta 4 clopotele sunt fixe, deci află în schimb a.
  4. Apasă Pornește și ascultă. Compară fiecare sunet cu bătaia de pe banda ritmului, apoi citește intervalele dintre clopote.

Distanța din repaus crește cu pătratul timpului

Pornind din repaus cu o accelerație constantă, viteza crește proporțional cu timpul, v = a·t, iar distanța crește cu pătratul timpului, x = ½·a·t². În 2 s bila ajunge de 4 ori mai departe decât în 1 s; în 3 s, de 9 ori. Deci distanțele parcurse în intervale egale succesive cresc ca numerele impare 1, 3, 5, 7. Galilei a descoperit această regulă a numerelor impare cronometrând bile care se rostogoleau pe plane înclinate lungi; o reconstituire cunoscută a experimentului său folosește clopoței sau clape așezate în ritm regulat.

Un model de învățare țintit

Bila este tratată ca un punct care pornește din repaus și păstrează o singură accelerație constantă de-a lungul planului. Rostogolirea și frecarea sunt incluse în acea unică valoare a lui a. Pentru claritate, planul este desenat cu o înclinare fixă mai abruptă, în timp ce distanțele de-a lungul planului sunt la scară. Fiecare sunet este calculat exact la t = √(2d ÷ a), iar proba se desfășoară în timp real.

Schimbând limba îți păstrezi planul, clopotele, încercările și proba.