Atelierul resorturilor: alăturate sau în șir?

Un joc educativ de simulare. Atârnă sarcini de resorturi alăturate, în șir sau tăiate pe jumătate, prezice alungirea sau constanta elastică, apoi privește sarcina așezându-se lângă o riglă.

Legea lui HookeResorturi combinate

ATELIERUL RESORTURILOR

Alăturate

Gata
Activează JavaScript ca să atârni sarcinile. Instrucțiunile și exemplul rezolvat rămân lizibile.
Alungirea în timpResorturi și sarcinăPredicția taPoziția de repaus sau resortul întreg
Resorturi combinatek = k₁ + k₂

Timp

0.00 s

t

Alungire

— cm

x

Forța resortului

— N

F = k·x

Constanta combinată

— N/m

k

Perioada oscilației

— s

T = 2π·√(m ÷ k)

Prezice înainte să pornești

Scrie predicția ta ca să pregătești totul. Pornește rămâne dezactivat până există un răspuns.

Prezice alungirea și rigiditatea.

Scorul misiunii—

Fiecare răspuns trebuie să fie în limita a 2%: fiecare aduce 100 de puncte. Dacă îl nimerești la prima probă primești încă 50. O probă contează imediat ce începe.

✓ Răspuns corect① Din prima

Cum se joacă Atelierul resorturilor

  1. Alege o probă și citește resorturile și sarcina de pe fișă.
  2. Decide cum își împart resorturile sarcina: alăturate o împart, în șir fiecare o poartă toată.
  3. Scrie predicția ta și apasă Pornește. Sarcina este coborâtă ușor lângă o riglă.
  4. Compară unde se așază cu linia ta portocalie sau oscilația cu perioada ta.

Cum se combină resorturile?

Un resort se alungește proporțional cu forța care îl trage, F = k·x, iar constanta elastică k spune câți newtoni îl alungesc cu un metru. Când două resorturi sunt alăturate și țin împreună o sarcină, se alungesc amândouă la fel și își împart forța, deci perechea este mai rigidă: k = k₁ + k₂. Când sunt în șir, fiecare resort poartă toată sarcina, amândouă se alungesc, iar alungirile se adună, deci perechea este mai moale: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂, iar două resorturi egale fac unul de două ori mai puțin rigid. Tăierea unui resort funcționează invers: fiecare bucată are mai puține spire pe care să-și distribuie alungirea, deci un resort pe jumătate este de două ori mai rigid. Cele patru arcuri ale unei mașini își împart greutatea alăturate, o saltea folosește sute de arcuri alăturate, iar un lanț lung de resorturi este moale și elastic. Constanta elastică fixează și cât de repede oscilează o masă: T = 2π·√(m ÷ k).

Un model de învățare țintit

Resorturile sunt ideale: fără masă, cu alungire proporțională cu forța și fără frecare. Fiecare resort este desenat cu 18 cm lungime înainte să se alungească, iar sarcina este coborâtă ușor în 2 s până unde resorturile îi țin greutatea. Pentru oscilație, masa pornește de la 3 cm sub repaus și oscilează timp de 2 s. Alungirile sunt la scară pe riglă. Răspunsurile în limita a 2% sunt corecte. g = 9,8 m/s².

Schimbând limba îți păstrezi proba, predicția, încercările și desfășurarea.