Galileis klockor: ring i takt

Ett pedagogiskt simuleringsspel. Placera klockor längs en ramp så att en kula som släpps från vila ringer i dem i jämn takt.

Likformig accelerationSträcka och tid i kvadrat

RAMP OCH RYTM

En svag lutning

Redo
Aktivera JavaScript för att släppa kulan. Instruktionerna och det lösta exemplet går fortfarande att läsa.
KlockslagTaktHastighet vAcceleration aAvstånd mellan klockor
Från vilax = ½·a·t²

Tid

0.00 s

t

Position

0.00 m

x = ½·a·t²

Hastighet

0.00 m/s

v = a·t

Acceleration

— m/s²

a

Klockor som ringt

0 / 4

Δtₖ = tₖ − tₖ₋₁

Placera klockorna innan du släpper kulan

Skriv ett avstånd för varje klocka, eller accelerationen i mål 4. Kulan startar från vila och blir snabbare hela vägen ner.

Få rampen att hålla takten.

Uppdragspoäng—

En körning där varje klockslag kommer inom 0,05 s från sitt taktslag ger 100 poäng. Att klara det på första körningen ger 50 till.

✓ Jämn takt① Första försöket

Så spelar du Galileis klockor

  1. Välj en ramp. Läs av accelerationen a, takten Δt och rampens längd L.
  2. Räkna ut var kulan är vid t = Δt, 2Δt, 3Δt och 4Δt med x = ½·a·t².
  3. Skriv de avstånden för klocka 1 till 4. I mål 4 sitter klockorna fast, så räkna i stället ut a.
  4. Tryck på Start och lyssna. Jämför varje klockslag med takten på rytmremsan och läs sedan av avstånden mellan klockorna.

Sträckan från vila växer med tiden i kvadrat

Med start från vila och konstant acceleration växer hastigheten i proportion mot tiden, v = a·t, och sträckan växer med tiden i kvadrat, x = ½·a·t². På 2 s kommer kulan 4 gånger så långt som på 1 s; på 3 s 9 gånger så långt. Därför växer sträckorna under lika långa tidsintervall i följd som de udda talen 1, 3, 5, 7. Galilei fann den här regeln om udda tal genom att ta tid på kulor som rullade nerför långa lutande plan; en välkänd rekonstruktion av hans experiment använder klockor eller band placerade i jämn takt.

En avgränsad inlärningsmodell

Kulan behandlas som en punkt som startar från vila och har en enda konstant acceleration längs rampen. Rullning och friktion ingår i det enda värdet på a. Rampen ritas med en fast, brantare vinkel för tydlighetens skull, medan avstånden längs den är skalenliga. Varje klockslag räknas fram exakt vid t = √(2d ÷ a), och körningen spelas i realtid.

Om du byter språk behålls rampen, klockorna, antalet försök och körningen.