محاكي الكتلة والنابض
المعادلات في هذه المحاكاة
| m | الكتلة m (kg) | الكتلة في طرف النابض | |
|---|---|---|---|
| k | ثابت النابض k (الصلابة)، N/m | مدى صلابة النابض | |
| T | الدورة | ذهاب وإياب كامل؛ ولا يظهر التمدد فيه |
بالقيم الحالية:
| x₀ | الإزاحة الابتدائية x₀ (التمدد)، m | مدى سحب النابض عن طوله في السكون قبل الإفلات؛ أي السعة | |
|---|---|---|---|
| x | الإزاحة (البعد عن موضع السكون، تتغير مع الزمن) | موجبة عند التمدد، وسالبة عند الانضغاط | |
| v | سرعة الكتلة | مدى سرعة تغير x | |
| c | معامل التخامد c (التخامد) | قوة السحب هي −c × v؛ وعند 0 لا يتلاشى التذبذب أبدًا | |
| F | القوة على الكتلة | قانون هوك زائد السحب |
بالقيم الحالية:
| E | الطاقة في البداية | كلها طاقة وضع لحظة الإفلات؛ وبعدها ½kx² + ½mv² |
|---|
بالقيم الحالية:
كيف تستخدم محاكي الكتلة والنابض
- اضبط الكتلة وثابت النابض ومقدار سحب الكتلة، وشاهد كيف تتذبذب.
- قارن الدور المقيس بـ T = 2π√(m ÷ k). لاحظ أن مقدار السحب لا يغيّره: هذا ما يجعل الحركة توافقية بسيطة.
- أضف التخامد لترى كيف تتناقص السعة بينما لا يكاد الدور يتغير.
الأسئلة الشائعة
ما قانون هوك؟
قوة الإرجاع في النابض تتناسب مع مقدار استطالته: F = −kx. والثابت k، بالنيوتن لكل متر، هو صلابة النابض.
لماذا تتذبذب الكتلة الأكبر أبطأ؟
الدور T = 2π√(m ÷ k): أربعة أضعاف الكتلة تعطي ضعف الدور، وأربعة أضعاف الصلابة تعطي نصفه. وعلى خلاف البندول، لا تظهر الجاذبية في الصيغة.
أين تذهب الطاقة؟
تنتقل ذهابًا وإيابًا بين الطاقة الحركية ½mv² في المركز وطاقة الوضع ½kx² عند الطرفين؛ ويبقى المجموع ثابتًا دون تخامد. والتخامد يحوّلها إلى حرارة، ورقم الطاقة المتبقية يبين كم بقي منها.
تقول إن WebGL معطّل.
يحتاج العرض ثلاثي الأبعاد إلى WebGL، وهو موجود في كل المتصفحات الحالية. قد يكون معطّلًا إن كان تسريع العتاد مطفأً في إعدادات المتصفح، أو بسبب برنامج تشغيل رسومي قديم جدًا. فعّل تسريع العتاد أو جرّب متصفحًا آخر.
هل يُرفع أي شيء؟
لا. يرسم متصفحك نفسه المحاكاة بـ WebGL؛ لا يُرسل شيء إلى أي مكان، وتستمر في العمل دون اتصال بعد تحميل الصفحة.