11_2.6.1
Исследование физических моделей
Рассмотрим процесс построения и исследования модели на примере модели математического маятника, которая является идеализацией физического маятника.
Качественная описательная модель. Можно сформулировать следующие основные предположения:
- •подвешенное тело значительно меньше по размеру длины нити, на которой оно подвешено;
- •нить тонкая и нерастяжимая, масса которой пренебрежимо мала по сравнению с массой тела;
- •угол отклонения тела мал (значительно меньше 90°);
- •вязкое трение отсутствует (маятник колеблется в вакууме).
Формальная модель.
Для формализации модели используем известные из курса физики формулы. Период Т колебаний математического маятника равен:
Интерактивная компьютерная модель. Модель демонстрирует свободные колебания математического маятника. В полях можно изменять длину нити , угол начального отклонения маятника, коэффициент вязкого трения .
Модель Математический маятник
Запуск интерактивной модели математического маятника производится щелчком по кнопке Старт.
С помощью анимации показывается движение тела и действующие силы, строятся графики зависимости от времени угловой координаты или скорости, диаграммы потенциальной и кинетической энергий (рис. ).
Это можно увидеть при свободных колебаниях, а также при затухающих колебаниях при наличии вязкого трения.
Обратите внимание, что колебания математического маятника являются гармоническими только при достаточно малых амплитудах.