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Massas e Molas
Massas e Molas
Tópicos
Tópicos
Movimento Periódico
Lei de Hooke
Energia de Conservação
Leis de Newton
Medida
Vetores
Descrição
Descrição
Pendure massas nas molas e ajuste a constante e o amortecimento da mola. Transporte o laboratório para diferentes planetas ou diminua o tempo. Observe as forças e a energia no sistema em tempo real e use o cronômetro para medir o período.
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Determinar os fatores que afetam o período de oscilação
Encontrar o valor de g no Planeta X
Projetar um experimento para determinar a massa de um objeto desconhecido
Descrever a relação entre os vetores de velocidade e aceleração, e sua relação com o movimento, em vários pontos da oscilação.
Explicar como o diagrama de corpo livre da massa muda ao longo de sua oscilação.
Explicar a conservação da energia mecânica usando cinética, potencial elástico, potencial gravitacional, e energia térmica
Laboratório do Pêndulo
Laboratório do Pêndulo
Tópicos
Tópicos
Movimento Periódico
Movimento Harmônico Simples
Energia de Conservação
Período
Pêndulo
Descrição
Descrição
Mexa em um ou dois pêndulos e descubra como o período de um pêndulo simples depende do comprimento da corda, da massa do pêndulo simples, da força da gravidade e da amplitude do movimento. Observe em tempo real a energia no sistema e mude a quantidade de atrito. É fácil medir o período usando o cronômetro fotossensível. Você pode variar o atrito e a força da gravidade. Use o pêndulo para localizar o valor de g no planeta X. Observe o comportamento não harmônico em grande amplitude.
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Projetar experimentos para descrever quais variáveis afetam o movimento de um pêndulo
Descrever quantitativamente como o período de um pêndulo depende dessas variáveis
Explicar o pequeno ângulo de aproximação e definir o que constitui um "pequeno" ângulo
Determinar a aceleração gravitacional do Planeta X
Explicar o conceito de Conservação da Energia Mecânica usando energia cinética e energia potencial gravitacional
Descrever o Gráfico de Energia com base na posição e rapidez do pêndulo.
Massa e Molas, Básico
Massa e Molas, Básico
Tópicos
Tópicos
Medida
Movimento Periódico
Lei de Hooke
Descrição
Descrição
Hang masses from springs and discover how they stretch and oscillate. Compare two mass-spring systems, and experiment with spring constant. Transport the lab to different planets, slow down time, and observe the velocity and acceleration throughout the oscillation.
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Describe the natural length and equilibrium position in your own words.
Find the relationship between the mass, spring strength (spring constant), and stretch (displacement).
Design an experiment to determine the mass of a mystery object
Develop a method to measure the period.
Determine the factors which affect the period of oscillation.
Compare the gravity on Planet X to known benchmarks.
Describe the relationship between the velocity and acceleration vectors, and their relationship to motion, at various points in the oscillation.
Modos normais
Modos normais
Tópicos
Tópicos
Oscilador
Modo Normal
Polarização
Sistema Massa-Mola
Frequência
Amplitude
Fase
Descrição
Descrição
Jogue com um sistema 1D ou 2D de osciladores aliados massa-mola. Varie o número de massas, defina as condições iniciais, e veja o sistema evoluir. Veja o espectro de modos normais de movimento arbitrário. Veja modos longitudinais ou transversais do sistema 1D.
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Explicar o que é um modo normal.
Explicar o que são a freqüência, a amplitude e a fase de um modo normal.
Explicar por que diferentes modos normais têm frequências diferentes e por isso de modos com números altos têm freqüências mais altas.
Identificar quantos modos normais um determinado sistema tem e ser capaz de esboçar os modos individuais qualitativamente, para ambos os sistemas 1D e 2D.
Explicar a distinção entre modos normais transversais e longitudinais de um sistema 1D.
Explicar como o ajuste da fase de um modo normal afeta o movimento do sistema.
Explicar qualitativamente como qualquer estado arbitrário do sistema pode ser escrito como uma soma de modos normais, isto é, explicar o princípio da sobreposição.
Explicar quais propriedades do sistema são definidas pelas condições iniciais, quais propriedades são independentes do tempo, e quais são dependentes do tempo.
Explicar por que golpear uma placa de metal em um ponto aumenta a temperatura da placa.
Ressonância
Ressonância
Tópicos
Tópicos
Resonância
Movimento Harmônico
Oscilador
Descrição
Descrição
Para estudantes de graduação: Observe a ressonância em uma coleção de osciladores harmônicos dirigidos. Varie frequência e amplitude, a constante de amortecimento (damping), e a massa e a constante de mola de cada ressonador. Observe os transientes de longa duração, quando amortecimento é pequeno, e observe a mudança de fase para ressonadores acima e abaixo de ressonância.
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Alguns Objetivos de Aprendizagem
Explicar as condições exigidas para a ressonância.
Identificar/explicar as variáveis que afetam a frequência natural de um sistema massa-mola.
Explicar a diferença entre frequência de condução e frequência natural de um ressonador.
Explicar a diferença entre o comportamento transiente e de estado estável em um sistema dirigido.
Identificar quais variáveis afetam a duração do comportamento transitório.
Reconhecer a relação de fase entre a frequência de condução e da frequência natural, especialmente como a fase é diferente acima e abaixo de ressonância.
Dar exemplos de aplicação de sistemas do mundo real para o qual a compreensão da ressonância deve ser aplicada e explicar o porquê.
Pêndulo de Newton
Pêndulo de Newton
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