Symulacja interaktywna. W tej symulacji masz możliwość obserwacji jak zmienia się ruch i energia ciężarka zawieszonego na nici, wraz ze zmianą masy ciężarka, długości nici oraz amplitudy wahań. Wybierz masę ciężarka, długość nici oraz amplitudę wahań i obserwuj, co dzieje się z energią wahadła. zmierz czas jednego wahnięcia dla takiego samego wychylenia, przy różnych długościach nici oraz masach.

Na stole stoi statyw z zawieszonym sznurkiem, na którego końcu można zamocować ciężarek. Za statywem jest kątomierz mierzący odchylenie sznurka od położenia równowagi. Po prawej stronie wyświetlają się słupki wartości energii kinetycznej, potencjalnej i całkowitej. Z lewej strony widoczny jest stoper, który można uruchamiać oraz zatrzymywać przyciskiem START/STOP. Dostępne jest do wyboru pięć długości sznurka: 10, 20, 30, 40 i 50 centymetrów, oraz cztery ciężarki o różnych masach: 1, 2, 5 i 10 gramów. Długości sznurka i ciężarki można łączyć dowolnie. Po zawieszeniu ciężarka na sznurku można go wychylić o dowolny kąt (amplitudę wahań) w zakresie od zera do stu osiemdziesięciu stopni, gdzie dziewięćdziesiąt stopni to położenie równowagi.

W zależności od długości sznurka, masy ciężarka oraz stopnia wychylenia można zaobserwować na wykresie słupkowym zmiany energii kinetycznej, potencjalnej oraz całkowitej, a także zmierzyć okres wahań wahadła z użyciem stopera.

Z obserwacji różnych kombinacji długości sznurka, kąta wychylenia wahadła oraz masy ciężarka można zauważyć, że:

• okres wahań wahadła zależy tylko od długości sznurka, nie jest zależny od masy ciężarka,

• energia całkowita wahadła, a co za tym idzie maksymalne energie kinetyczna i potencjalna, zależą od masy ciężarka oraz długości sznurka i kąta wychylenia wahadła - czyli wysokości na jaką uniesiony zostaje ciężarek z położenia równowagi,

• wahadło posiada maksymalną energię potencjalną, równą energii całkowitej (co oznacza, że energia kinetyczna jest równa zeru) w pozycji maksymalnego wychylenia,

• wahadło posiada maksymalną energię kinetyczną, równą energii całkowitej (co oznacza, że energia potencjalna jest równa zeru) w momencie mijania położenia równowagi.

Symulacja interaktywna. W tej symulacji masz możliwość obserwacji jak zmienia się ruch i energia ciężarka zawieszonego na sprężynie, wraz ze zmianą masy ciężarka, współczynnyka sprężystości sprężyny oraz amplitudy wahań. Wybierz masę ciężarka, współczynnik sprężystości sprężyny oraz amplitudę wahań i obserwuj, co dzieje się z energią wahadła. Zmierz czas jednego wahnięcia dla takiego samego wychylenia, przy różnych współczynnikach sprężystości oraz masach.

Na stole stoi statyw z zawieszoną sprężyną, na której końcu można zamocować ciężarek. Za statywem jest linijka mierząca wychylenie sprężyny w pionie od położenia równowagi. Po prawej stronie wyświetlają się słupki wartości energii kinetycznej, potencjalnej, potencjalnej sprężystości i całkowitej. Z lewej strony widoczny jest stoper, który można uruchamiać oraz zatrzymywać przyciskiem START/STOP. Dostępne są do wyboru wartości współczynnika sprężystości sprężyny: 0,5, 1 i 2 niutony na metr, oraz cztery ciężarki o różnych masach: 1, 2, 5 i 10 gramów. Współczynniki sprężystości sprężyny i ciężarki można łączyć dowolnie. Po zawieszeniu ciężarka na sprężynie można ją rozciągnąć na dowolną odległość w dół od położenia równowagi równego zero do siedemdziesięciu centymetrów. Po puszczeniu sprężyny kurczy się ona i rozciąga, wychylając ciężarek o tyle samo w górę i w dół od położenia równowagi.

W zależności od współczynnika sprężystości sprężyny, masy ciężarka oraz odległości na jaką sprężyna jest rozciągana można zaobserwować na wykresie słupkowym zmiany energii kinetycznej, potencjalnej, potencjalnej sprężystości oraz całkowitej, a także zmierzyć okres wahań wahadła z użyciem stopera.

Z obserwacji różnych kombinacji współczynnika sprężystości sprężyny, długości jej rozciągnięcia oraz masy ciężarka można zauważyć, że:

• okres wahań wahadła zależy od masy ciężarka i współczynnika sprężystości sprężyny, ale nie zależy od odległości, na jaką sprężyna została rozciągnięta,

• energia całkowita wahadła zależy od masy ciężarka, współczynnika sprężystości sprężyny oraz amplitudy, czyli rozciągnięcia sprężyny od położenia równowagi,

• w stanie spoczynku wahadło z ciężarkiem posiada energię potencjalną grawitacji oraz energię sprężystości sprężyny, które są w sumie równe energii całkowitej,

• energia kinetyczna wahadła jest największa w chwili, gdy wahadło przekracza położenie równowagi, ale nie jest ona równa energii całkowitej,

• energia potencjalna grawitacji jest maksymalna w najwyższym punkcie wahania, przy maksymalnym ściśnięciu sprężyny,

• energia potencjalna sprężystości osiąga swoje maksimum w najniższym punkcie wahania, przy maksymalnym rozciągnięciu sprężyny.

Interaktywne laboratorium numer jeden.

W laboratorium dostępne są dwa eksperymenty.

Eksperyment pierwszy.

Od czego zależy energia ciężarka zawieszonego na nitce? Na każdej z nici, które mają różne długości, możesz zawiesić wybrany ciężarek, wychylić z położenia równowagi i zmierzyć czas wahań. Obserwuj, jak zmienia się energia każdego z wahadeł. Zaplanuj i przeprowadź eksperymenty. Zapoznaj się z problemem badawczym i zweryfikuj własną hipotezę. W formularzu zanotuj swoje obserwacje i wyniki, a następnie zapisz wnioski.

Przed nami dwa wahadła o różnych długościach sznurka, jeden krótszy, a drugi dłuższy. Na sznurkach można zawiesić ciężarki o masach 100, 200 lub 300 gramów. Pomiędzy wahadłami znajduje się stoper, którym można zmierzyć czas wahań. Pod wahadłami widać poziome słupki energii kinetycznych, potencjalnych i całkowitych dla obydwu wahadeł.

Eksperyment drugi.

Od czego zależy energia ciężarka zawieszonego na nitce? Na każdej z nici, które mają takie same długości, zawieszono różne ciężarki. Możesz zmienić długość wszystkich nici, wychylić wahadła z położenia równowagi i zmierzyć czas wahań. Obserwuj, jak zmienia się energia każdego z wahadeł. Zaplanuj i przeprowadź eksperymenty. Zapoznaj się z problemem badawczym i zweryfikuj własną hipotezę. W formularzu zanotuj swoje obserwacje i wyniki, a następnie zapisz wnioski.

Przed nami trzy wahadła o takich samych długościach sznurka, którą można zmieniać między 20 a 40 centymetrów. Na sznurkach można zawieszone są ciężarki o masach 100, 200 oraz 300 gramów. Ponad wahadłami znajduje się stoper, którym można zmierzyć czas wahań. Obok wahadeł widać pionowe słupki energii kinetycznych, potencjalnych i całkowitych dla wszystkich trzech wahadeł. Odchylając jedno z wahadeł, odchylamy wszystkie trzy pod tym samym kątem.

Interaktywne laboratorium numer dwa.

W laboratorium dostępny jest jeden eksperyment.

Od czego zależy energia w wahadle sprężynowym? Do każdej ze sprężyn podczepiony jest ciężarek, oba o tej samej masie. Możesz zmieniać współczynnik sprężystości sprężyn, wychylić wahadła z położenia równowagi i zmierzyć czas wahań. Obserwuj, jak zmienia się energia każdego z wahadeł. Zaplanuj i przeprowadź eksperymenty. Zapoznaj się z problemem badawczym i zweryfikuj własną hipotezę. W formularzu zanotuj swoje obserwacje i wyniki, a następnie zapisz wnioski.

Przed nami dwie poziome sprężyny z zamocowanymi do nich ciężarkami o masie 200 gramów. Współczynniki sprężystości sprężyn można zmieniać osobno, wybierając spośród trzech: 0,5, 1 i 2 niutony na metr. Sprężyny można wychylić wspólnie z położenia równowagi. Można wtedy zaobserwować że jedna z nich porusza się szybciej od drugiej. Zawsze szybciej wahania będą wykonywane przez sprężynę o większym współczynniku sprężystości.