Harmonisk svängningsrörelse
From Algodoo
Harmonisk svängningsrörelse
| Language: | Svenska |
|---|---|
| Description: | Denna lektion är tänkt att fungera som ett komplement till den traditionella genomgången av harmonisk svängningsrörelse på gymnasienivå. Genom upplägget i denna lektion så blir Algodoo ett verktyg för att göra lektionen mer interaktiv. |
| Target: | Key Stage 5 |
| Category: | Demonstration |
| Discipline: | Dynamic forces, Motion |
| Learning objectives: |
Få förståelse för vad som menas med en harmonisk svängningsrörelse. Via simulering förutsäga och verifiera härledda samband för fjäderkraft och svängningstid. |
| In class: | Traditionell genomgång av läraren varvas med interaktiva och undersökande demonstrationer i Algodoo. |
Steg 1 - Fjäderkraft
Beskriv på tavlan hur y-läget på pinnen kan skrivas som y = r sin(wt). Poängtera att i och med att rörelserna följs åt så kan vi alltså skriva läget på fjädervikten som y = A sin(wt). Härled sedan uttrycket för fjäder kraft, F = -ky.
Verifiera detta uttryck genom att skapa lätt hållare för en vikt och fäst denna i en fjäder. Notera fjäderns jämviktsläge (tex genom att fästa en markör i bakgrunden). Lägg sedan en tung vikt i hållaren och notera elongationen. Dubbla vikten i hållaren och notera att elongationen blir dubbelt så stor. (TIPS: öka fjäderns dämpning för att snabbare nå viloläget.)
Exemplifiera genom att visa upp en dynamometer.
Steg 2 - Svängningstid
Läraren skall nu tillsammans med eleverna undersöka vad som påverkar svängningstiden hos fjädervikten. Låt eleverna komma med förslag på parametrar som kan påverka. Lista på tavlan.
Börja med att kontrollera hur amplitud och gravitationen påverkar svängningstiden.
Testa sedan att minska massan till ¼-del vilket ger halva svängningstiden. Förklara hur detta indikerar att periodtiden är proportionell mot roten ur massan.
Behåll den lilla massan och gör fjäderkonstanten 4 ggr större vilket ger tillbaka den ursprungliga periodtiden. Förklara hur detta indikerar att periodtiden är proportionell mot inversen av roten ur fjäderkonstanten.
Avsluta med en traditionell härledning av periodtiden.
