Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Pomiar parametrów opisujących ruch jednostajny po okręgu

Na poniższej symulacji masz do dyspozycji punkt materialny P poruszający się po okręgu. Za pomocą dwóch suwaków możesz zmieniać częstotliwość i przesunięcie fazowe ruchu tego punktu. W celu lepszej widoczności powiększ symulację na pełen ekran za pomocą ikony umieszczonej w prawym dolnym rogu symulacji.

Opis alternatywny symulacji interaktywnej.

Symulacja przedstawia układ współrzędnych, w którym oś pionowa skierowana jest w górę a oś pozioma skierowana jest w prawo. Na osi pionowej zaznaczono wartości od minus siedem do siedem co jeden, a na osi poziomej zaznaczono wartości od minus dwanaście do dziewiętnaście co jeden. W układzie współrzędnych widocznych jest sześć okręgów, pięć czarnych i jeden fioletowy. Okręgi mają takie same promienie równe jeden i dwie dziesiąte. Na czarnych okręgach widoczne są poruszające się ze stałymi prędkościami liniowymi punkty. Po czarnym okręgu, którego środek znajduje się w punkcie o współrzędnych minus cztery i minus trzy krąży niebieski punkt wielka litera A, który wykonuje pełen obrót w ciągu sześciu sekund. Po czarnym okręgu, którego środek znajduje się w punkcie o współrzędnych zero i minus trzy krąży czarny punkt wielka litera B, który wykonuje pełen obrót w ciągu pięciu sekund. Po czarnym okręgu, którego środek znajduje się w punkcie o współrzędnych cztery i minus trzy krąży czerwony punkt wielka litera C, który wykonuje pełen obrót w ciągu trzech sekund. Po czarnym okręgu, którego środek znajduje się w punkcie o współrzędnych minus dwa i minus pięć krąży żółty punkt wielka litera D, który wykonuje pełen obrót w ciągu dwóch sekund. Po czarnym okręgu, którego środek znajduje się w punkcie o współrzędnych dwa i minus pięć krąży zielony punkt wielka litera E, który wykonuje pełen obrót w ciągu jednej sekundy. Fioletowy okrąg o takim samym promieniu jak okręgi czarne ma środek w punkcie zero, zero. Na jego obwodzie widoczny jest Czerwony punkt wielka litera P. Położenie tego punktu można zmieniać przy pomocy suwaka widocznego z prawej strony układu i opisanego jako przesunięcie fazowe. Wartość można zmieniać od zera do sześć i dwadzieścia osiem setnych czyli od zera do dwóch pi. Przesunięcie fazowe jest to kąt jaki tworzy promień okręgu biegnący do punktu wielka litera P z dodatnią częścią osi poziomej. Poniżej suwaka przesunięcia fazowego znajduje się drugi suwak za pomocą którego można zmieniać częstotliwość wyrażoną w hertzach. Wartość tę można zmieniać od zera do trzech i definiuje ona ilość pełnych obrotów jakie wykona punkt wielka litera P w czasie jednej sekundy. Po wystartowaniu symulacji wszystkie punkty zaczynają się poruszać po okręgach ze stałymi prędkościami liniowymi w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Powyżej suwaka przesunięcia fazowego widoczny jest suwak na którym pokazany jest upływający czas. Pamiętaj, że czas potrzebny na wykonanie pełnego obiegu przez punkt poruszający się po okręgu nazywamy okresem, a odwrotnością okresu jest częstotliwość.

RpQeQjERgw5BJ
Źródło: Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
Polecenie 1

Twoim zadaniem będzie pomiar częstotliwości ruchu po okregu innych punktów materialnych. Aby zmierzyć częstotliwości punktów A, B, C, D, E poruszających się po okręgach, nałóż (przeciągnij myszką) okrąg z punktem P na jeden z pozostałych okręgów i dopasuj częstotliwość punktu P do częstotliwości odpowiedniego punktu. Punkty o takich samych częstotliwościach będą obserwowane jako nieruchome względem siebie – jest to tak zwany efekt stroboskopowy. Wykonaj to samo ćwiczenie dla wszystkich punktów A, B, C, D, E.

RrYj3Xg0fSxL7
Ćwiczenie 1
Prędkość liniowa ciała poruszającego się ruchem jednostajnym po okręgu: Możliwe odpowiedzi: 1. rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości, 2. maleje wraz ze wzrostem częstotliwości, 3. rośnie wraz ze wzrostem długości okresu, 4. maleje wraz ze wzrostem długości okresu
1
Polecenie 2

Zastanów się, ile razy w ciągu jednego obrotu punktu A minie go punkt P, jeśli poruszać się będzie z sześciokrotnie większą częstotliwością. Sprawdź swoje przewidywania na symulacji, ustawiając suwakiem właściwą częstotliwość punktu P.

Zastanów się, ile razy w ciągu jednego obrotu punktu A minie go punkt P, jeśli poruszać się będzie z sześciokrotnie większą częstotliwością.

uzupełnij treść