Експерименти со phet симулации

МАТЕМАТИЧКО НИШАЛО

Задача: Да се определи периодот на математичкото нишало за различни вредности на должината на конецот.

·         Периодот на математичкото нишало претставува времето кое е потребно за конецот да направи една осцилација, односно времето од пуштањето на конецот од некој мал агол (~5^о) до неговото следно враќање во почетната положба и е дефиниран како:

            каде што l е должината на конецот на нишалото изразена во метри, а g е земјиното забрзување  изразено во m/s². При ваков избор на мерни единици според SI системот, периодот Т ќе биде изразен во секунди. Изразот за периодот на математичкото нишало важи само за мали агли, до 5^о.

За гравитацијата во овој експеримент ќе земиме дека изнесува 10 m/s².

Постапката за изведување на задачата е поделена во три дела и тоа:

·         да се најди периодот на нишалото за 3 различни должини на конецот

·         од веќе добиените резултати за периодот да се пресмета должината на конецот

·         од добиените резултати за периодот и должината на конецот да се пресмета вредноста на гравитацијата

Упатство за користење на симулацијата:

На десната страна имаме зелен дел кој што претставува подесувач на вредностите на величините:

·         првото ја подесува должината на конецот од 0,5m до 2,5m

·         второто ја подесува масата на телото обесено на конецот од 0,1kg до 2,1kg

·         следен подесувач којшто ќе ни притреба е во квадратче со сина линија каде што се подесува гравитацијата со избор: на месечината, земјата, јупитер, некоја планета Х и нула гравитација

·         останатите подесувачи не ни користат во овој експеримент

Изведување на експериментот

            При изведување на експериментот нема отпор на воздухот.

Ја користам симулацијата: pendulum lab

https://phet.colorado.edu/sims/pendulum-lab/pendulum-lab_en.html

За мали отклонувања периодот на нишалото е:

од тука за l и g следи:

            Мерења:

1.       

N	L(m)	T(s)
1	1,5	2,43
2	1,7	2,60
3	1,9	2,74

2.       

l1 = 1,50m

l2 = 1,71m

l3 = 1,91m

3.       

g (m/s2)

g1 = 10,02

g2 = 9,99

g3 = 10,01

Пружина

Задача: да се определи константата на еластичност на пружината со помош на Њутновиот и Хуковиот закон.

·         Њутнов закон: F = mg (во овој случај a = g затоа што работиме со земјиното забрзување)

·         Хуков закон: F = -kx

Од 2та закони следи: 

Постапка за изведување на задачата:

·         Ја мериме должината на издолжување на пружината за две вредности на масата од 0,25kg и 0,1kg и на три различни гравитации, односно на Земјата, Месечината и Јупитер

Упатство за користење на симулацијата:

·         На левата страна имаме линијар чиј што почеток го подесуваме да е на иста линија со испрекинатата линија каде што завршува нерастегнатата пружина.

·         го земаме тегот од 0,25kg и го прикачуваме на пружината со помош на drag and drop

·         Го подигаме тегот така што неговата долна страна да е на иста линија со испрекинатата линија и го пуштаме тегот слободно да паѓа. При неговата 3та осцилација бележиме до која вредност се оптегнала пружината и ја запишуваме таа вредност за  x. Го повторуваме ова мерење 3 пати за секој тег и бараме средна вредност за секое мерење.

·         На десната страна имаме подесувач на кој што не интересира само менувањето на гравитацијата на Земјата, Јупитер и Месечината. Тој подесувач е на истото место како во претходната симулација.

Изведување на експериментот

Ја користам симулацијата: masses and springs

https://phet.colorado.edu/sims/mass-spring-lab/mass-spring-lab_en.html

            Од Хуковиот и Њутновиот закон следи:

·         На земјата g = 10 m/s²

N	x1(m)	m1 = 0,25(kg)	N	x2(m)	m2 = 0,1(kg)
1	0,53		1	0,24
2	0,54		2	0,22
3	0,52		3	0,23
x1sr	0,53		x2sr	0,23

k1 = -0,21

k2 = -0,23

·         На Месечината g = 1,6 m/s²

N	x1(m)	m1 = 0,25(kg)	N	x2(m)	m2 = 0,1(kg)
1	0,15		1	0,08
2	0,16		2	0,09
3	0,14		3	0,10
x1sr	0,15		x2sr	0,09

k1 = -0,375

k2 = -0,500

·         На Јупитер g = 24,8 m/s²

N	x1(m)	m1 = 0,25	N	x2(m)	m2 = 0,1
1	1,4		1	0,54
2	1,6		2	0,55
3	1,5		3	0,56
x1sr	1,5		x2sr	0,55

k1 = -0,24

k2 = -0,22

Омов закон

Задача:  Со помош на омовиот закон (I = V/R) да се пресмета прво вредноста на струјата (I) за различни вредности на отпорот (R) и напонот (V).

Постапка за изведување на задачата:

·         За вредности на напонот од 4,5V, 6V и 9V; и за вредности на отпорот од 500Ω, 700Ω и 290Ω соодветно да се најде јачината на струјата за трите мерења.

·         За вредности на струјата од 8,9mA; 4,4mA и 15,2mA; и за вредности на отпорот од 640Ω, 860Ω и 330Ω соодветно да се најде вредноста за напонот за трите мерења.

·         За вредности на струјата од 12,3mA; 4,7mA и 12,1mA; и за вредности на напонот од 6,5V; 3,5V и 4,6V соодветно да се пресмета вредноста на отпорот за трите мерења.

Упатство за користење на симулацијата:

·         На десната страна има подесувач на напонот и отпорот.

·         Кога ќе треба да се подесува струјата до бараната вредност со манипулирање на напонот и отпорот се овозможува тоа.

Ја користев симулацијатa: Ohm’s law

https://phet.colorado.edu/sims/html/ohms-law/latest/ohms-law_en.html

            Омовиот закон гласи:

N	V(V)	R(Ω)
1	4,5	500
2	6	700
3	9	290

I1 = 9mA

I2 = 8,6mA

I3 = 31mA

N	I(mA)	R(Ω)
1	8,9	640
2	4,4	860
3	15,2	330

V1 = 5,7V

V2 = 3,8V

V3 = 5V

N	I(mA)	V(V)
1	12,3	6,5
2	4,7	3,5
3	12,1	4,6

R1 = 530Ω

R2 = 750Ω

R3 = 380Ω