• Печать
Подробности
Опубликовано 11.08.2014 05:46
Просмотров: 3740

2.6.1. Исследование физических моделей

Рассмотрим процесс построения и исследования модели на примере модели математического маятника, которая яв­ляется идеализацией физического маятника.

Качественная описательная модель. Можно сформули­ровать следующие основные предположения:

  • •подвешенное тело значительно меньше по размеру длины нити, на которой оно подвешено;
  • •нить тонкая и нерастяжимая, масса которой пренебре­жимо мала по сравнению с массой тела;
  • •угол отклонения тела мал (значительно меньше 90°);
    • •вязкое трение отсутствует (маятник колеблется в ва­кууме).

Формальная модель. Для формализации модели исполь­зуем известные из курса физики формулы. Период Т колеба­ний математического маятника равен:

image127

 Интерактивная компьютерная модель. Модель демо­нстрирует свободные колебания математического маятника. В полях можно изменять длину нити I, угол ф0 начального отклонения маятника, коэффициент вязкого трения Ь.

2.3. Свободные колебания.                                 Открытая физика,

Модель 2.3. Математический маятник Часть 1 (ЦОР наCD)

Запуск интерактивной модели математического маятни­ка производится щелчком по кнопке Старт.

С помощью анимации показывается движение тела и действующие силы, строятся графики зависимости от време­ни угловой координаты или скорости, диаграммы потенци­альной и кинетической энергий (рис. 2.2).

Это можно увидеть при свободных колебаниях, а также при затухающих колебаниях при наличии вязкого трения.

Обратите внимание, что колебания математического ма­ятника являются гармоническими только при достаточно малых амплитудах.

image129

Задание

для самостоятельного выполнения

2.1. Практическое задание. Провести компьютерный эксперимент с интерактивной физической моделью, размещенной в Интернете.