Мастерская: поршень, пружина и цепь
Поршень по клавише P, груз на пружине и шар на цепи в одной 3D-сцене. Опыты по механике для детей 9+.
3D
Возраст 9+15 мин
Механизмы и машиныКолебания3D-сцена
Загрузка симуляции…
Вращайте сцену мышью, колесом меняйте масштаб. Нажмите «Запустить».
Что показывает опыт
Поршень — линейный привод с ходом 1 м. Пружинный груз колеблется возле положения покоя, а цепь из шарнирных звеньев ведёт себя как гибкая нить.
Как провести
- Запустите пример: груз начнёт качаться на пружине, шар — раскачиваться на цепи.
- Нажмите P — шток поршня выдвинется, отпустите — вернётся.
- Измените жёсткость пружины k: чем больше k, тем быстрее колебания.
Вопросы для обсуждения
- Как зависит период колебаний груза от его массы?
- Почему цепь провисает дугой?
Объяснение
Сила пружины F = −k·x возвращает груз к положению равновесия, поэтому он колеблется с периодом T = 2π√(m/k). Цепь — набор звеньев, соединённых шарнирами: каждая часть тянет соседние, и вся нить принимает форму, при которой её потенциальная энергия минимальна.
Повторите дома
Повесьте груз на резинке и измерьте, как меняется период колебаний с разным грузом. Подвесьте цепочку за два конца — она образует цепную линию.
Что изменить в редакторе
- Добавьте звеньев в цепь.
- Задайте поршню другую клавишу.