Амортизатор: чтобы кузов не качался
Две машинки едут по буграм: у верхней только пружина, у нижней ещё и амортизатор. Верхний кузов пляшет, нижний быстро успокаивается.
Нажмите «Запустить». Тела движутся по законам физики: гравитация, трение, упругость.
Что показывает опыт
Пружина смягчает удар, но сама по себе раскачивает кузов: он подпрыгивает снова и снова. Амортизатор гасит колебания — превращает их энергию в тепло.
Как провести
- Нажмите «Запустить»: обе машины проезжают первый бугор.
- Следите за кузовом после бугра: сколько раз он качнётся вверх-вниз?
- Выберите пружину верхней машины и поставьте демпфер d = 250.
Вопросы для обсуждения
- Чем опасна машина без амортизаторов на неровной дороге?
- Что будет, если демпфер слишком сильный?
Объяснение
Кузов на пружине — колебательная система с частотой √(k/m). Демпфер создаёт силу, пропорциональную скорости: F = −d·v. Она отнимает энергию у колебаний. Слишком слабый демпфер оставляет качание, слишком сильный делает подвеску жёсткой; лучше всего — около критического затухания d = 2√(k·m).
Повторите дома
Нажмите на капот машины руками и отпустите: у исправной машины кузов качнётся один раз, у машины с плохими амортизаторами — несколько раз.
Что изменить в редакторе
- Увеличьте жёсткость пружин до 6000.
- Увеличьте скорость машины.