SimReal - Hastighet / Akselerasjon - Oppgaver

Verdiene som vises i hastighets- og akselerasjons-feltene er kun forholdstall, ikke reelle hastighets- og akselerasjons-verdier.

01.

Hastighet - Enkeltmåling
Merk av checkboksen vx.
Sett vx til 60 (60 cm/s = 6.0 m/s).
Plasser en lang horisontal linje med venstre endepunkt rett under partikkelen.
Plasser to vertikale hjelpevektorer (retning oppover) med passende avstand under den horisontale linjen.
Mål vha universtalinstrumentet avstanden mellom de to vertikale hjelpevektorene.
Gjør deretter universalmåleinstrumentet klar til tidsmåling.
Trykk på startknappen (nederst til høyre).
Benytt universalmåleinstrumentet til å måle tiden som partikkelen bruker på strekningen avmerket vha de to hjelpevektorene.
Beregn partikkelens hastighet (gjennomsnittshasighet) på denne strekningen og sammenlign med scrollbar-verdien for vx

02.

Hastighet - Multiple målinger - Fast distanse
Samme som oppg 01, men denne gang gjentatte målinger over en fast distanse.
Beregn partikklens hastighet ved gjennomsnittsberegning.
Sammelign med beregningen fra oppg 01.

03.

Hastighet - Multiple målinger - Varierende distanser
Samme som oppg 02, men denne gang gjentatte målinger over varierende distanser.
Beregn partikklens hastighet ved gjennomsnittsberegning.
Sammenlign med beregningene fra oppg 01 og 02.

04.

Hastighet - Enkeltmålinger/Multiple målinger - Fast distanse/Varierende distanser - Bruk av path
Samme som oppg 01, 02 og 03, men denne gang merkes det av i tillegg i checkboksen path, samtidig som tellefeltet bak path settes til 3.
Dette sistnevnte medfører at det for hvert sekund tegnes et punkt på partikkelbanen.
slik at tidsberegningen over en gitt distanse kan bestemmes ut fra antall punkter.
Sammenlign med beregningene fra oppg 01, 02 og 03 henholdvis.

05.

Akselerasjon - Enkeltmåling
Merk av checkboksene graph, path og vx.
Sett tellefeltet til høyre for path lik 3.
Sett ax til 18 (1.8 m/s².
Plasser en lang horisontal linje med venstre endepunkt rett under partikkelen.
Plasser to vertikale hjelpevektorer (retning oppover) med passende avstand under den horisontale linjen.
Mål vha universtalinstrumentet avstanden mellom de to vertikale hjelpevektorene.
Gjør deretter universalmåleinstrumentet klar til tidsmåling.
Trykk på startknappen (nederst til høyre).
Benytt universalmåleinstrumentet til å måle tiden som partikkelen bruker på strekningen avmerket vha de to hjelpevektorene.
Beregn partikkelens hastighet i de to målepunktene ved å beregne gjennomsnittshastigheten over en kort strekning rundt målepunktene. Beregn deretter partikkelens akselerasjon.

06.

Fritt fall (med kunstig tyngde)
Plasser partikkelen til venstre høyt oppe i skjermbildet.
Plasser en lang horisontal linje nederst i skjermbildet.
Denne linjen skal representere bakkenivået.
Merk av i checkboksene graph, path og vy.
Sett tellefeltet til høyre for path lik 3.
Sett ay til -32.4.
Start simuleringen og mål tiden partikkelen bruker på å falle ned til bakkenivå.
Klikk på reset-knappen slik at partikkelen igjen flyttes tilbake til utgangspunktet.
Merk av i checkboks vx og sett vx til 1.
Start simuleringen og mål tiden partikkelen bruker på å falle ned til bakkenivå.
Sammenlign de hittil målte tidene.
Hva kan dette fortelle om sammenhengen mellom den vertikale og den horisontale bevegelsen?

07.

Skrått kast (med kunstig tyngde) I
Plasser partikkelen i nedre venstre hjørne av skjermen.
Plasser en lang horisontal linje nederst i skjermbildet.
Denne linjen skal representere bakkenivået.
Merk av i checkboksene graph, path, v, vx og vy.
Sett tellefeltet bak path til 3.
Sett vx = 30, vy = 60 og ay = -32.4.
Start simuleringen.
Studer hastighetsvektoren, dens komponenter samt grafen, og forklar hvilken informasjon du kan trekke ut fra disse.
Sammenlign tiden partikkelen bruker opp til sitt topp-punkt med tiden til partikkelen er tilbake i samme horisontale nivå som startpunktet.
Trekk en hjelpevektor mellom et gitt antall punkter på grafen.
Gjør det samme med en ny hjelpevektor et annet sted på grafen.
Sammenlign horisontal-komponenten til disse to vektorene.
Hvilken konklusjon trekker du fra denne sammenligningen? Kjør den samme simuleringen på nytt, men denne gang med å vise akselerasjons-vektoren (og dens komponenter) istedet for hastighets-vektoren.
Hvilken konklusjon trekker du ut fra denne sistnevnte simuleringen?

08.

Skrått kast (med kunstig tyngde) II
Plasser partikkelen i nedre venstre hjørne av skjermen.
Plasser en lang horisontal linje nederst i skjermbildet.
Denne linjen skal representere bakkenivået.
Merk av i checkboksene graph, path, v, vx og vy.
Sett tellefeltet bak path til 3.
Sett vx = 54, vy = 72 og ay = -18.
Start simuleringen.
Mål (vha universalmåleinstrumentet) tiden det tar før partikkelen er tilbake i bakkenivå, og sammenlign resultatet med beregninger vha bevegelsesligningene.

09.

Akselerasjon både i x- og y-retning
Plasser partikkelen i nedre venstre hjørne av skjermen.
Merk av i checkboksene graph, path, v, vx og vy.
Sett tellefeltet bak path til 3.
Sett vx = 30, vy = 60, ax = 18 og ay = -32.4.
Start simuleringen.
Studer hastighetsvektoren, dens komponenter samt grafen, og forklar hvilken informasjon du kan trekke ut fra disse.
Velg et punkt på grafen og forsøk å bestemme hastighet og akselerasjon i dette punktet.

10.

Kollisjon
Plasser partikkelen i nedre venstre hjørne av skjermen.
Merk av i checkboksene graph, path, v, vx og vy.
Sett tellefeltet bak path til 3.
Sett ay = -36.
Gi partikklen en startfart på skrå oppover mot høyre.
Plasser en ny partikkel midt i, og nær toppen av simuleringsvinduet.
La denne partikkelen starte i ro, men ha samme akselerasjon i y-retningen som den første partikkelen.
Bestem hastighetsretningen til den første partikkelen slik at den vil treffe den andre partikkelen når disse starter samtidig.
Hint: Benytt hjelpevektorer til retningsbestemmelse.
Start simuleringen.