Δυνάμεις

Η προσομοίωση δείχνει 3 παρόμοιες σφαίρες και τις δυνάμεις που δέχονται στα συστήματα με τα οποία συνδέονται.

1η περίπτωση - Σφαίρα δεμένη με νήμα:
Η πρώτη σφαίρα είναι δεμένη σε ένα χαλαρό νήμα που το άλλο άκρο του συνδέεται σε ένα χέρι που μπορεί να κινείται κατακόρυφα. Παρατήρησε τι συμβαίνει στις δυνάμεις που δέχεται η σφαίρα όταν το χέρι κινείται προς τα πάνω.

2η περίπτωση - Σφαίρα δεμένη με ελατήριο:
Η δεύτερη σφαίρα είναι ελεύθερη στο δάπεδο και μπορείς να τη μετακινήσεις και να τη συνδέσεις με το άκρο ενός κατακόρυφου ελατηρίου. Παρατήρησε τις δυνάμεις που δέχεται η σφαίρα καθώς την μετακινείς από το δάπεδο στο ελατήριο και όταν την συνδέσεις στο ελατήριο. Επίσης παρατήρησε τις δυνάμεις που δέχεται η σφαίρα όταν την αφήσεις ελεύθερη σε κάποιο ύψος χωρίς να τη συνδέσεις με το ελατήριο.

3η περίπτωση - Σφαίρα δεμένη με δύο νήματα:
Η τρίτη σφαίρα είναι δεμένη με ένα αρχικά κατακόρυφο νήμα, το οποίο συνδέεται στο ταβάνι, και με ένα άλλο χαλαρό οριζόντιο νήμα που τραβιέται με το χέρι. Παρατήρησε τις δυνάμεις που δέχεται η σφαίρα όταν το οριζόντιο νήμα είναι χαλαρό και όταν το χέρι μετακινείται προς τα δεξιά και η σφαίρα εκτρέπεται από την αρχική της θέση.

Με την προσομοίωση, μπορείς:

Να δεις τις δυνάμεις που ασκούνται στις τρεις σφαίρες.
Να μεταβάλλεις το βάρος τους και να δεις πώς αυτό επηρεάζει τις υπόλοιπες δυνάμεις που ασκούνται σε αυτές.
Να ανεβοκατεβάζεις τη πρώτη σφαίρα και να την ακουμπάς στο έδαφος.
Να μετακινείς τη δεύτερη σφαίρα από το έδαφος στο ελατήριο και να αλλάζεις τη σταθερά του ελατηρίου.
Να εκτρέπεις την τρίτη σφαίρα από την αρχική της θέση.
Σε κάθε περίπτωση μπορείς να υπολογίσεις τις δυνάμεις που ασκούνται σε κάθε σφαίρα, αφού δίνεται το βάρος τους.
Ειδικότερα στην τρίτη περίπτωση, μπορείς να υπολογίσεις τις τάσεις των νημάτων που ασκούνται στη σφαίρα όταν αυτή εκτρέπεται, αφού δίνεται το ημίτονο και το συνημίτονο της γωνίας εκτροπής.

Οδηγίες εκτέλεσης της προσομοίωσης

Με τον "δρομέα w" επίλεξε μία τιμή βάρους για τις τρεις σφαίρες στις τρεις διατάξεις. (Όλες οι σφαίρες έχουν το ίδιο βάρος).
Στην 1η διάταξη επίλεξε το πλήκτρο "δυνάμεις" και παρατήρησε τις δυνάμεις που ασκούνται στην 1η σφαίρα όταν αυτή βρίσκεται στο δάπεδο και όταν τη σηκώσεις με το χέρι.
Η μετακίνηση του χεριού γίνεται με το "ποντίκι".
Στη 2η διάταξη επίλεξε το πλήκτρο "δυνάμεις" και παρατήρησε τις δυνάμεις που ασκούνται στη 2η σφαίρα όταν αυτή βρίσκεται στο δάπεδο, όταν τη μετακινείς προς το ελατήριο και όταν αυτή συνδεθεί στο ελατήριο.
Η μετακίνηση της σφαίρας γίνεται με το "ποντίκι".
Στη 3η διάταξη επίλεξε το πλήκτρο "δυνάμεις" και παρατήρησε τις δυνάμεις που ασκούνται στη 3η σφαίρα όταν αυτή εκτραπεί από την αρχική της θέση.
Η μετακίνηση του χεριού που μέσω ενός νήματος εκτρέπει τη σφαίρα γίνεται με το "ποντίκι".
Για κάθε περίπτωση υπολόγισε τις δυνάμεις που ασκούνται σε κάθε σφαίρα.
Επανάλαβε την προηγούμενη διαδικασία με διαφορετική τιμή βάρους w.

Η προσομοίωση λειτουργεί και με το πληκτρολόγιο ως εξής:

Όταν ανοίγει η προσομοίωση, γίνεται πλοήγηση με το πλήκτρο "TAB" στην "καρτέλα συντελεστών" και στην "οθόνη βοήθειας". Τα πλήκτρα ενεργοποιούνται με το "Enter" και η πλοήγηση στις καρτέλες γίνεται ξανά με το "TAB".
Έπειτα η πλοήγηση συνεχίζεται μόνο στην προσομοίωση ως εξής:

Με το πλήκτρο "TAB" επιλέγεις τα πλήκτρα της προσομοίωσης ("δυνάμεις" (διάταξη 1), "δυνάμεις" (διάταξη 2), "δυνάμεις" (διάταξη 3)), τους δρομείς ("βάρος w", "σταθερά ελατηρίου K"), τα σημεία ("σημείο στο χέρι 1", "σημείο στη σφαίρα 2", "σημείο στο χέρι 3") και τα πλήκτρα του template ("ανανέωση", "προβολή πλήρους οθόνης").
Τα πλήκτρα της προσομοίωσης, αφού τα επιλέξεις με το "TAB", λειτουργούν με το πλήκτρο "space" (κενό) του πληκτρολογίου ή τα βέλη του πληκτρολογίου.
Τους δρομείς, αφού τους επιλέξεις με το "TAB", αλλάζεις τιμή με τα βέλη του πληκτρολογίου.
Τα σημεία, αφού τα επιλέξεις με το "TAB", τα μετακινείς με τα βέλη του πληκτρολογίου.
Τα πλήκτρα του template, αφού τα επιλέξεις με το "TAB", λειτουργούν με το πλήκτρο "space" (κενό) του πληκτρολογίου.
Η σειρά ενεργοποίησης των πλήκτρων/αντικειμένων στην προσομοίωση είναι η εξής:
"προβολή πλήρους οθόνης" → "δρομέας w" → "δυνάμεις" (διάταξη 1) → "σημείο στο χέρι 1" → "δυνάμεις" (διάταξη 2) → "σημείο στη σφαίρα 2" → "δυνάμεις" (διάταξη 3) → "σημείο στο χέρι 3" → "ανανέωση template" και επαναλαμβάνεται η ίδια σειρά.