Ενεργειακά διαγράμματα (Σύστημα ελατήριο - σώμα - τοίχος)

Η προσομοίωση παρουσιάζει ένα σώμα που βρίσκεται ακίνητο πάνω σε ένα οριζόντιο επίπεδο. Αυτό είναι συνδεδεμένο με το άκρο ενός οριζόντιου ελατηρίου του οποίου το άλλο άκρο είναι στερεωμένο σε σταθερό σημείο.
Αρχικά, το σώμα απομακρύνεται από τη θέση ισορροπίας του και αφήνεται ελεύθερο. Έπειτα το σώμα ταλαντώνεται γύρω από την αρχική του θέση και το πρόγραμμα στη διάρκεια της ταλάντωσης υπολογίζει την απόσταση x από τη θέση ισορροπίας του και την κινητική και δυναμική ενέργεια του συστήματος σώμα - ελατήριο - τοίχος.
Επίσης, παρουσιάζεται το ενεργειακό διάγραμμα και το ραβδόγραμμα για αυτό το σύστημα.

Σημείωση: Για τα τμήματα του συστήματος σώμα - ελατήριο - τοίχος, στη διάρκεια της ταλάντωσης ισχύουν τα εξής:
Σώμα: Όταν έχει ταχύτητα, έχει κινητική ενέργεια ενώ δεν έχει βαρυτική δυναμική ενέργεια.
(Εννοείται ότι το επίπεδο μηδενικής βαρυτικής δυναμικής ενέργειας περνάει από το κέντρο του σώματος).
Ελατήριο: Το ελατήριο, όταν είναι παραμορφωμένο, έχει δυναμική ενέργεια ελατηρίου, ενώ δεν έχει κινητική ενέργεια γιατί είναι "ιδανικό" και η μάζα του είναι αμελητέα.
Τοίχος: Δεν έχει κάποιο τύπο ενέργειας.
Συμπέρασμα
Η κινητική ενέργεια του συστήματος K είναι η κινητική ενέργεια του σώματος.
Η δυναμική ενέργεια του συστήματος U είναι η δυναμική ενέργεια ελατηρίου.

Με τη προσομοίωση μπορείς:

Να επιλέξεις τη σταθερά του ελατηρίου k και τη μάζα του σώματος m.
Να απομακρύνεις το σώμα από τη θέση ισορροπίας του και να το αφήσεις ελεύθερο να εκτελέσει ταλάντωση.
Να εμφανίσεις τις τιμές για την αρχική κινητική ενέργεια Κ_αρχ του σώματος, την αρχική δυναμική ενέργεια ελατηρίου U_αρχ, την τελική κινητική ενέργεια του σώματος K_τελ και την τελική δυναμική ενέργεια ελατηρίου U_τελ.
Να παρατηρήσεις το ενεργειακό διάγραμμα και το ραβδόγραμμα του συστήματος σώμα - ελατήριο - τοίχος.
Παραμένει κάτι σταθερό κατά τη διάρκεια της ταλάντωσης;

Οδηγίες εκτέλεσης του εικονικού πειράματος

Επίλεξε τους δρομείς "k" και "m", για να αλλάξεις τις τιμές της σταθεράς ελατηρίου και της μάζας του σώματος αντίστοιχα.
Με το "χέρι" τράβηξε το σώμα. Επίλεξε το πλήκτρο "έναρξη" και τότε το σώμα αφήνεται ελεύθερο και αρχίζει να ταλαντώνεται γύρω από τη θέση ισορροπίας του.
Παρατήρησε στο ενεργειακό διάγραμμα και στο ραβδόγραμμα του συστήματος τις ενεργειακές μετατροπές που γίνονται.
Επίλεξε το πλήκτρο "x =". Τότε εμφανίζεται η απομάκρυνση x του σώματος από τη θέση ισορροπίας του.
Επίλεξε το πλήκτρο "ενέργειες". Τότε εμφανίζονται οι τιμές των ενεργειών που έχει το σύστημα.
Παραμένει κάτι σταθερό κατά τη διάρκεια της ταλάντωσης;

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 τους δρομείς της προσομοίωσης ("k", "m", το σημείο της προσομοίωσης ("χέρι"), τα πλήκτρα της προσομοίωσης ("έναρξη", "παύση", "επαναφορά", "x =", "ενέργειες") και τα πλήκτρα του template ("ανανέωση", "προβολή πλήρους οθόνης").
Τους δρομείς αφού τους επιλέξεις με το "TAB", τους μετακινείς με τα βέλη του πληκτρολογίου.
Το σημείο στο χέρι αφού τα επιλέξεις με το "TAB", το μετακινείς με τα βέλη του πληκτρολογίου.
Τα πλήκτρα της προσομοίωσης, αφού τα επιλέξεις με το "TAB", λειτουργούν με το πλήκτρο "space" (κενό) 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" → "k" → "m" → "χέρι" → "έναρξη" → "παύση" → "x=" → "ενέργειες" → "επαναφορά" → "ανανέωση template" και επαναλαμβάνεται η ίδια σειρά.