Διατήρηση της μηχανικής ενέργειας στο κεκλιμένο επίπεδο

Η προσομοίωση παρουσιάζει ένα εργαστηριακό καροτσάκι μάζας 0,1Kg που πάνω του μπορεί να πάρει ένα βαρίδιο μάζας 0,1Kg και μπορεί να κινείται πάνω σε ένα κεκλιμένο επίπεδο.
Το κεκλιμένο επίπεδο μπορεί να αλλάζει κλίση ενώ υπάρχει ένα επίπεδο μηδενικής ενέργειας, το οποίο βρίσκεται ή στο δάπεδο ή στη κατώτερη θέση του κέντρου του οχήματος.
Η προσομοίωση παρουσιάζει το ενεργειακό διάγραμμα και το ραβδόγραμμα, ενώ μπορεί να εμφανίσει και τις τιμές των ενεργειών.
Σημείωση: Στις ρόδες του οχήματος δεν υπάρχει τριβή κύλισης, ενώ υπάρχει στατική τριβή που το έργο της είναι μηδέν.
Οι ρόδες του οχήματος έχουν κινητική ενέργεια λόγω περιστροφής που όμως θεωρείται αμελητέα.

Με τη προσομοίωση μπορείς:

Να επιλέξεις τη συνολική μάζα m του οχήματος.
Να αλλάξεις την κλίση του κεκλιμένου επιπέδου.
Να μεταβάλλεις το επίπεδο της μηδενικής δυναμικής ενέργειας.
Να εκτελέσεις τη προσομοίωση ώστε το καροτσάκι να αφεθεί ελεύθερο και να κινηθεί έως ότου σταματήσει στη βάση του κεκλιμένου επιπέδου.
Να παρατηρήσεις το ενεργειακό διάγραμμα και το ραβδόγραμμα του σώματος (ή του συστήματος σώμα - κεκλιμένο επίπεδο - γη).
Να εμφανίσεις για το σώμα τις τιμές για την αρχική κινητική ενέργεια Κ_αρχ , την αρχική (βαρυτική) δυναμική ενέργεια U_αρχ, την τελική κινητική ενέργεια K_τελ και την τελική (βαρυτική) δυναμική ενέργεια U_τελ.
Παραμένει κάτι σταθερό κατά τη διάρκεια αυτής της κίνησης;

Οδηγίες εκτέλεσης του εικονικού πειράματος

Επίλεξε τον δρομέα "m", για να αλλάξεις την συνολική μάζα του οχήματος.
Επίλεξε το "κόκκινο σημείο" που βρίσκεται στην κορυφή του κεκλιμένου επιπέδου και μετακίνησέ το για να αλλάξεις την κλίση του κεκλιμένου επιπέδου.
Επίλεξε το πλήκτρο "έναρξη" και τότε το καροτσάκι αφήνεται ελεύθερο να κινηθεί. Αυτό σταματάει στη βάση του κεκλιμένου επιπέδου εξαιτίας του εμποδίου που έχει το επίπεδο.
Παρατήρησε το ενεργειακό διάγραμμα και το ραβδόγραμμα του οχήματος καθώς και τις ενεργειακές μετατροπές που γίνονται.
Μετακίνησε το σώμα στην αρχική του θέση με το πλήκτρο "επαναφορά". Μέτρησε το ύψος του από το επίπεδο μηδενικής δυναμικής ενέργειας και υπολόγισε την δυναμική του ενέργεια U_αρχ σε αυτή τη θέση. Γνωρίζοντας ότι το σώμα αφήνεται να κινηθεί από αυτή τη θέση, υπολόγισε την κινητική του ενέργεια Κ_αρχ.
Ξεκίνησε τη προσομοίωση και μετά από λίγο επίλεξε το πλήκτρο "παύση". Μέτρησε το ύψος που απέχει το κέντρο του οχήματος από το επίπεδο μηδενικής δυναμικής ενέργειας και υπολόγισε την δυναμική του ενέργεια U_τελ σε αυτή τη θέση. Κατάγραψε την αντίστοιχη τιμή της ταχύτητας και υπολόγισε και την κινητική του ενέργεια σε αυτή τη θέση K_τελ.
Επίλεξε το πλήκτρο "τιμές" και επιβεβαίωσε τους υπολογισμούς σου.
Διατηρείται κάτι σε αυτή την κίνηση;
Επανάλαβε το ίδιο για μία άλλη θέση του οχήματος κατά την κάθοδό του.
Άλλαξε το επίπεδο μηδενικής (βαρυτικής) δυναμικής ενέργειας για το όχημα με το πλήκτρο "U=0". Τι είναι αυτό που θα αλλάξει στις ενέργειες;

Η προσομοίωση λειτουργεί και με το πληκτρολόγιο ως εξής:

Όταν ανοίγει η προσομοίωση, γίνεται πλοήγηση με το πλήκτρο "TAB" στη "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 τον δρομέα ("m") τα σημεία της προσομοίωσης ("σημείο κεκλιμένου επιπέδου", "μετρητής ύψους"), τα πλήκτρα της προσομοίωσης ("έναρξη", "παύση", "επαναφορά", "τιμές"), και τα πλήκτρα του template ("ανανέωση", "προβολή πλήρους οθόνης").
Τον δρομέα αφού τον 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. Για πιο μικρές κινήσεις ταυτόχρονα με την επιλογή του βέλους έχεις "πατημένο" και το πλήκτρο "Shift".
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" → "m" → "σημείο κεκλιμένου επιπέδου" → "μετρητής ύψους" → "U=0" → "τιμές" → "έναρξη" → "παύση" → "επαναφορά" → "ανανέωση template" και επαναλαμβάνεται ξανά η ίδια σειρά.