0.0 s
15
60 s
51
16°
0.000
1.00

Tìm hiểu thêm về sóng con lắc

Sóng con lắc

Một hàng con lắc treo trên cùng một thanh ngang. Mỗi con ngắn hơn con trước một chút, nên dao động nhanh hơn một chút. Thả chúng cùng lúc. Chúng dần lệch thành một làn sóng chạy, rồi thành hai hàng, ba nhóm và quay lại, cho đến khi sau một chu trình tất cả lại dao động đồng pha. Kéo hình để nhìn từ phía khác. Mỗi con lắc ngắn hơn con trước một chút, nên cả hàng dần chuyển thành sóng, hàng và nhóm, rồi lại dao động đồng pha ở cuối chu trình. Trượt Thời gian để nhảy đến bất kỳ thời điểm nào.

Cách nó hoạt động

  1. Mở trang này. Mười lăm con lắc đã dao động sẵn. Lúc đầu chúng chuyển động như một, rồi sóng bắt đầu.
  2. Trượt Thời gian đến bất kỳ thời điểm nào của chu trình. Ở nửa chu trình các bi xếp thành hai hàng, ở một phần ba thành ba nhóm. Kéo hình để nhìn từ phía khác.
  3. Chỉnh Số con lắc, Chu trình và Số dao động để tạo sóng của riêng bạn. Bật Âm thanh để nghe từng dao động, rồi lưu PNG.

Thêm một dao động mỗi chu trình

Mỗi chu trình, mỗi con lắc thực hiện nhiều hơn con lắc trước nó một dao động. Ở cách bố trí cổ điển, con dài nhất dao động 51 lần trong 60 giây, con kế tiếp 52 lần, và con ngắn nhất 65 lần. Sau 60 giây mỗi con lắc đã hoàn tất một số nguyên dao động, nên tất cả lại thẳng hàng.

Vì sao chiều dài quyết định nhịp

Một dao động nhỏ của con lắc mất 2π√(L/g) giây. Chỉ chiều dài và trọng lực có ảnh hưởng, không phải trọng lượng của bi, và với dao động nhỏ thì cũng không phải nó đung đưa xa đến đâu. Dây ngắn hơn nghĩa là dao động nhanh hơn. Một con lắc dao động nhanh hơn một phần tư cần sợi dây dài khoảng hai phần ba.

Sóng, hàng và nhóm

Sau mỗi dao động, các con lắc lệch pha thêm một chút. Đặt cạnh nhau, chúng trông như một làn sóng chạy dọc theo hàng. Ở giữa chu trình, cứ cách một con lắc lại có một con sớm hơn nửa dao động, nên các bi đứng thành hai hàng. Ở một phần ba chu trình chúng chia thành ba nhóm, ở một phần tư thành bốn. Bảng Thông tin gọi tên mẫu hình khi nó xuất hiện.

Hỏi thường xuyên

Vì sao các con lắc lại thẳng hàng?

Trong một chu trình mỗi con lắc hoàn tất một số nguyên dao động: 51, 52, và cứ thế đến 65. Cuối chu trình, tất cả chúng trở về đúng chỗ xuất phát, cùng một lúc.

Dây dài bao nhiêu?

Với sóng cổ điển, 51 đến 65 dao động trong 60 giây, dây dài nhất khoảng 34 cm và dây ngắn nhất khoảng 21 cm. Chu trình và Số dao động thay đổi chiều dài, và hình tự co giãn cho vừa.

Dao động lớn hơn có làm thay đổi mẫu hình không?

Dao động rộng mất thời gian lâu hơn dao động nhỏ một chút. Mô phỏng đặt mỗi chiều dài theo Góc bạn chọn, nên chu trình vẫn khép kín. Sóng con lắc thật được thả từ một góc nhỏ cũng vì lý do đó.

Ma sát làm gì?

Đó là sức cản không khí. Các dao động nhỏ dần trong khi thời gian mỗi dao động hầu như không đổi, nên mẫu hình mờ dần mà không vỡ. Khi ma sát bằng không, sóng cứ tiếp diễn.

Có tải gì lên không?

Không. Các con lắc được vẽ trên canvas trong trình duyệt. Lưu sẽ tải xuống một PNG. Chỉnh sửa mở ảnh đó trong trình chỉnh sửa PictorX.

Công cụ liên quan

Sóng con lắc: một hàng bi thép trên các dây hình chữ V bên dưới một thanh ngang, dao động thành sóng

Sóng con lắc

Sóng con lắc hoạt động thế nào: vì sao chiều dài con lắc quyết định chu kỳ của nó, vì sao thêm một dao động mỗi chu trình tạo ra sóng, hàng và nhóm, và vì sao các con lắc lại thẳng hàng.

 Ví dụ Con lắc Newton trong PictorX

Con lắc Newton

Nâng một bi thép rồi thả cho rơi. Tiếng tách đưa chuyển động đó sang phía bên kia. Xem độ cao biến thành chuyển động.

 Ví dụ Cuộc đua đường đoản thời trong PictorX

Cuộc đua đường đoản thời

Cho các bi đua từ A đến B trên dốc thẳng, hình tròn, parabol và cycloid. Cycloid luôn thắng, kể cả khi nó võng xuống dưới đích. Hãy tự vẽ đường trượt của bạn.

 Ví dụ Con lắc kép trong PictorX

Con lắc kép

Mô phỏng con lắc kép cổ điển trong trình duyệt. Vẽ vết đầu hỗn loạn, đường phơi sáng dài hoặc biến dạng trường mềm—rồi lưu PNG.

 Ví dụ Con lắc vẽ trong PictorX

Con lắc vẽ

Vẽ đường Lissajous giảm chấn trong trình duyệt—con lắc Blackburn cổ điển. Chỉnh tỉ lệ tần số, pha và giảm chấn, hoạt ảnh vệt và lưu PNG.

 Ví dụ Hệ mặt trời trong PictorX

Hệ mặt trời

Bay xuyên qua hệ mặt trời trong 3D ngay trên trình duyệt. Mặt Trời, tám hành tinh, các mặt trăng lớn nhất của chúng, các hành tinh lùn và vành đai Kuiper chuyển động theo hấp dẫn Newton trên quỹ đạo nghiêng thật của chúng.

 Ví dụ Bánh xe Lorenz trong PictorX

Bánh xe Lorenz

Mô phỏng bánh xe nước hỗn loạn Malkus/Lorenz trong trình duyệt. Chỉnh lưu lượng, rò rỉ và ma sát, xem đảo chiều hoặc chuyển sang ODE Lorenz—rồi lưu PNG.

Sẵn sàng thử chưa?

Mở PictorX trong trình duyệt của bạn — không cài đặt, không cần thiết thẻ tín dụng để khởi động.

Tới bộ sửa