- PDF Free Download

Transkript

1 Skládání sil (jb6.3.01) Skládání dvou až pěti sil, názorně vidíme, jak se síly skládají, a kam bude mířit výslednice Kladky (jb ) Na třech různě složitých soustavách můžete pozorovat, jak se projeví přidání zátěže na jedmotlivé kladky. Kladky (jb6.3.01) Jak bude vypadat rozložení sil na provázku mezi dvěma kladkami, když na provázek zavěšujeme na tři místa závaží různé hmotnosti? Nakloněná rovina (jb6.3.01) Nakloněná rovina, měníme sklon, hmotnost závaží, koeficient tření, vidíme působící síly. Hra s těžištěm (jb ) Čtyři stejně těžké bloky ležící na sobě posouváme, dokud se jejich barva nezmění. Tehdy by už celá pyramida spadla. Demonstrovat lze, že záleží na poloze všech kvádrů a stabilní jsou i zcela nečekané polohy. 2. Newtonův zákon (jb6.3.01) Jaké zrychlení udělí vagónku závažíčko upevněné k němu přes kladku? Volíme hmotnosti závaží i vagónku, koeficient tření, získáme zrychlení čas a dráhu Rázy (jb ) Pružný a nepružný ráz, vidíme srážku dvou vozíčků, volíme jejich rychlosti a hmotnosti, druh srážky, měříme zrychlení a hybnost před a po srážce Coriolisova síla (jb ) Působením Coriolisovy síly se stáčí mořskéa větrné proudy a na tomto modele se můžeme podívat, jak působí tato síla na kuličku, kterou pošleme přímočaře na otáčející se disk. Můžeme nastavit rychlosti kuličky i disku i polohu, ze které kuličku vypouštíme. Kyvadlo (jb ) Jednoduché kyvadlo, stejné možnosti jako u pružiny Kyvadlo (jb ) Model kyvadla. Zajímavá je možnost měnit parametry včetně tíhového zrychlení a sledovat, jaký vliv to má na pohyb. Zobrazuje se i hodnota kinetické a potenciální energie. Pružina (jb ) Jednoduchý oscilátor tvořený závažím na pružince, zajímavé je znázornění rychlosti, zrychlení, síly, energie a prodloužení v grafech i na obrázku se směry působení a změnami. Jednoduché, bez teorie, ale přehledné.

2 prodloužení v grafech i na obrázku se směry působení a změnami. Jednoduché, bez teorie, ale přehledné. Nucené kmitání (jb ) Nucené kmity, můžeme měnit všechny parametry (hmotnost závaží, tuhost pružiny a frekvenci budícího kmitání), do grafu vynášíme různé veličiny. Pro matematické odvození je přiřazen matematický dodatek v dolní části stránky Kolotoč (jb ) Rozklad sil na řetízkovém kolotoči, měníme všechny parametry, tzn. hmotnost závaží, délku ramen, rychlost otáčení, velikost kolotoče. Vidíme, jak bude situace vypadat, znázorněny jsou působící síly. Keplerovy zákony (jb ) Na modelu planety obíhající kolem Slunce jsou demonstrovány postupně všechny tři Keplerovy zákony. Podle zvolené počáteční vzdálenosti od Slunce dostáváme různé trajektorie Aplety z molekulové fyziky Stavová rovnice plynů (jb ) Využití stavové rovnice plynů pro ukázku různých dějů (izo -termický, -barický, -chorický), na grafech vidíme vždy průběh tlaku, objemu i teploty. Uveden pouze jediný vzorec stavové rovnice plynů a z něj plynoucí rovnice jednotlivých dějů Aplety z molekulové fyziky - anglicky Brownův pohyb (jb ) Malé částice se pohybují a narážejí do větších, jejichž dráhu zaznamenáváme. Aplety o vlnění - anglicky Typy vlnění - podélné a příčné (jb ) Jednoduchá ukázka podélného a příčného vlnění Podélná vlna (jb ) Stojatá podélná vlna v trubici, vidíme graf amplitud jednotlivých kmitajících částic i jediné částice (některé se pohybují, jiné stojí). Volíme délku trubice a zda bude otevřená, uzavřená, nebo uzavřená pouze na jednom konci. Pouze demonstrace bez teorie Skládání vlnění (jb ) Názorně vidíme, jak se složí dvě vlny jdoucí proti sobě. Můžeme měnit parametry každé vlny. (jb ) V tomto apletu vidíme zvlášť každou z vln, ze kterých vzniká výsledné vlnění. Díky tomu je lépe zřetelný tvar složené vlny. Dopplerův efekt (jb ) Velmi názorný a jednoduchý výklad Dopplerova efektu. Vidíme, že zvuk vycházející z auta se k nám blíží v "hustějších" vlnách, když se k nám auto přibližuje, než když se od nás vzdaluje. Dopplerův efekt (jb ) Znázornění šíření zvuku z pohybujícího se zdroje a posuv frekvencí Nadzvukové letadlo a rázová vlna (jb ) Pokud letí letadlo rychleji než zvuk, nemusí se k nám jako první dostat zvuk, který vznikl dříve a vznikají zajímavé efekty. Nastavit si můžete rychlost letadla i polohu pozorovatele.

3 efekty. Nastavit si můžete rychlost letadla i polohu pozorovatele. Fourierův rozklad vlnění (jb ) Každé vlnění můžeme rozložit na součet jednoduchých vln. Zde si můžete například zvolit základní frekvenci a pak přidávat vyšší násobky a sledovat, jak by vypadala Fourierovská analýza takového vlnění. K dispozici je teoretická část, která v základních vzorcích vysvětluje Fourierův rozklad. Aplety z elektřiny a magnetismu Fotoelektrický jev (jb ) Popis fotoelektrického jevu a možnost nastavit si parametry obvodu, na němž je tento jev ukázán. Ohmův zákon (jb ) Na jednoduchém obvodu sledujeme, jak se mění hodtoty proudu, napětí a odporu při změnách některé z těchto veličin Elektromagnetický oscilátor (j9.3.01) Obvod s cívkou a kondenzátorem, vidíme elektromagnetickou oscilaci, energie se zachovává. Volíme parametry obvodu, sledujeme průběh napětí a proudu. Generátor elektrického proudu (jb ) V otáčející se cívce je indukován proud, můžeme zvolit směr otáčení. Přidat můžeme komutátor, který nám proud usměrní, průběh proudu zachycuje graf. Magnetické pole přímého vodiče s proudem (jb ) Jak vypadají magnetické siločáry vodiče, jímž protéká proud? Tento aplet je demonstrací známého pravidla pravé ruky, které určuje směr magnetické indukce. Aplety z elektřiny a magnetismu - anglicky Elektromagnetická vlna (jb ) Vidíme prostorově znázorněný průběh elektrické i magnetické intenzity, hezky je vidět stojaté vlnění při postupu vlny. Elektromagnetická vlna (jb ) Průběh elektromagnetické vlny. Sledujeme jednotlivé složky, můžeme zvolit periodu pohybu a také úhel pohledu. Vodič v magnetickém poli (jb ) Lorentzova síla způsobí vychýlení vodiče v magnetickém poli. Vidíme, kam se vychýlí při opačné orientaci magnetu, při opačném směru proudu. Částice v elektromagnetickém poli (jb ) Magnetické pole způsobuje pohyb po kružnici, elektrické rovnoměrný pohyb. Jak bude vypadat jejich složení? Nastavit si můžeme složky pole a sledovat síly působící na částici. Siločáry (jb ) Podívejte se na rozložení siločar a ekvipotenciál kolem jednoho a dvou bodových nábojů s proměnnou velikostí. Princip elektromotoru (jb ) Lorentzova síla a princip elektro-magnetické indukce. Otáčející se smyčka v magnetickém poli, opět můžeme zvolit směr proudu. Biot-Savartův zákon (jb ) Můžeme se přesvědčit, jak ovlivňuje elektrický proud ve vodiči hodnotu magnetického pole ve svém okolí.trocha vysvětlující teorie.

4 Kirchhoffovy zákony (jb ) V obvodu se dvěma rezistory můžeme například měnit napětí na zdroji a sledovat, jak se mění hodnoty na ostatních prvcích obvodu. Obvod s kondenzátorem a odporem (jb ) Nastavíme parametry obvodu a vypínáním (zapínáním) vypínače kondenzátor nabíjíme nebo vybíjíme, průběh napětí sledujeme na grafu.v teorii vysvětlen průběh experimentu. RCL obvody (jb ) Jednoduché obvody, vkládáme cívku, odpor nebo kondenzátor, nastavíme hodnoty napětí, proudu atd. Sledujeme průběh napětí a proudu. RCL obvod (jb ) Můžeme vidět rezonanci na grafech znázorňujících průběhy napětí a proudu, bohužel chybí teoretická část a popisky. Princip cyklotronu (jb ) Poměrně podrobná teorie nám vysvětlí, jaké síly na částici působí a pak si můžeme vyzkoušet, jak se bude chovat v cyktlotronu. Pro zajímavost se můžeme podívat na fotografii skutečného velkého cyklotronu Aplety z optiky - anglicky Odraz a lom (jb ) Volíme si dvě prostředí (odkud i kam světlo půjde), znázorní se nám graficky i číselně úhel odrazu i lomu. Dalekohled (jb ) Jednoduchý model astronomického dalekohledu sestaveného z objektivu a okuláru, není moc podrobný. Rovinné zrcadlo (jb ) Myší můžeme psát či kreslit do předmětového prostoru a vidíme, jak se nám předměty zobrazí. Pomáhají nám pomocné paprsky, na kterých vidíme zákon odrazu a dotvoření neskutečného, stranově převráceného obrazu. Dvě rovinná zrcadla (jb ) Dvě rovinná zrcadla vytváří zajímavé obrazy, pokud měníme jejich vzájemný úhel a polohu světelného zdroje. Aplet ovládáme myší, pravým tlačítkem zobrazíme polohu obrazů, dvojklikem spustíme emitaci světla Hra se zrcadlem (jb ) Počítač vám po kliknutí do obrázku zobrazí cestu, kterou musíte zrcadlově následovat. Chytnete šedý kroužek a musíte jen po dané cestě donést k modrému kolečku. Svůj pohyb sledujete zrcadlově, je tedy třeba si uvědomit, že pohyby jsou stranově obrácené. Za správnou cestu získáte víc bodů!:-) Zákon odrazu a lomu (jb ) Máme rozhraní voda - vzduch. Z vody vychází světelný paprsek, myší můžeme nastavit polohu zdroje i úhel odrazu. Vidíme, že intenzita prošlého světla závisí právě na úhlu, při určitém úhlu se všechno světlo odrazí. Dvojklikem na zdroj dostaneme laserový paprsek- paprsek je bodový. Zobrazení čočkou nebo zrcadlem (jb ) Vybereme si, jakým optickým prvkem budeme zobrazovat, nastavíme polohu zobrazovaného předmětu a vidíme, kam se nám předmět zobrazí. Modré paprsky jsou skutečné, zelené virtuální, na výběr máme spojku, rozptylku, konvexní a konkávní zrcadlo. Proč vidíme duhu? (jb ) Rozklad světla ve vodní kapce nám ukazuje, co se stane, pokud na dešťovou kapku zasvítí sluníčko. Můžeme nastavit intenzitu dopadajícího světla, vybrat si, zda budeme sledovat bílé světlo nebo jednotlivé jeho složky. Teorie na závěr nám osvětlí, proč k těmto jevúm dochází. Jak nás vidí ryby? (jb ) Sklenička ponořená do vody vypadá menší. A stejně bude zdeformovaná, pokud se na ni podíváme z vody. Tady

5 Sklenička ponořená do vody vypadá menší. A stejně bude zdeformovaná, pokud se na ni podíváme z vody. Tady si můžeme vyzkoušet, jak se bude měnit obraz objektu nad hladinou při pohledu z vody. Můžeme měnit polohu a velikost předmětu, polohu a ryby a vzdálenost jejích očí. Stín a světlo (jb ) Na předmět svítíme světlem a na stínítku pozorujeme neostrou hranici světla a stínu. Můžeme měnit polohu zdroje i předmětu, volíme si kombinaci barevných zdrojů, tj. červené, zelené nebo modré světlo, různě je rozmisťujeme a tím nám vzniká na stínítku barevné světlo. Zákon odrazu a kulečník (jb ) Zákon odrazu se uplatňuje i při kulečníkové hře. Zde si to můžete vyzkoušet. Ve třech kolech hrajete kulečník. Myší ovládáte červenou kouli a trefujete se do ostatních. Fermatův princip (jb ) Světlo si při průchodu každým prostředím vybere dráhu, která je časově nejkratší. Zde vidíme možné geometrické dráhy mezi dvěma body, po nichž se šíří stejnou rychlostí světlo. Díky Fermatovu principu tak vidíme, že nekratší časově nejkratší dráha odpovídá zákonu lomu (stejné prostředí) a zákonu odrazu (opticky různá prostředí). Hyugensův princip (jb ) Názorná demonstrace Huygensova principu, postupně vidíme dopadající rovinnou vlnu, pak sledujeme, jak se každý bod z opticky jinak hustého prostředí stává také zdrojem vlnění a jak se tyto vlny skládají v rovinnou vlnu. Každý krok doprovází popis, volíme úhel, pod kterým rovinná vlna dopadá Skládání barev (jb ) Aditivní a doplňkové skládání barev, volíme počáteční sytost každé barvy a vidíme, jak vypadá po složení s ostatními Interference na dvojštěrbině (jb ) Jak se bude skládat vlnění po průchodu dvojštěrbinou? Měnit můžete vzdálenost štěrbin i vlnovou délku vlnění Youngův pokus - interference na dvojštěrbině (jb ) Demonstrace Youngova pokusu, můžeme nastavit šířku štěrbin, vlnovou délku, vzdálenost stínítka i štěrbin. Šíření vlny prostředími o různé hustotě (jb ) Zákon odrazu a lomu pro různá prostředí. Vidíme mimojiné, že pro některá rozhraní světlo neprojde, ale pouze se odrazí. Polarizace světla (jb ) Ukázka, že polarizátor propouští jen část dopadajícího světla. Při průchodu polarizovaného světla druhým stejným polarizátorem závisí intenzita propuštěného světla na vzájemném natočení polarizátorů. V tomto apletu si můžete nastavit právě úhly natočení polarizátorů a sledovat, kolik světla druhý polarizátor propustí. Aplety z jaderné fyziky - česky Urychlování částic (mg ) Animace urychlování částic i s teoretickým vysvětlením. Pravoúhlá potenciálová jáma konečné hloubky (jb ) Vidíme, jak bude vypadat vlnová funkce částice v pravoúhlé potenciálové jámě konečné hloubky. Měnit můžeme energii částice. Aplety z jaderné fyziky - anglicky Bohrův model atomu (jb ) Bohrův model atomu, můžeme si vybrat částicový nebo vlnový pohled a sledovat jeden z osmi orbitálů. Připojeny základní potřebné konstanty

6 základní potřebné konstanty Cyklotron (jb ) Princip cyklotronu, který je doplněn také vzorci a popisem toho, proč je nabitá částice v cyklotronu urychlována. Model jaderné elektrárny (jb ) Před sebou máme zjednodušený model jaderné elektrárny, zvolíme nějaký program a můžeme se pomocí ovládání čerpadel (klikáním) pokusit zabránit katastrofě. Stejně jako v Černobylu se nám to nemusí nepodařit. Radioaktivní rozpad (jb ) Zákon radioaktivního rozpadu, na vzorku 1000 jader vidíme, jak se začnou přeměňovat, možnost stopnout rozpad a zjistit, kolik jader se už rozpadlo, kolik jich ještě zůstalo v původním stavu, znázornění na křivce popisující radioaktivní rozpad. Rozpad prvků (jb ) Vidíme, jak se budou rozpadat izotopy různých prvků. V Mendělejově tabulce můžeme sledovat, jak se bude daný vzorek měnit. Ruthefordův rozptyl (jb ) Vidíme těžké jádro a kolem něj částice, které se odchylují v závislosti na vzdálenosti, ve které se nacházejí v okamžiku průletu kolem jádra. Odkaz na rozsáhlou teoretickou část popisující tento slavný pokus. Další verzi tohoto pokusu, kde uvidíte více částic ostřelujících jádro a můžete měnit jejich rychlost, najdete na adrese (jb ) Aplety z relativity - anglicky Dilatace času (jb ) Rozdíly mezi časem pozorovaným v raketě a na Zemi, vzdálenost je pět světelných hodin, můžeme měnit rychlost rakety a vidíme, že se rozdíly nemění lineárně. Obrázky jsou spíše na doplnění, názornější jsou hodnoty naměřených časů. Uveden základní vzoreček a nastíněno jeho vysvětlení. Kontrakce délek a relativita současnosti (jb ) Pozorujeme dvě tělesa, jedno se pohybuje vůči druhému. Při rychlosti srovnatelné s rychlostí světla sledujeme, že pohybující se těleso je kratší a kolem nás už jeho konce neproletí současně. Aplety z kvantové mechaniky Radiální vlnové funkce atomu vodíku (jb ) Jak vypadá tvar radiální části vlnové funkce atomu vodíku pro různá kvantová čísla, se můžeme podívat na této stránce, která obsahuje české popisy zadávaných veličin. Úhlové vlnové funkce atomu vodíku (jb ) A takto vypadá tvar úhlové části vlnové funkce atomu vodíku. Opět se můžeme zadávat různá kvantová čísla a sledovat různý tvar vlnovýh funkcí. Planckův vyzařovací zákon (jb ) Planckův vyzařovací zákon popisuje rozložení hustoty energie záření. Podívejte se na tvar tohoto rozložení při různých tplotách vyzařujícího tělesa. Aplety z kvantové mechaniky - anglicky Chování vlnového balíku na překážce (jb ) Sledujeme kvantový jev průchodu vlnového balíku potenciálovým valem, odraz od jámy a rozplývání volného

7 Sledujeme kvantový jev průchodu vlnového balíku potenciálovým valem, odraz od jámy a rozplývání volného balíku. Další znázornění překonání bariéry najdete na adrese (jb ) Stern-Gerlachův pokus (jb ) Jeden z nejslavnějších pokusů kvantové mechaniky, při němž se dá změřit spin elektronu, je schematicky znázorněn v tomto apletu. Nastavit si kromě rychlosti animace můžeme také pravděpodobnost, s jakou bude mít částice spin a pak sledujeme, jak se budou vyvíjet absolutní počty a relativní četnosti částic se spinem a částic se spinem dolů. Můžete si také přečíst podrobnější informace o uspořádání pokusu a dějích, které jsou při něm důležité.informace v češtině ve formátu pdf obsahují popis původního uspořádání experimentu, jeho podstatu a také podrobný popis aparatury, která se používá k určování spinu studenty na vysokých školách. Najdeme zde také vzorce pro výpočty různých veličin pomocí naměřených dat. Aplety z astronomie - anglicky Sluneční soustava interaktivně (jb ) Na 12 obrázcích se seznámíme s některými charakteristickými znaky sluneční soustavy. Zachyceny jsou zejména oběžné dráhy planet, jejich sklon vůči ekliptice, dráhy některých komet a dalších objektů. Poslední obrázek je vlastně modelem sluneční soustavy, který můžete otáčet a sledovat jej z různých úhlů. K dalšímu obrázku se dostaneme vždy kliknutím na "Next" v pravém horním rohu předchozího obrázku. Naše nejbližší hvězdy (jb ) Jednoduchý aplet, který znázorňuje Slunce a několik desítek nejbližších a nejjasnějších hvězd. Pokud si v nabídce vybereme některou z hvězd, na modelu vesmíru ji zvýrazní zelený kroužek a v tabulce vedle modelu si můžeme přečíst charakteristiky dané hvězdy (vzdálenost od Země, spektrální typ, svítivost, hvězdnou magnitudu...). Velmi zajímavá je možnost otáčet modelem a dívat se na blízký vesmír z různých úhlů. Velmi názorně vidíme, že z jednoho úhlu vypadá rozložení hvězd úplně jinak, než z druhého. Fáze Měsíce (jb ) Názorná simulace ukazuje, jak Měsíc obíhá kolem Země a jak přitom Slunce Měsíc osvětluje. Zajímavé je zvolit si zároveň pohled na Měsíc ze Země a celkový pohled na soustavu Slunce-Země-Měsíc. Vývoj hvězd (jb ) Tento aplet by nám měl přiblížit, jak se budou vyvíjet hvězdy, které srovnáváme se Sluncem. Právě zadáním poměru hmotnosti hvězdy k hmotnosti slunce vybereme z nabídnutých hvězd jednu, jejíž vývoj budeme sledovat v čase. V grafu je na ose x vynesena teplota hvězdy a na ose y můžeme sledovat její svítivost. Na konci popisu apletu, který je pod aplikací, najdeme i typy na hodnoty poměru hmotností, kterým přísluší zajímavý (nebo naopak téměř žádný) vývoj. Obíhání dvojhvězdy (jb ) Aplet znázorňující vzájemné obíhání dvojhvězdy umožňuje zvolit si mnoho parametrů. Nastavením M1 a M2 zadáváme hmotnost každé z hvězd, koeficient a určuje jejich vzájemnou vzdálenost, změnou e nastavíme excentricitu drah, poslední dva údaje i a w znamenají úhly: i představuje úhel roviny, ve které dvojhvězda obíhá, vzhledem k rovině ekliptiky, nastavením w měníme směr hlavní osy v rovině obíhání. Vedle tabulky s parametry a znázorněním pohybu dvojhvězdy vidíme také údaje o rychlosti obíhání a době oběhu. Zobrazit pro tisk