M&I-EA/ED Fysikk

 

Startside Grunnleggende fysikk Sensorteori Nye simuleringer Elektromagnetisme ELO & Mikrobølger M&I-EA/ED Fysikk FKI Animasjoner med oppgaver Diverse OMJ2

Våren 2013

Uke 17

Transversal bølge

Longitudinal bølge

Grafisk framstilling av cosinusfunksjoner. Fasekonstant

Stående bølge: Se vandrebølgene som lager en stående bølge. Tips: Endre frekvensen til 5.0

Visere for to bølger og resultantbølgen. Den reelle aksen er vertikal

Summasjon av visere og stående bølger. Tips: Start med å velge knappen t = 0

Bølger og amplituder, visere og SWR

Reflksjoner på elektrisk kabel. Tips Varier impedansen i last.

 

Våren 2012:

Løsninger på oppgaver:

Kap1  Kap2  Kap3  Kap4  Kap4del2  Kap5  Kap6  Kap7  Kap8  Kap9  Kap10  Kap11  Kap12  Kap14

 

Uke 6

Cosinusgenerator (og fasevinkler) Hjemmearbeid: Løs oppgavene!

Harmonisk svinging, cosinusgraf

Hvorfor bruker vi komplekse tall for å beskrive svinginger?

Bil på flat bane

Bil på dosert bane

Bil i loop, versjon 1

Bil i loop, versjon 2

Uke 7

Addisjon av komplekse tall (svinginger), visere og grafer

Uke 8/10

Hva mener vi med tvungne svinginger? Et eksempel fra en "barnehage"

Se hvordan et system (fjær + masse tvinges til å svinge). Hva er resonans?

Hjuloppheng på en bil. Typisk system : masse, fjær, dempeledd (støtdemper)

Enkel modell: Tvungne svinginger for masse, fjær, eller masse + fjær

Uke 10

Rotasjonsdynamikk,  eksempel med ett kraftmoment

Rotasjonsdynamikk,  eksempel med to kraftmoment

Uke 11

Harmonisk svinging, cosinusgraf

Cosinusgenerator (og fasevinkler) Hjemmearbeid: Løs oppgavene!

 

Ekstratimer Uke 12:

Dempet svinging Se på dempekonstanten b.

Tvungne svinginger og resonans

(Eventuell ekstratime uke 13

Bølge på streng, grunnstørrelser

Longitudinal bølge

Flere typer bølger

Bølger og historiegrafer for ett punkt)

Kulebølge: Hva er A når vi beregner intensitet?

Dopplereffekt. Se på stasjonær kilde, stasjonær lytter, eller begge i bevegelse

Superposisjon, grunnleggende

Superposisjon, sinusbølger

Superposisjon, faseforskjell kilde og gangforskjell

 

 

Impedans:  Paralellresonans

 

Uke 15

Eksempel side 1-8 i kompendium. Addisjon /superposisjon

Animasjon av roterende komplekse tall. Addisjon/superposisjon

Uke 17

Visere i en bølge

Superposisjon av framgående bølge og reflektert bølge:

Kabel/impedanstilpassning

Grunnleggende

 

 

 

 

 

 

 

 

Våren 2011:

Løsninger på oppgaver:

Kap1  Kap2  Kap3  Kap4  Kap4del2  Kap5  Kap6  Kap7  Kap8  Kap9  Kap10  Kap11  Kap12  Kap14

Uke 1

Veigraf- fartsgraf - aks.graf ved konstant akselerasjon

Det samme for loddrett kast uten luftmotstand (Velg: Rise and fall)

Uke 2

Her er en test som du gjennomfører på internett. Du har fått et passord utdelt. Bruk det. Testen gjennomføres  før 20 januar.

Oppgaver med grafer (x-t, v-t og a-t).

Når du er kommet inn på denne siden, klikk på "Velg denne" knappen på den øverste oppgaven.

Løs oppgavene. Etter at spørsmålene er besvart, skriv inn tildelt passord og klikk på knappen "Evaluering og eventuell innsending".

Uke 3.

Prosjektilbevegelsen er en plan bevegelse (2D)

Prosjektilbevegelse. Hastighetskomponenter. Graf av vy.

Uke 5.

Statisk friksjon og kinetisk friksjon

Vikartimer, uke 5:

Interferens, to kilder. Se på gangforskjeller

Lyd fra høyttaler. Fortetninger og fortynninger: Overtrykk og undertrykk.

Lyd er longitudinale svinginger. Det gir fortetninger og fortynninger.

Lyd og resonans (den situasjonen som vises her har skjedd kun en gang)

Uke 6.

Newtons 3. lov  Eksempel 1

Newtons 3. lov Flere eksempler

Et eksempel på løst oppgave: Kjelke i en bakke

Uke 7

Bil som har både baneaks og sentripetalaks

Planpendel: Tegn inn krefter i ytterpunkter og laveste punkt

Bil på flat bane

Bil på dosert bane

Bil i loop, versjon 1

Bil i loop, versjon 2

Uke 8

Bevaring av bevegelsesmengde 1

Bevaring av bevegelsesmengde 2 (Newtons vugge)

Bevaring av bevegelsesmengde 3

Bevaring av bevegelsesmengde 4 (skjeve støt)

Uke 10

Energibevaring (noen på brett)

Velg  "Fall" og finn feilen!

Velg "Spring" og se på svingeenergien

Uke 12

Facit/løsning på hjemmeprøven

En bom ute av likevekt

Vinkelhastighet/vinkelakselerasjon. Hvorfor skjer dette?

Uke 13.

Hjulspinn: Oppgaver med et hjul som blir utsatt for diverse kraftmoment.

Bomspinn: Oppgaver med en heller ustabil bom.

Uke 14

Spinnbevaring 1   Ball i snor

Spinnbevaring 2  Kuler på stang

Spinnbevaring 3    Mann med hjul på "turntable"

Spinnbevaring 4  En rekke eksempler

Spinnende topp/snurrebass

Figur 12.49 Omega som vektor

Figur 12.59 Spinn (angulært moment) som vektor

Figur 12.60 Eksempel på spinnbevaring

Figur 12.55  Kraftmoment som vektor

Eksempel på partikkespinn (satelitt)

Flere ex på partikkelspinn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Våren 2010:

Uke 2

  Randall/Knight Chap. 14.

Enkel harmonisk svinging:

Simulering-1

Simulering-2

Simulering-3  Hjemmearbeid: Løs oppgavene som ligger i denne appleten! (ca 3 min arbeid)

Cosinusgenerator (og fasevinkler) Hjemmearbeid: Løs oppgavene!

Uke 3.

Startbetingelser, amplitude og fasevinkel.   Hjemmearbeid: Løs oppgavene!

Dempet svinging. Hva er dempingskonstanten b?

Har det en hensikt å dempe en svinging?

Uke 4.

 Randall/Knight Chap. 20.

Lag pulser, sinusbølger oa. Sørg for at bølgen ikke blir reflektert

Bølger og grafer. Grafene er enten utslag-x eller utslag-t.

Hvordan lage grafer av longitudinale bølger?

Bølge, ex1

Bølge, ex2

Bølge, mange ex

Uke 5.

 Randall/Knight Chap. 21.

Superposisjon av to pulser (firkant og oval) som "overlapper". Hvordan blir summen? (Firkant og oval)

Superposisjon av to pulser (sinus) som "overlapper". Hvordan blir summen?

Stående bølger. Frekvensen bør endres til 4.0 Hz. Hvorfor knutepunkter? Hvordan dannes maxpunkter?

Uke 6.

Bølger i fase eller motfase.

Kompendium, Kapittel 4 om lydbølger.

Lyd fra høyttaler. Fortetninger og fortynninger: Overtrykk og undertrykk.

Lyd er longitudinale svinginger. Det gir fortetninger og fortynninger.

Kan elefanter lage lyd? (Svaret er ja, men ikke på denne måten)

Lyd og resonans (den situasjonen som vises her har skjedd kun en gang)

Uke 7.

Fortetninger i mediet og trykk.

Hør forskjeller i lydstyrke, dB-skalaen.

Doppler:

Dopplereffekt. Hva er det for noe? Hør på en bil. Hva er det som endrer seg?

Dopplereffekt.  Hvor mange bølgetopper kommer inn i øret i løpet av ett sekund?

Dopplereffekt. Hva skjer når lydkilden passerer bølgefarten (lydfarten)?

Dopplereffekt. Grunnleggende modeller. Første modell: Observatør i ro. Andre modell: Observatør i bevegelse.

 

Uke 8.

Sammenheng mellom harmoniske svinginger og komplekse tall (framstilt grafisk):

Utslaget er realdelen av et roterende komplekst tall.

Eks1 Elastisk pendel. Hvor ligger Re-aksen? Hva er fasekonstanten? Start pendelen både oppe og nede.

Eks 2 Svingingen i flere punkter i en bølge. Hvor ligger Re-aksen? (Her er et uheldig fortegnsproblem)

Eks 3. En ytre kraft får en pendel til å svinge. Hvilke størrelser framstilles med kompleks viser?

Eks 4. En stående svinging. Kompleks framstilling av svingingen for midtpunktet i en buk. Velg "Display phasors". Prøv de tre laveste frekvensene.

Komplekse tall er lette å addere. Her: Grafisk addisjon

Uke 11

Bølgeutslag og roterende visere.

Bølgeutslag og roterende visere, anbefalte oppgaver

Stående bølger. Frekvensen bør endres til 4.0 Hz. Den stående bølgen er en superposisjon av to bølger

(Bølgen stoppes med høyre museknapp)

Å finne resultaltbølge ved å summere visere. Anbefalte oppgaver!!!!!

Uke 12

Visersummasjon og stående bølger.

Refleksjon av strøm fra en last

Uke 15

Dagligdags eksempel på tvungne svinginger

Tvungne svinginger i system fjær/masse. Se på innsvingingsforløp.

Hjuloppheng, bil

Vi begynner med det enkle, en masse m og fjær k

Uke 16

Serieresonans

Parallellresonans

Sammensatt system, kombinasjon av serie og parallellkopling

Uke 17

Akustikk

Refleksjon og transmisjon fra grenseflater

Bølgefronter når lyd brytes

Bøying av lyd. Hvordan ser bølgefronten ut på en lydbølge som blir bøyd?

 

 

__________________________________________________________________________________________

Tidligere kurs, Våren 2009:

Uke 3:

                                                    Randall/Knight Chap. 14.

Enkel harmonisk svinging:

Simulering-1

Simulering-2

Simulering-3  Hjemmearbeid: Løs oppgavene som ligger i denne appleten! (ca 3 min arbeid)

Cosinusgenerator (og fasevinkler) Hjemmearbeid: Løs oppgavene!

Elastisk pendel, graf eller cosinusgenerator

Uke 4.

Dempet svinging. Hva er dempingskonstanten b?

Resonanseksempel 1

Resonanseksempel 2

                                                    Randall/Knight Chap. 20.

 

Bølger på en streng. Pulser og sinusbølge

Bølger og grafer: D-x graf og D-t graf.   Prøv denne på egen hånd!!

Uke 5.

Sammenlign transversale og longitudinale utslag

Kan lyd knuse glas? Demo av en operasangerinne

Dopplereffekt. Hva er det for noe? Hør på en bil. Hva er det som endrer seg?

Dopplereffekt.  Hvor mange bølgetopper kommer inn i øret i løpet av ett sekund?

Dopplereffekt. Hva skjer når lydkilden passerer bølgefarten (lydfarten)?

Dopplereffekt. Grunnleggende modeller. Første modell: Observatør i ro. Andre modell: Observatør i bevegelse.

 

Uke 6.

                                               Randall/Knight Chap. 21.

Superposisjon av to pulser (firkant og oval) som "overlapper". Hvordan blir summen? (Firkant og oval)

Superposisjon av to pulser (sinus) som "overlapper". Hvordan blir summen?

Hvordan finne resultant?

Stående bølger. Hvorfor knutepunkter? Hvordan dannes maxpunkter?

Sveving, en forklaringsmodell

Lyd og Fourierrekker

Uke 7.

Hvordan skal vi forstå en amplitudegraf?

Interferens og gangforskjell. Hvilken gangforskjell gir konstruktiv/destruktiv interferens?

Interferens i 2 dimensjoner (klikk i appleten).  eller denne (krever flash8)

                                                       Kompendium, Kap 4.1 - 4.4

Lyd: Utslag/trykk. Hva betyr amplitude? (Krever flash)

Lyd og grafiske framstillinger. Hvordan er trykkgrafen i forhold til utslagsgrafen?

Uke 8.

Hvordan kan vi lagre lyd? Litt om digitalisering av lyd.

Grafisk framstlling av svingingen som gir lyden "Hallo".

Sampling av lyd

dB-skalaen:

Hør forskjeller i lydstyrke, dB-skalaen.

Uke 9.

                                                Kompendium, Kap 1

Sammenheng mellom harmoniske svinginger og komplekse tall (framstilt grafisk):

Eks1 Elastisk pendel. Hvor ligger Re-aksen? Hva er fasekonstanten? Start pendelen både oppe og nede.

Eks 2 Svingingen i to punkter i en bølge. Hvor ligger Re-aksen?

Eks 3. En ytre kraft får en pendel til å svinge. Hvilke størrelser framstilles med kompleks viser?

Eks 4. En stående svinging. Kompleks framstilling av svingingen for midtpunktet i en buk. Velg "Display phasors". Prøv de tre laveste frekvensene.

Superposisjon.

Hvordan ser superposisjon (addisjon) ut i del komplekse plan? For å få ny graf: Dobbelklikk!

Uke 11.

 

                                                                        Kompendium, Kap 2

I en bølge langs x-aksen er fasevinkelen x-avhengig. Hva er endringen på en lengde lik en bølgelengde?

Uke 12.

Amplitudegrafer, refleksjonskoeffisienter og SWR. Om hvordan den reflekterte bølgen bestemmer amplitudegrafen. Nesten alt du trenger å vite om dette!

Om hvordan en elefant kan få  280 visere  til å gå rundt.

Litt om stående bølger på transmisjonslinjer.

 

                                                                        Kompendium, Kap 3

Uke 13.

Mekanisk impedans for treg masse, m. Hvorfor er frekvensen med i formelen?

Mekanisk impedans for elastisk fjær. Velg system: Elastisk fjær (samme adresse som forrige animasjon). Se også på masse+fjær.

Et virkelig komplisert system med tvungne svinginger. Velg frekvens med å klikke på grafen. Tips: Bruk minst mulig demping (c1 og c2 så lavt som mulig )

Uke 14.

Masse+fjær (+ demping) når den ytre krafta virker på fjæra.

Eksempel på tvungne svinginger med fjær, masse og demping.

Tvungne svinginger. Hjuloppheng på bil.

Seismograf. Eksempel på system med masse, fjær og demping.

Kan visere lage noe annet enn sinus og cosinusgrafer?

Lag egne funksjoner, programmet beregner viserne (Fourier-rekker)

Uke 16.

Hvordan ser vi på impedansen at systemet er nær en resonans? (Velg to lodd)

 

                                                                        Kompendium, Kap 4

Refleksjon/transmisjon av bølger på streng når mediet endres

Refleksjon/transmisjon av elektriske bølger (spenningsbølge, strømbølge) på kabel/transmisjonslinje.

 

                                                                       

Uke 17.

Hvorfor brytes lyd når bølgen treffer en grenseflate? Tips: Bølgefronten er alltid en sammenhengende kurve (flate).

Simulering 1

Simulering 2

 

Bøying av lyd. Hvordan ser bølgefronten ut på en lydbølge som blir bøyd?

Lydbøying, plane bølgefronter (langt fra lydkilden)

Lydkanal

 

 

 

 

 

 

Oversikt over Våren 2008:

Uke 2:

Startposisjon og starthastighet er avgjørende for amplituden og fasevinkelen til en svinging. Prøv dette ut her: Startposisjon og starthastighet.

Uke 3:

Fasevinkler er ofte problematiske. Se hvordan fasevinkler bestemmer grafen her.

Uke 4:

Fasevinkler er spesielt viktige for å forstå sinus(cosinus)bølge. Øv deg her!

I kap 21 er det viktig at du skjønner superposisjonsprinsippet:

Superposisjon.                                 Trykk på knappen > for å komme i gang. "Show compo" viser komponentene, dvs de to bølgene som summeres.

Uke 5:

Stående bølger.                              Tema: Se hvordan stående bølge på en streng oppstår ved superposisjon av to bølger i hver sin retning. Du bør endre frekvensen til ca 3 Hz.

Gangforskjell og resultantbølge.      Tema: Se hvordan gangforskjellen mellom bølgene bestemmer interferensmønsteret (konstruktiv/ destruktiv interferens)

Stående longitudinal bølge.             Tema: Se hvordan en stående longitudinal bølge ser ut. Hva er knutepunkt/buk?

Uke 6:

Lydbølgemodell.                             Tema: Alle grunnleggende begreper som likevekt, utslag, trykk, trykkamplitude, mediets stivhet osv.

Lyd mot glass (resonans)                Tema: Se hva trykkbølgene kan gjøre dersom frekvensen faller sammen med en egenfrekvens for diverse gjenstander.

Lyd i sjø                                        Lydkilde:  Hval

Uke 7:

dB-skalaen:                                    Tema: Sammenheng mellom lydintensitet I (W/m2) og lydnivå b (dB). Her er også noen greie oppgaver (quiz)

Uke 8.

Innføring av komplekse tall.

En roterende viser gir utslaget til en elastisk pendel.

Kanskje du bør repetere denne? Legg merke til aksene som viseren er plassert i.

Hva betyr fasevinkelen når to visere skal summeres?  Hva er betingelsen for at summen er null?

Uke 9:

Komplekse visere for å beskrive svingingen i en bølge.

 Komplekse visere for enkeltbølger og resultantbølge. Stående bølge. Amplitudegraf.

Uke 10:

SWR, refleksjon på kabel.

Uke 11:

Tvungen respons. Hvordan svinger et system når det utsettes for en periodisk kraft?

Uke 13:

Tvungen respons, parallellkopling av fjær og masse. Parallellresonans.

Seismograf. Eksempel på system med masse, fjær og demping.

Uke 14:

System med to fjærer og to lodd:

Egenfrekvens 1

Egenfrekvens 2

Tolking av impedansgraf. Resonans, sammensatt system. Velg mellom to fjærer og ett eller to lodd.

 

Dopplereffekt, virkning av kildens bevegelse:

Demo 1, Demo 2, Demo 3

Uke 15

Refleksjon og transmisjon av bølger 1     Puls

Refleksjon og transmisjon av bølger 2  Puls på tau

Refleksjon og transmisjon av bølger 3  Bølger ved grenseflate

Refleksjon og transmisjon av bølger 4  Elektrisk eksempel

Uke 16

Lydbøying. Når lydhastigheten avhenger av høyde (i luft)/ dybde (i vann) vil lyden bøyes.

 

Komplekse tall, møte 10 des 2008