مختبر الفيزياء التفاعلي: الميكانيكا، الفوضى، النوابض، والبصريات الهندسية

استكشف 5 مختبرات فيزيائية حية تعمل بتكامل رونج-كوتا (RK4) من الرتبة الرابعة مع متجهات السرعة والقوة وأشرطة حفظ الطاقة الميكانيكية.

مسجل المنحنيات الزمنية الحقيقي (RK4 Time-Series)

جميع تجارب الفيزياء التفاعلية (21 تجربة)

الديناميكا غير الخطية ونظرية الفوضى

محاكي البندول المزدوج الفوضوي (معادلات لاجرانج الحقيقية)

اسحب كرات البندول المزدوج مباشرة بالماوس لاستكشاف نظرية الفوضى الحتمية ومسارات الجاذب المضيئة مع حفظ الطاقة الميكانيكية.

L = T − V, d/dt(∂L/∂θ̇ᵢ) − ∂L/∂θᵢ = 0
افتح المحاكاة التفاعلية ←
البصريات الهندسية والضوء

محاكي قانون سنيل للانكسار والانعكاس الكلي الداخلي (الألياف الضوئية)

غيّر زاوية سقوط شعاع الليزر من الزجاج أو الماء إلى الهواء وتجاوز الزاوية الحرجة لمشاهدة ظاهرة الانعكاس الكلي الداخلي التي تقوم عليها الألياف البصرية.

n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂, θ_critical = arcsin(n₂ / n₁)
افتح المحاكاة التفاعلية ←
الاهتزازات والحركة التوافقية

محاكي قانون هوك والحركة التوافقية البسيطة لكتلة ونابض

اسحب الكتلة المتصلة بالنابض مباشرة على اللوحة لمراقبة متجه قوة الإرجاع (F = −kx) والتبادل المستمر بين طاقة الحركة وطاقة الوضع المرونية.

F = −k × x, ω₀ = √(k / m), T = 2π√(m / k)
افتح المحاكاة التفاعلية ←
حفظ الزخم والتصادمات

محاكاة التصادم المرن وحفظ الزخم الخطي والطاقة الحركية (1D)

نفّذ تصادمات مرنة تامة (e = 1.0) بين كتل متساوية أو مختلفة على مسار عديم الاحتكاك وتحقق من حفظ كل من الزخم الخطي والطاقة الحركية.

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁′ + m₂v₂′, ½m₁v₁² + ½m₂v₂² = Constant
افتح المحاكاة التفاعلية ←
حفظ الزخم والتصادمات

محاكاة التصادم عديم المرونة التام وحركة مركز الكتلة (e = 0)

شاهد التصاق الجسمين بعد التصادم عديم المرونة (e = 0) وتأكد أن الزخم الكلي وسرعة مركز الكتلة (COM) يبقيان ثابتين تماماً رغم فقدان جزء من الطاقة الحركية.

v_final = v_COM = (m₁v₁ + m₂v₂) / (m₁ + m₂)
افتح المحاكاة التفاعلية ←
حفظ الزخم والتصادمات

محاكاة التصادم الثنائي المائل (2D) وتشتت كرات البلياردو بزاوية 90°

تحكم بإزاحة التصادم الجانبية في بعدين وشاهد انقسام مساري كرتين متساويتي الكتلة بزاوية قائمة (90 درجة) بعد التصادم المرن.

p⃗₁ + p⃗₂ = p⃗₁′ + p⃗₂′ (m₁=m₂, v₂=0, e=1 ⇒ θ₁ + θ₂ = 90°)
افتح المحاكاة التفاعلية ←