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.

مسجل المنحنيات الزمنية الحقيقي (RK4 Time-Series)

المبادئ الفيزيائية والمعادلات الحاكمة

F = −k × x, ω₀ = √(k / m), T = 2π√(m / k)

تولد قوة الإرجاع الخطية في قانون هوك (F = −kx) حركة توافقية بسيطة جيبية نقية، يعتمد زمنها الدوري حصرياً على كتلة الجسم (m) وثابت صلابة النابض (k) ولا يتأثر إطلاقاً بمقدار الإزاحة الابتدائية!

أسئلة ومفاهيم فيزيائية

ما هو القانون الفيزيائي الحاكم في محاكي قانون هوك والحركة التوافقية البسيطة لكتلة ونابض؟

F = −k × x, ω₀ = √(k / m), T = 2π√(m / k) — تولد قوة الإرجاع الخطية في قانون هوك (F = −kx) حركة توافقية بسيطة جيبية نقية، يعتمد زمنها الدوري حصرياً على كتلة الجسم (m) وثابت صلابة النابض (k) ولا يتأثر إطلاقاً بمقدار الإزاحة الابتدائية!

كيف يتم حل المعادلات التفاضلية في هذه المحاكاة؟

تُحل المعادلات التفاضلية غير الخطية لحظياً بمعدل 240 إلى 300 خطوة في الثانية عبر خوارزمية رونج-كوتا من الرتبة الرابعة (RK4) لضمان دقة حفظ الطاقة.

تجارب فيزيائية تفاعلية أخرى

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 ←