Описание
Простая виртуальная лаборатория с маятниковым экспериментом: перетаскивайте шар, чтобы установить стартовый угол, и отпускайте для запуска приглушённого колебательного движения, измеряемого секундомером (режим времени) или спидометром (режим скорости) при прохождении линии отсчёта, с настраиваемыми искусственными ошибками измерения (случайными и систематическими).
Управление
Arraste a bolinha para definir o ângulo inicial; solte para iniciar o movimento. No medidor, clique nos círculos para escolher o modo Tempo (mede o período: o intervalo de tempo entre a 1ª e a 3ª passagem do pêndulo pela linha de referência tracejada, uma oscilação completa) ou Velocidade (mede a velocidade do pêndulo ao passar por essa linha).
Физическая модель
Это моделирование численно решает методом Рунге-Кутты четвёртого порядка ОДУ затухающего маятника
$$
\ddot{\theta} + \gamma\dot{\theta} + \dfrac{g}{L}\sin\theta = 0
$$
с ускорением гравитации $g = 9.8$ m/s$^2$ и коэффициент демпфирования $\gamma = 0.05$ s$^{-1}$.
Ошибки измерения
Ошибка $\alpha$ порождается случайной величиной: каждый раз, когда вычисляется временной интервал или скорость, значение $\alpha$ рисуется в пределах диапазона $[-\epsilon, \epsilon]$ и добавил к объёму, указанному на устройстве. $\epsilon$ — амплитуда шума. Значение $\alpha$ Он состоит из двух частей: случайной ошибки (распределение Гаусса вокруг рассчитанного значения) и систематической ошибки (смещение к вычисленному значению).
Разработчики
Marco P. M. de Souza
Ссылки
S. Thornton, J. Marion, Классическая динамика частиц и систем (Cengage Learning, 2011).