Java Apleti za Fiziku - Java Applets on Physics

[summer]

Prinudne oscilacije (rezonanca)

Prinudne oscilacije (rezonanca)

Aplet demonstrira zavisnost prinudnog oscilovanja od frekvence prinude na primeru vertikalnog klatna sa oprugom i tegom (obojeno plavom bojom) koje se pobuđuje na oscilovanje vertikalnim pokretima ruke koja harmonijski osciluje (obojena crvenom bojom). Kao posledica te prinude, klatno osciluje pobudnom frekvencom (a ne sopstvenom), a amplituda i faza tog oscilovanja zavise od odnosa frekvence pobude i sopstvene frekvence klatna.

Aplet se postavlja u početno stanje pristiskom na dugme [Reset]. U apletu se mogu izabrati svojstva oscilatora - klatna (konstanta opruge, masa tega i koeficijent prigušenja), kao i frekvenca pobude pobuđivača, dok amplituda prinudnog oscilovanja AE ima stalnu vrednost od 2 cm. Pri svakoj promeni parametara se automatski izračunavaju i prikazuju sopstvena frekvenca oscilovanja klatna ω0, amplituda oscilovanja A i fazno kašnjenje oscilatora za pobudom Δφ, a prikazuju se i izabrane vrednosti pobudne frekvence ω i zadate amplitude oscilovanja pobuđivača. Pored toga, na dijagramu se, u zavisnosti od izbora, iscrtava vremenska zavisnost elongacija pobuđivača (yE) i klatna (yR) ili označava radna tačka na grafikonima zavisnosti amplitude i faznog kašnjenja u zavisnosti od pobudne frekvence.

Pritiskom na dugme [Start] se pokreće simulacija, a ukoliko se izabere opcija [Usporeno] simulacija se usporava 5 puta. Tokom rada aplet simulira kretanje klatna i pobuđivača i iscrtava grafikon zavisnosti elongacije od vremena (ako je taj prikaz izabran).

Nakon unošenja nekog brojnog podatka, potvrdite unos pritiskom na taster za potvrdu unosa ([Enter], [Return] ili odgovarajući taster).

[B][FONT="Arial"][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/resonance_yu.htm"]Prinudne oscilacije (rezonanca)[/URL][/FONT][/B]

 

[summer]

Izbijanje

Izbijanje (bijenje)

Izbijanje (bijenje) je pojava koja nastaje kao rezultat slaganja dva harmonijska oscilovanja bliskih amplituda i bliskih frekvenci. Rezultantno kretanje je oscilovanje sa frekvencom jednakom poluzbiru frekvenci harmonijskih oscilovanja (dakle, bliskom njihovim frekvencama) koje ima promenljivu amplitudu. Ta amplituda se periodično menja sa frekvencom jednakom polurazlici harmonijskih oscilovanja (dakle mnogo manjom od njihovih frekvenci). Stoga se pri izbijanju opaža spora harmonijska promena amplitude od minimalne vrednosti (jednake razlici amplituda harmonijskih oscilovanja) do maksimalne amplitude (jednake zbiru amplituda harmonijskih oscilovanja).

Aplet koji je ovde predstavljen prikazuje simultane dijagrame dva harmonijska oscilovanja (y1 i y2) i rezultata njihovog slaganja (y). Harmonijska oscilovanja imaju jednake amplitude, a vrednost njihovih frekvenci se može izabrati u opsegu od 100 Hz do 1000 Hz.

Nakon unošenja nekog brojnog podatka, potvrdite unos pritiskom na taster za potvrdu unosa ([Enter], [Return] ili odgovarajući taster).

[FONT="Arial"][B][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/beats_yu.htm"]Aplet-Izbijanje[/URL][/B][/FONT]

 

[summer]

Stojeći talasi (Objašnjenje superpozicijom sa odbijenim talasom)

Stojeći talasi
(Objašnjenje superpozicijom sa odbijenim talasom)

Aplet prikazuje proces nastajanja stojećeg talasa na primeru transverzalnog talasa. Na dijagramu se mogu posmatrati pomeraj (poremećaj) upadnog talasa koji se prostire kroz sredinu, talasa koji se odbija od kraja sredine i talasa koji nastaje kao zbir ova dva talasa.

U apletu se može izabrati tip kraja sredine, što ilustruje uticaj granice sredine na odbijeni talas. Posebno se lepo uočava na primeru fiksiranog kraja da je pomeraj odbijenog talasa na kraju sredine suprotan pomeraju upadnog talasa jer je ukupan pomeraj nepomičnog kraja jednak nuli.

Na apletu je prikazan deo sredine u kojoj se talas prostire čija je dužina je jednaka 3 talasne dužine talasa, a tokom nastanka stojećeg talasa njegovi bregovi se obeležavaju slovom B a dolje slovom D.

[FONT="Arial"][B][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/stwaverefl_yu.htm"]Stojeći talasi
(Objašnjenje superpozicijom sa odbijenim talasom)[/URL][/B][/FONT]

 

[summer]

Longitudinalni stojeći talasi

Longitudinalni stojeći talasi

Aplet ilustruje kretanje čestica u cevi u kojoj je uspostavljen stojeći talas zvuka.

U apletu se može izabrati tip cevi (zatvoren sa jednog ili oba kraja, odnosno otvoren sa oba kraja), harmonik koji se posmatra (pritiskom na dugmad [Visi] i [Nizi]) i zadati dužina cevi, a aplet računa talasnu dužinu i frekvencu stojećeg talasa i simulira kretanje čestica. Ispod cevi aplet crta grafikon amplitude pomeraja čestica u zavisnosti od njihovog početnog položaja i slovima "D" i "B" označava mesta dolja i bregova stojećeg talasa.

Radi jasnoće prikaza, amplitude pomeraja čestica su mnogo uvećane, a brzina čestica umanjena. Pri određivanju talasne dužine i frekvence stojećih talasa je usvojena je za brzinu zvuka vrednost od 343.5 m/s, što odgovara brzini zvuka u vazduhu pri normalnom atmosferskom pritisku i temperaturi od 200C.

Nakon unošenja nekog brojnog podatka, potvrdite unos pritiskom na taster za potvrdu unosa ([Enter], [Return] ili odgovarajući taster).

[FONT="Arial"][B][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/stlwaves_yu.htm"]Longitudinalni stojeći talasi[/URL][/B][/FONT]

 

[summer]

Interferencija dva sferna talasa

Interferencija dva sferna talasa

Aplet prikazuje interferencione efekte koji nastaju kao posledica interakcije dva sferna talasa.

U apletu su prikazana dva tačkasta izvora koji emituju talase istih početnih faza i istih talasnih dužina. Talasi koji se emituju prikazuju se njihovim talasnim frontovima maksimalne (kružnice crne boje) i minimalne elongacije (kružnice bele boje).

Aplet omogućava da se zadaju vrednosti talasne dužine talasa i rastojanja među izvorima, kao i usporavanje rada apleta 5 puta. Objašnjenje rada apleta se nalazi ispod apleta.

[B][FONT="Arial"][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/interference_yu.htm"]Interferencija dva sferna talasa[/URL][/FONT][/B]

 

[summer]

Primer Doplerovog efekta

Primer Doplerovog efekta

Kola hitne pomoći sa uključenom sirenom prolaze pored posmatrača koji stoji na ulici.

U apletu se simultano ispisuje tumačenje promene frekvence koju posmatrač čuje.

Da bi se Doplerov efekat jasno opazio, u apletu je brzina zvuka prikazana manjom nego što je u realnosti.

[B][FONT="Arial"][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/dopplereff_yu.htm"]Primer Doplerovog efekta[/URL][/FONT][/B]

 

[summer]

Magnetsko polje šipkastog magneta

Magnetsko polje šipkastog magneta

Magnetsko polje šipkastog magneta može se ispitati iglom kompasa. Na taj način se mogu skicirati linije sila magnetskog polja, što se u ovom apletu simulira.

Magnetski polovi u apletu su označeni sledećim bojama:
severni pol crveno
južni pol zeleno

Kada se igla kompasa povlači mišem, ona se okreće u pravcu i smeru magnetskog polja u tačkama kroz koje prolazi. Pri tome aplet crta liniju sila koja prolazi kroz tačku u kojoj se igla nalazi. Po otpuštanju dugmeta miša, linija polja koja je bila nacrtana u tom trenutku ostaje na polju apleta. Na taj način se može skicirati polje magneta u nizu tačaka.

Pritiskom na dugme [Okreni magnet] magnet se okreće za 1800 u ravni apleta, a pritiskom na dugme [Obrisi linije polja] se brišu nacrtane linije magnetskog polja i igla postavlja u početni položaj.

[B][FONT="Arial"][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/mfbar_yu.htm"]Magnetsko polje šipkastog magneta[/URL][/FONT][/B]

 

[summer]

Magnetsko polje dugog pravolinijskog provodnika

Magnetsko polje dugog pravolinijskog provodnika

Aplet prikazuje konfiguraciju magnetskog polja vrlo dugog pravolinijskog provodnika kroz koji protiče električna struja.

U apletu je prikazan deo dugog metalnog provodnika kroz koji protiče električna struja; pokretni nosioci naelektrisanja - elektroni - prikazani su sitnim tačkama kako se kreću od nižeg električnog potencijala ka višem; viši potencijal je prikazan znakom "+", a niži znakom "-". Prikazana je samo "driftovska" komponenta brzine elektrona (koja potiče od električnog polja), a termalno kretanje elektrona nije prikazano zbog jasnoće prikaza. Prikazan je i konvencionalni smer električne struje crvenom strelicom. Polaritet krajeva provodnika, a time i smer električne struje se može izmeniti pritiskom na dugme [Izmeni smer I].

Na postolju pored provodnika je postavljen kompas sa magnetskom iglom (crvenom bojom je prikazan severni pol igle, a zelenom južni pol). Kompas se mišem može pomerati po postolju, a pravac igle će pokazivati pravac linija magnetskog polja. Na taj način se može odrediti konfiguracija magnetskog polja, koja je plavom bojom skicirana u apletu. Linije magnetskog polja su kružne linije, a njihov smer je dat pravilom desne ruke: ako palac desne ruke pokazuje pravac jačine električne struje, ostali savijeni prsti desne ruke pokazuju smer magnetskog polja.

Pri simulaciji je zanemaren uticaj magnetskog polja Zemlje.

[B][FONT="Arial"][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/mfwire_yu.htm"]Magnetsko polje dugog pravolinijskog provodnika[/URL][/FONT][/B]

 

[summer]

Elektromagnetska sila

Elektromagnetska sila

Aplet prikazuje smer elektromagnetske sile koja deluje koja deluje na provodnik kroz koji teče električna struja a koji se ljulja u magnetskom polju potkovičastog magneta.

Simulacija se pokreće odnosno zaustavlja pritiskom na taster [Uklj./Isklj.]. Pritiskom na tastere [Promeni smer I] i [Okreni magnet] se menja smer proticanja struje kroz provodnik, odnosno smer magnetskog polja.

Nakon pokretanja, aplet prikazuje smerove električne struje (crvenim strelicama), smer magnetskog polja (strelicama plave boje) i smer elektromagnetske sile (strelicom crne boje)

[B][FONT="Arial"][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/lorentzforce_yu.htm"]Elektromagnetska sila[/URL][/FONT][/B]

 

[summer]

Električni motor za jednosmernu struju

Električni motor za jednosmernu struju

Aplet simulira rad električnog motora jednosmerne struje koji je, radi jasnoće, pojednostavljen: umesto namotaja sa mnogo navoja i gvozdenim nosačem prikazan je samo jedan provodnik pravougaonog oblika. Osovina na kojoj rotira namotaj nije prikazana.

U apletu je crnom bojom prikazan vektor elektromagnetske sile koja deluje na provodnik kroz koji protiče električna struja, što uzrokuje okretanje rotora električnog motora. Pravac te sile je normalan i na pravac provodnika kroz koji protiče električna struja i na pravac magnetskog polja. Smer sile je određen pravilom desne ruke: kada se palac, kažiprst i srednji prst desne ruke postave tako da zaklapaju prave uglove, onda

ako palac pokazuje smer električne struje

i ako kažiprst pokazuje smer magnetskog polja

onda srednji prst pokazuje smer elektromagnetske sile

U apletu je smer električne struje prikazan strelicom crvene boje, a smer magnetskog polja strelicama plave boje. Pritiskom na dugme [Promeni smer I] manj se smer električne struje čime se menja smer rotacije motora. Brzina okretanja rotora motora može se menjati klizačem, a prikaz linija koje prikazuju smer električne struje, magnetsko polja i elektromagnetske sile se može prema potrebi uključivati i isključivati.

[B][FONT="Arial"][URL="http://www.walter-fendt.de/ph14yu/electricmotor_yu.htm"]Električni motor za jednosmernu struju[/URL][/FONT][/B]