Enrera
Mòdul 2
Simulacions amb l'Interactive Physics
  Pràctica
1
2
3
4
5
   
Exercicis
Exercicis
 
 
Pràctica Conservació del moment lineal i l'energia
   
 

Durant aquesta pràctica simulareu un conjunt de pèndols on s'aprecia la conservació del moment lineal i l'energia. Després, millorareu la simulació modificant la freqüència de l'animació

Heu de crear cinc pèndols similars als de de la figura.

 

En separar el primer pèndol de la posició inicial i deixar-lo anar, xoca amb el segon pèndol. Els tres pèndols del mig s'han de mantenir en posició vertical, mentre que l'últim pèndol ha d'arribar a l'alçada inicial del primer pèndol.

En cas de separar dos pèndols, el central s'ha de mantenir en posició vertical mentre que els dos últims s'han de moure fins a arribar a l'alçada inicial dels dos pèndols.

   
  Elecció de la restricció per fer la simulació
   

Per crear els pèndols es pot utilitzar una corda o bé una barra. El manual de l'Interactive Physics recomana a l'apartat 8.14. Consejos útiles para la simulación utilitzar barres en lloc de cordes sempre que sigui possible. En aquesta simulació utilitzareu barres en lloc de cordes.

Per veure el comportament de cordes i barres podeu fer el següent:

  • Dibuixeu dos cercles del mateix radi (0,2 m) i seleccioneu-los a la vegada amb Edición | seleccionar todo.
  • Poseu les mateixes propietats als dos pèndols (0,5 kg de massa i zero de fricció). Quan la fricció no és necessària per a la simulació, és millor fixar sempre el seu valor a zero.
  • Col·loqueu una barra de 2 m, vertical, sobre un dels cercles.
  • Poseu una corda de 2 m de longitud i elasticitat zero sobre l'altre cercle.
  • Seleccioneu els dos cercles al mateix temps i doneu a la velocitat horitzontal Vx un valor de 3 m/s.
  • Arranqueu la simulació.
  • Reajusteu la simulació i seleccioneu de nou els cercles. Modifiqueu el valor de la velocitat horitzontal Vx = 9 m/s.
  • Si a Ventanas | Apariencia estan activades les opcions Seguir la conexión i Seguir la delineación, us sortirà una imatge com la de la figura:

 

   
  Creació dels cinc pèndols
   
 

Aquesta simulació requereix ser rigorós a l'hora de dibuixar.

  • Seleccioneu Vistas | Espacio de trabajo i activeu les opcions de Navegación.
  • Dibuixeu cinc cercles iguals de 0,5 m de radi i col·loqueu-los un al costat de l'altre amb coordenades: (0,5, -3,5), (1,5, -3,5), (2,5, -3,5), (3,5, -3,5), (4,5, -3,5).



  • Seleccioneu tots els cercles al mateix temps i modifiqueu les propietats:
         -  Valor  0,0 per als coeficients de fricció.
         -  Valor 1,0 per a l'elasticitat 
         -  Valor d'1 kg per a la massa de cadascun dels cercles.
  • Poseu a sobre de cadascun dels cercles una barra de 3,5 m de longitud.
  • Seleccioneu cadascuna de les barres per comprovar que tenen totes la mateixa longitud. 
  • Assegureu-vos de les coordenades dels extrems superiors de les barres: (0,5, 0), (1,5, 0), (2,5, 0), (3,5, 0) i (4,5, 0) respectivament.               



  • Assegureu-vos que els punts connectats als cercles tenen coordenades (0,0) respecte al cercle.

Si voleu millorar l'aspecte de la simulació, dibuixeu sobre els extrems superiors de les barres un rectangle. No us oblideu d'ancorar el rectangle.

  • Separeu de la posició inicial el primer pèndol per veure com funciona la simulació. Els tres pèndols del centre haurien de quedar en posició vertical.
  • Deseu la simulació amb el nom de m2p4.ip.
   
  Millora de la simulació
   
 

És molt probable que la simulació anterior no funcioni del tot bé. Per millorar la simulació modificareu la freqüència de l'animació dins de la finestra de precisió.

A l'Interactive Physics, cada quadre d'una simulació representa un punt en el temps. Així, doncs, si un quadre es calcula en 5 centèsimes de segon, el primer quadre es representa per  
a t = 0 s i el segon es representarà per a t = 0,05 s.

El programa selecciona automàticament un interval de temps per a la simulació, però, si s'observen inestabilitats, l'interval de temps es pot modificar a la mesura de la simulació.

Normalment les inestabilitats indiquen la necessitat d'un interval de temps més petit.

  • Obriu la simulació. Reviseu les coordenades i les propietats dels cercles per comprovar que són les correctes.
  • Seleccioneu Mundo | Precisión i observeu els valors de la finestra de precisió. 



  • Desactiveu l'opció automático i poseu un interval de temps de 0,01 s. Accepteu i la freqüència es modificarà automàticament.

  • Una altra possibilitat afegida per actuar sobre la precisió és modificar el valor de l' Error "traslapado", podeu accedir-hi des de la finestra de Precisión amb el botó Más opciones. Proveu escrivint-hi un valor molt petit.

Ara la simulació hauria de funcionar millor. Deseu la simulació amb el valor adequat i amb el nom m2p4.ip.

 

  Pràctica 5
 
Amunt