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將彈簧拉長 x ,施力作功 = F - X 圖下的面積 ∴功 = 1/2 f x = 1/2 k x2
本模擬程式將可觀察到 : a)彈力和力常數之間的關係。 b)彈簧S.H.M的週期、質量、力常數之間的關係。 c)彈力位能、動能以及總能量之間的關係。 將彈簧拉長 x ,此時 動能 = 0 , 總能量 = 彈力位能 +動能 = 1/2 k x2 若當方塊和平衡點距離x 時,彈力位能 1/2 k x2 ∴ 動能 =1/2 k (X2 - x2) ∴此時方塊速度 V = √ k (X2 - x2) / M 又動能 = 1/2 MV2 將方塊釋放,可以觀察到,小球動能增加,彈力位能減少,當方塊抵達平衡 點時,彈力位能全部轉換成動能,此時總能量 1/2 k X2 = 動能 = ½ M V12, ∴此時方塊速度 V1 = X√ (k / M) 通過平衡點後,逐漸將動能轉換成彈力位能直到動能全轉換成彈力位能,如 此反覆進行著簡諧運動。 整個過程 彈力位能 + 動能 = 總能量 是守恆的 即模擬能量途中的黑線部 份為一定值。
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