Tag Archive: ميكانيكا

Updates to Free Fall Simulation

Free fall simulation

I updated the graphical user interface for easier interaction and better fitting in the browser. Also, I made a minor bug fix to the code.

Simulation Manual: Elastic Collision in One Dimension

Elastic Collision in One Dimension Simulation Manual

A complete manual for the elastic collision in one dimension simulation, with a mathematical explanation of the derivation of the expressions of the final velocities in terms of the masses and the initial velocities.

One-dimensional elastic collision simulation

Elastic Collision in One Dimension Simulation

Using this simulation, you can demonstrate the conservation laws in a one-dimensional elastic collision (The law of conservation of linear momentum and the law of conservation of kinetic energy).

Conservation of linear momentum إنحفاظ الزخم الخطي

Cannon

If this experiment is done in a situation where the net external force is zero on the loaded cannon just before and just after firing (like when the weight of the cannon is balanced with the normal reaction of the ground), then, when we calculate the product of the mass of the bullet by its velocity and the product of the mass of the cannon by its velocity just before and just after firing, we will find that before firing both were at rest so the product is zero for both, while, after firing, the two products are of the same magnitude but the velocities of the cannon and the bullet are of opposite directions.

لو تم إجراء هذه التجربة في ظروف يكون فيها صافي القوى الخارجية صفرًا على المدفع المُحمّل قبل وبعد إطلاق النار مباشرة (على سبيل المثال، عندما يكون وزن المدفع متوازناً مع رد الفعل العمودي للأرض)، فإن حسبنا عندئذٍ حاصل ضرب كتلة القذيفة بسرعتها المتجهة وحاصل ضرب كتلة المدفع بسرعته المتجهة قبل وبعد الإطلاق مباشرة، سنجد أنه قبل إطلاق النار كان كلاهما في حالة سكون، وبالتالي يكون الناتج صفرًا لكليهما، بينما نجد أن الناتجين، بعد إطلاق النار ذوا مقدار متساوٍ، ولكن باتجاهين متعاكسين.

Archimedes’ Experiment تجربة ارخميدس

Floating Boat

This experiment shows that, when placed in a liquid, the object displaces a quantity of liquid of mass that is equal to the mass of the object itself. Moreover, the volume of the displaced liquid is equal to the volume of the immersed part of the object.

توضح هذه التجربة أنه عند وضع جسم ما في سائل، يزيح الجسم كمية من السائل تساوي كتلتها كتلة الجسم نفسه. علاوة على ذلك، فإن حجم السائل المُزاح يساوي حجم الجزء المغمور من الجسم.

One-dimensional and two-dimensional motion simulation

1D and 2D motion simulation

This is a simple simulation that shows the difference between one-dimensional motion, that can be described by means of one axis, the x-axis, and the two-dimensional motion, that needs an additional axis, the y-axis to be described.

Torque عزم الدوران

For a greater rotational effect of the force (torque), we use a wrench or a spanner of a longer arm. للحصول على تأثير دوراني أكبر للقوة (عزم الدوران)، نستخدم مفتاح ربط بذراع أطول.

A force may have a turning effect (or twisting effect). This turning effect depends on the magnitude F of the force and the distance d from the center where the force is applied perpendicularly.

قد يكون للقوة تأثير دوران (أو تأثير التواء). يعتمد هذا التأثير الدوراني على مقدار القوة  F وعلى مقدار المسافة d من النقطة التي يتم تطبيق القوة عليها بشكل عمودي.

Free fall السقوط الحر

A falling apple is acted upon only by the force of gravity of the earth (neglecting air resistance). That is what we call a "free fall". القوة الوحيدة المؤثرة على التفاحة الساقطة هي قوة جاذبية الأرض (مهملين مقاومة الهواء). هذا ما نسميه "السقوط الحر".

This experiment demonstrates that in the absence of air resistance, two freely falling bodies, when released from the same height, they take the same time interval to reach the ground.

توضح هذه التجربة أنه في حالة سقوط جسمين بحرية مع انعدام مقاومة الهواء، ومع إطلاقهما من نفس الارتفاع، فإنهما يأخذان نفس الفترة الزمنية للوصول إلى الأرض. يدل ذلك على أن كلا الجسمين يكتسبان نفس المقدار من السرعة عندما يسقطان

Verifying Newton’s second law التحقق من قانون نيوتن الثاني

The acceleration of the block (on the table) is directly proportional to the tension force (along the rope). The ratio of the force to the acceleration is exactly equal to the mass of the block. يتناسب تسارع الجسم (على الطاولة) طرديًا مع قوة الشد (على طول الحبل). نسبة القوة إلى التسارع تساوي تمامًا كتلة الجسم.

This experiment was performed in a space shuttle where the gravity is almost zero, so the balls were not affected by any force except the blow of the astronaut. Note that with the same blow (same force) on each ball, the lighter ball accelerates the most, while the heavier one accelerates the least, which complies with Newton’s second law.

أُجريت هذه التجربة في مكوك فضائي حيث تنعدم الجاذبية تقريبًا، لذلك لا تتأثر الكرات بأي قوة باستثناء نفخة رائد الفضاء. لاحظ أنه بنفس النفخة (نفس القوة) على كل كرة، فإن الكرة الأخف تتسارع أكثر من الكرة الأثقل، وهو ما يتوافق مع قانون نيوتن الثاني:

تشير هذه المعادلة إلى أنه إذ لم تتغير القوة الصافية على الجسم، فإن الكتلة والتسارع متناسبان عكسيا. وبعبارة أخرى، لنفس القوة الصافية، كلما زادت الكتلة، انخفض التسارع، والعكس بالعكس.