Tag Archive: velocity

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.

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.

Old simulations

An old simulation illustrating how to determine the speed of sound in air using an oscilloscope, a low frequency generator, a loudspeaker, and two microphones. Developed by Farid Minawi, physics-zone.com. محاكاة قديمة توضح كيفية تحديد سرعة الصوت في الهواء باستخدام راسم الذبذبات ومولد التردد المنخفض ومكبر الصوت وميكروفونين. من إعداد فريد مناوي، موقع، physics-zone.com

These simulations were made using the Adobe Flash/AcrtionScript. You can download them and run then in Windows.

Newton’s first law قانون نيوتن الأول

Isaac Newton إسحق نيوتن

In this experiment, the air cushion under the scooter assures that there is almost no friction, so the scooter is acted upon by the gravitational force (its weight) and the reaction of the track. Then we can say that the net force on the scooter is null.
Now when the scooter is at rest, it remains at rest. But when it is given a push and then is left to move on its own, it will keep moving at constant speed unless it hits the end of the track (a force stops it).

في هذه التجربة، ينعدم الاحتكاك تقريبا تحت السكوتربسبب الوسادة الهوائية، لذلك تتأثر السكوترفقط بقوة الجاذبية (وزنها) وبردة فعل السكة. فيمكننا القول أن القوة الصافية على السكوتر صفر.

فعندما يكون السكوتر في حالة سكون ، يبقى في حالة سكون. وعندما يتم دفعها ومن ثم تركها للتحرك من تلقاء نفسها، فإنها ستستمر في التحرك بسرعة ثابتة ما لم تصل إلى نهاية المسار (توقفه قوة خارجية).