Программный комплекс включает 12 виртуальных лабораторных работ из курса общей физики для студентов высших и средних учебных заведений:
- Гармоническое колебание подвесного маятника;
- Эллиптическое колебание подвесного маятника;
- Маятник с переменным ускорением свободного падения;
- Реверсивный маятник Катера;
- Простые гармонические колебания;
- Крутильный маятник Поля;
- Вынужденные гармонические крутильные колебания;
- Связанные колебания;
- Механические волны;
- Скорость распространения звука в воздухе;
- Стоячие звуковые волны;
- Распространение звука в стержнях.
Виртуальный лабораторный практикум реализован в виде комплекса кроссплатформенных графических приложений, поставляемых под различные операционные системы: Microsoft Windows, Linux, MacOS, iOS, Android, а также в виде веб-приложений на основе технологии HTML5, обеспечивающих возможность дистанционного выполнения лабораторных работ в веб-браузере. Графическая составляющая программного обеспечения использует программный интерфейс и компонентную базу OpenGL 2.0.
МИНИМАЛЬНЫЕ СИСТЕМНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ:
- Версия ОС (только для Windows-версии): Windows 7 или выше;
- Процессор: Intel Celeron / Athlon Sempron или выше (CPU частота: 1.8 ГГц);
- Память: 2 ГБ RAM;
- Графика: OpenGL 2.0 совместимая видеокарта (512 МБ VRAM);
- DirectX (только для Windows-версии): версия 9.0.c;
- Дисковое пространство: 300 МБ.
Более подробно о лабораторных работах:
1. ГАРМОНИЧЕСКОЕ КОЛЕБАНИЕ ПОДВЕСНОГО МАЯТНИКА
Цели лабораторной работы: измерение периода колебаний подвесного маятника в зависимости от длины и массы маятника; определение ускорения свободного падения.
2. ЭЛЛИПТИЧЕСКОЕ КОЛЕБАНИЕ ПОДВЕСНОГО МАЯТНИКА
Цели лабораторной работы: демонстрация эллиптического колебания подвесного маятника в виде двух перпендикулярных составляющих для различных начальных условий; наблюдение колебаний подвесного маятника при различных значениях фазового сдвига.
3. МАЯТНИК С ПЕРЕМЕННЫМ УСКОРЕНИЕМ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ
Цели лабораторной работы: измерение периода колебаний маятника в зависимости от эффективной составляющей ускорения свободного падения; измерение периода колебаний маятника в зависимости от длины маятника.
4. РЕВЕРСИВНЫЙ МАЯТНИК КАТЕРА
Цели лабораторной работы: ознакомление с принципом работы реверсивного маятника; определение периода колебаний и определение локального значения ускорения свободного падения.
5. ПРОСТЫЕ ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
Цели лабораторной работы: регистрация гармонических колебаний пружинного маятника в зависимости от времени с помощью ультразвукового датчика движения; определение периода колебаний для различных комбинаций жесткости пружины и массы подвешенного груза.
6. КРУТИЛЬНЫЙ МАЯТНИК ПОЛЯ
Цели лабораторной работы: измерение периода колебаний маятника при различных значениях вихревого тока торможения; определение константы демпфирования крутильного маятника.
7. ВЫНУЖДЕННЫЕ ГАРМОНИЧЕСКИЕ КРУТИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ
Цели лабораторной работы: измерение амплитуды вынужденных колебаний крутильного маятника в зависимости от частоты возбуждения для различных значений демпфирования; наблюдение фазового сдвига между возбуждением и фактическими колебаниями; демонстрация резонанса.
8. СВЯЗАННЫЕ КОЛЕБАНИЯ
Цели лабораторной работы: наблюдение связанных колебаний в фазе, противофазе и в общем случае; определение периодов колебаний для каждого случая; определение периода биения; сравнение экспериментальных и теоретических значений периодов.
9. МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ
Цели лабораторной работы: образование стоячей поперечной волны вдоль натянутой веревки; измерение внутренней частоты как функции количества узлов волны; определение длины волны и скорости распространения волны.
10. СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В ВОЗДУХЕ
Цели лабораторной работы: измерение времени распространения звукового импульса в воздухе в зависимости от температуры и расстояния между двумя микрофонными зондами; подтверждение линейной зависимости между расстоянием и временем; подтверждение вывода Лапласа.
11. СТОЯЧИЕ ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Цели лабораторной работы: наблюдение стоячих звуковых волн в трубке Кундта; определение амплитуды звуковой волны в зависимости от заданной частоты; определение частоты и длины волны, соответствующих первому резонансу; определение скорости распространения волны по резонансным частотам.
12. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА В СТЕРЖНЯХ
Цели лабораторной работы: анализ с помощью осциллографа влияния материала и длины стержней на звуковые импульсы; определение скорости распространения продольных звуковых волн в материалах с течением времени; определение модуля упругости материалов и их плотности по скорости распространения продольных звуковых волн.
