<<< ВСЕ МАТЕРИАЛЫ
Виртуальный эксперимент. 10 класс.
Скорость движения молекул и температура.
Вариант для дистантного обучения 10-2-t.

Задание

1. Настройте анимацию для изображения движения молекул. Для этого перейдите во вкладку "Advanced", в нижнем окошке уравняйте массы шаров (молекулы ведь одинаковы), сделайте их, скажем, по 1 кг. Здесь же добавьте количество шаров до пяти, кликните опцию "Больше данных". В правом окошке следует выбрать "На плоскости", "Вектора скоростей", "Отражающая стенка". Слейдер упругости "Elasticity" переведите на 100%, включите звук.
Теперь у нас есть пять молекул в замкнутом объёме, иначе модель газа в сосуде, закрытом поршнем. Да ещё мы можем в каждый момент времени знать скорость каждой молекулы и её импульс. Стало быть можно проверить теоретические выкладки из учебника относительно давления газа и его температуры.
2. Кликните кнопку "Пуск". Наблюдайте движение молекул газа. Прислушайтесь к звуку ударов молекул. Какова ритмичность этих ударов? Что можно сказать о характере движения молекул одним словом. Запишите его в тетрадь, не забыв озаглавить свою работу. Нажмите на "Паузу", зарисуйте в тетрадь положение ваших молекл и вектора их скоростей. Одинаковы ли скорости отдельных молекул? Как этот рисунок соотносится с тем словом, что вы нашли для определение характера движения молекул.
3. Остановите анимацию и мышкой передвиньте ваши молекулы так, чтобы они образовали какую-либо фигуру, например, окружность. Запустите анимацию и дождитесь, чтобы молекулы снова выстроились, образовав прежнюю фигуру. Пожалуй, не дождётесь почему-то. А почему? Какое свойство движения молекул здесь проявляется? Это свойство необратимости процессов указывает нам, в какую сторону течёт время, притом, только в одну: от упорядоченности к хаосу.
4. Теперь одной из молекул задайте максимальную массу 5 кг, а массы остальных сделайте 0.1 кг. Среди опций отыщите "Показать траектории". Запустите анимацию и наблюдайте за траекторией самой массивной частицы. Где-то вы видели эту картину? Вспоминайте!
А заметили, скрорости маленьких частиц весьма велики в сравнении со скоростью большой частицы. Это почему так? Попробуйте найти наиболее точный и полный ответ.
5. Сделайте все массы снова по 1 кг. Запустите анимацию снова, слейдером "Темп." уменьшите температуру газа, сдвинув слайдер влево. Что изменилось в движении молекул? Это можно оценить визуально. Какие теперь изменения произошли в движении молекул? Выводы запишите в тетрадь.

Описание
Используйте симулятор для исследования простых столкновений в одномерном и более сложных столкновений в двухмерном пространстве. Поэкспериментируйте с количеством шаров, массами и начальными условиями. Измените упругость и посмотрите, как изменяется общий импульс и кинетическая энергия при столкновениях.

Примерные задания

Нарисуйте картины столкновений до и после.
Постройте векторные представления импульса столкновений до и после.
Примените закон сохранения импульса для решения задач о столкновениях.
Объясните, почему энергия не сохраняется и изменяется при некоторых столкновениях.
Определить изменение механической энергии при столкновениях шаров различной упругости.
Что значит упругость?

Инструкция (с русским переводом)