Mecànica
Òrbita circular
Observa una òrbita gairebé circular: el radi es manté estable i l'excentricitat e ≈ 0.
Òrbita circular — simulació interactiva de Mecànica. Observa una òrbita gairebé circular: el radi es manté estable i l'excentricitat e ≈ 0. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Òrbita circular
Un satèl·lit en òrbita circular té just la velocitat tangencial suficient perquè l'acceleració centripeta coincideixi amb l'acceleració gravitatòria.
Per a un cercle estable, v²/r = GM/r², cosa que dóna v = √(GM/r). La velocitat queda fixada pel radi per a una massa central donada.
- v = √(GM/r)
- T² ∝ r³
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Si poses el satèl·lit en una òrbita circular més gran, com canviarà la velocitat orbital que necessita per mantenir-se en aquell cercle?
Prediccions a valorar
- Una òrbita més ampla necessita més velocitat
- La velocitat és la mateixa a tot radi
- Una òrbita més ampla necessita menys velocitat
Rols de les variables
El que tu defines:
- Massa del satèl·lit m (kg)
- Radi de l'òrbita r (m)
El que tu mesures:
- Velocitat orbital v (m/s)
- Força centripeta F = m·v² / r (N)
Com funciona la investigació
- Obre la simulació d'òrbita circular i prem Restableix.
- Activa la sonda de radi (r) i la lectura d'excentricitat (e), i encén la sonda de velocitat.
- Per a cada radi de sota, llança el satèl·lit tangencialment, prem Reprodueix i — un cop e s'estabilitza a prop de 0 (un cercle de debò) — enregistra'n la velocitat orbital.
Equació governant
Velocitat orbital circular — v = √(GM / r)
Per a una òrbita circular estable, la gravetat subministra exactament la força centripeta, cosa que fixa la velocitat a v = √(GM/r). Depèn només de la massa central (a través de GM) i del radi: mai de la massa del propi satèl·lit.
Força centripeta — F = m·v² / r
Qualsevol cos que es mou en un cercle de radi r a velocitat v és estirat cap endins amb força F = m·v²/r. Aquí aquella força cap endins la proporciona l'atracció gravitatòria de la massa central.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Mostra els càlculs de v = √(GM/r) amb GM = 40 m³/s² per a una prova i compara'ls amb la velocitat llegida a la simulació.
- Quan el radi augmenta, la velocitat orbital puja o baixa? Fes servir números de la teva taula per argumentar si v ∝ r, v ∝ 1/r o v ∝ 1/√r.
On apareix això més enllà del laboratori
- Les teves dades han fet servir un satèl·lit d'1 kg. Un satèl·lit de 2 kg necessitaria una velocitat orbital diferent al mateix radi? Explica-ho amb v = √(GM/r): hi apareix la massa del propi satèl·lit?
- La força centripeta de l'última columna la subministra tota la gravetat. Explica què passaria a l'òrbita si el satèl·lit es llancés al mateix radi però més ràpid que √(GM/r).
- AP Physics 1 — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
- AP Physics C: Mechanics — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
- IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
- IB Physics — D.1 Gravitational fields
- General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- Benvingut a Òrbita circular gravitatòria
- Selecciona el satèl·lit
- Prem Reprodueix
- Òrbita estable
- Obre les dades
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →
Llei de gravitació universal de Newton