Mekanik
Cirkulær bevægelse
Bolden kredser med konstant radius: stangens træk er centripetalkraften (F = m·v²/r), altid rettet mod centret. Placér en Timer på bolden for at aflæse dens omløbstid.
Cirkulær bevægelse — interaktiv Mekanik-simulation. Bolden kredser med konstant radius: stangens træk er centripetalkraften (F = m·v²/r), altid rettet mod centret. Placér en Timer på bolden for at aflæse dens omløbstid. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Uniform cirkulær bevægelse
Et objekt i en cirkel med jævn fart accelererer stadig mod centret, fordi hastighedens retning ændrer sig fortsat.
Centripetalaccelerationen peger indad, selv når farten er konstant. For en bold på en stang leverer stangen den centripetalkraft, der bøjer banen til en cirkel.
- a_c = v²/r
- F_c = mv²/r
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
En kugle på en stang kredser om et fast centralt omdrejningspunkt med konstant fart. Hvis du øger kuglens kredsløbshastighed, mens radius forbliver den samme, bliver tiden for en hel omgang (omløbstiden) så længere, kortere, eller forbliver den uændret?
Forudsigelser at afveje
- Omløbstiden bliver længere (det tager mere tid pr. omgang).
- Omløbstiden forbliver den samme (farten påvirker ikke omløbstiden).
- Omløbstiden bliver kortere (det tager mindre tid pr. omgang).
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Masse m (kg)
- Radius r (m)
- Banehastighed v (m/s)
Det, du måler:
- Centripetalkraft F = mv²/r (N)
- Omløbstid T (1 omgang) (s)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen Cirkelbevægelse. Notér stangens længde (kredsløbsradius) og kuglens masse, og kontrollér, at tyngdekraften er slået fra — stangen alene leverer den kraft, der krummer banen.
- Kontrollér, at fartmåleren sidder på kuglen, og læg et stopur på kuglen, så du kan tage tiden på én hel omdrejning.
- Indstil for hvert forsøg nedenfor kuglens masse, stanglængden (radius) og dens begyndelsestangentialfart, tryk derefter på Afspil, og tag tiden på én hel omgang.
Styrende ligning
Centripetalkraft — F = m·v² / r
Den indadrettede kraft, stangen skal levere for at holde kuglen i en cirkelbevægelse i stedet for en ret linje. Den afhænger af kuglens masse, dens (konstante) kredsløbshastighed og cirkelens radius — det er den trækkraft, du ville mærke i stangen ved hvert forsøgs indstillinger.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Vis for ét forsøg din udregning af omløbstiden ud fra den valgte radius og fart (T = 2πr/v), og sammenlign med stopurets aflæsning i simulationen.
- På tværs af dine tre forsøg: hvordan ændrer en større fart ved fast radius omløbstiden? Hvordan ændrer en større radius ved fast fart omløbstiden? Forklar begge dele ved hjælp af T = 2πr/v.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Denne forudstilling slår tyngdekraften fra, så bevægelsen er reelt uniform. Hvis tyngdekraften blev slået til igen, og stangen stadig beskrev en vandret cirkel, ville kuglens fart så forblive konstant gennem hele omgangen? Hvorfor eller hvorfor ikke?
- Et rigtigt kredsende objekt (som en kugle i en snor, der svinges i hånden) mister lidt energi til luftmodstand og til omdrejningspunktet ved hver omgang. Ville du forvente, at dets målte omløbstid forbliver perfekt konstant over mange omgange, eller at den driver — og i hvilken retning?
- AP Physics 1 — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
- AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
- General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- Velkommen til Cirkulær bevægelse
- Vælg bolden
- Tryk på Afspil
- Drejer altid
- Åbn dataene
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →