Cirkulære kredsløb & kredsløbshastighed

1 · Forudsig

Hvis du placerer satellitten i et større cirkulært kredsløb, hvordan ændrer den kredsløbshastighed, den skal bruge for at blive på cirklen, sig?

• Et større kredsløb kræver en højere fart
• Farten er den samme ved enhver radius
• Et større kredsløb kræver en lavere fart

2 · Opsætning

1. Åbn simulationen med cirkulært kredsløb, og tryk på Nulstil.
2. Slå radiusmåleren (r) og excentricitetsaflæsningen (e) til, og aktivér fartmåleren.
3. Send for hver radius nedenfor satellitten af sted tangentielt, tryk på Afspil, og — når e har stabiliseret sig nær 0 (en ægte cirkel) — notér dens kredsløbshastighed.

3 · Saml data

Afbild kredsløbshastighed v (y-aksen) mod kredsløbsradius r (x-aksen). Afbild derefter v mod 1/√r, og beskriv, hvilken af dem der er en ret linje.

4 · Analysér

1. Vis din udregning af v = √(GM/r) med GM = 40 m³/s² for ét forsøg, og sammenlign med den fart, du aflæser i simulationen.
2. Efterhånden som radius vokser, stiger eller falder kredsløbshastigheden så? Brug tal fra din tabel til at argumentere for, hvorvidt v ∝ r, v ∝ 1/r eller v ∝ 1/√r.

5 · Udvid

1. Dine data brugte en satellit på 1 kg. Skulle en satellit på 2 kg bruge en anden kredsløbshastighed ved samme radius? Forklar ved hjælp af v = √(GM/r) — optræder satellittens egen masse i den?
2. Centripetalkraften i den sidste kolonne leveres udelukkende af tyngdekraften. Forklar, hvad der ville ske med kredsløbet, hvis satellitten blev sendt af sted ved samme radius, men hurtigere end √(GM/r).

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark