Ühtlane ringliikumine ja tsentripetaaljõud

1 · Ennusta

Varre otsas olev pall tiirleb fikseeritud kesktelje ümber konstantse kiirusega. Kui suurendad palli tiirlemiskiirust raadiust samana hoides, kas aeg ühele täistiirule (periood) saab pikemaks, lühemaks või jääb samaks?

• Periood saab pikemaks (iga tiir võtab rohkem aega).
• Periood jääb samaks (kiirus ei mõjuta perioodi).
• Periood saab lühemaks (iga tiir võtab vähem aega).

2 · Seadista

1. Ava ringliikumise eelseadistus. Pane tähele varre pikkus (orbiidi raadius) ja palli mass, ning kinnita, et gravitatsioon on väljas — ainult varr annab jõu, mis teed kõverdab.
2. Kinnita, et kiiruse sond on pallile kinnitatud, ja pane pallile taimer, et saaksid ühe täistiiru ajastada.
3. Sea allpool iga katse jaoks palli mass, varre pikkus (raadius) ja tema algne põiksuunaline kiirus, siis vajuta Esita ja ajasta üks täistiir.

3 · Kogu andmeid

Joonista kolme katse jaoks periood T (y-telg) r/v (x-telg) suhtes. Kirjelda joone kuju.

4 · Analüüsi

1. Näita ühe katse jaoks oma arvutus perioodist seatud raadiuse ja kiirusega (T = 2πr/v) ja võrdle simulatsiooni taimeri näiduga.
2. Kolme katse peale, kuidas kiiruse suurendamine fikseeritud raadiusega perioodi muudab? Kuidas raadiuse suurendamine fikseeritud kiirusega perioodi muudab? Selgita mõlemad T = 2πr/v abil.

5 · Laienda

1. See eelseadistus lülitab gravitatsiooni välja, nii et liikumine on tõeliselt ühtlane. Kui gravitatsioon tagasi sisse lülitataks ja varras ikka rõhtsat ringi jälgiks, kas palli kiirus püsiks kogu tiiru jooksul konstantne? Miks või miks mitte?
2. Päris tiirlev ese (nagu käega pööratav niidiratas) kaotab iga tiiruga veidi energiat õhutakistusele ja teljele. Kas ootaksid, et mõõdetud periood püsiks paljude tiirude jooksul täiuslikult konstantne või nihkuma — ja kummas suunas?

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte