Uniform Circular Motion at Centripetal Force
1 · Humula
Ang bola sa rod ay umiikot sa nakapirmeng sentral na pivot nang constant na bilis. Kung taasan mo ang orbital speed ng bola nang pareho pa rin ang radius, mas mahaba, mas maikli, o pareho ba ang oras ng isang buong ikot (periodo)?
- Mas mahaba ang periodo (mas maraming oras kada ikot).
- Pareho ang periodo (hindi naaapektuhan ng bilis).
- Mas maikli ang periodo (mas kaunting oras kada ikot).
2 · Mag-set Up
- Buksan ang Circular Motion preset. Tandaan ang haba ng rod (orbit radius) at mass ng bola, at tiyakin naka-off ang gravity — ang rod lang ang nagbibigay ng puwersang kumokurbada ng landas.
- Tiyaking nakakabit ang speed probe sa bola, at maglagay ng Timer sa bola para maturan mo ang isang buong rebolusyon.
- Para sa bawat trial sa ibaba, itakda ang mass ng bola, haba ng rod (radius), at initial tangential speed, tapos pindutin ang I-play at turan ang isang buong ikot.
3 · Mangulekta ng Data
| Mass m (kg) | Radius r (m) | Orbital speed v (m/s) | Sentripetal na puwersa F = mv²/r (N) | Periodo T (1 ikot) (s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 2.00 | 3.00 | ||
| 1.00 | 3.00 | 4.00 | ||
| 2.00 | 2.50 | 5.00 |
I-graph ang periodo T (y-axis) laban sa r/v (x-axis) para sa tatlong trial mo. Ilarawan ang hugis ng linya.
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, ipakita ang solution mo sa periodo mula sa radius at bilis na itinakda mo (T = 2πr/v) at ihambing sa reading ng Timer sa sim.
- Sa tatlong trial mo, paano binabago ng pagtaas ng bilis sa nakatakdang radius ang periodo? Paano ng pagtaas ng radius sa nakatakdang bilis? Ipaliwanag ang dalawa gamit ang T = 2πr/v.
5 · Palawakin
- Naka-off ang gravity ng preset na ito para tunay na uniform ang galaw. Kung muling naka-on ang gravity at gumanap pa rin ang rod ng pahalang na bilog, mananatili bang constant ang bilis ng bola sa buong ikot? Bakit?
- Ang tunay na umiikot na bagay (tulad ng bolang naikuot ng kamay sa string) ay nawawalan ng kaunting enerhiya sa air resistance at sa pivot kada ikot. Inaasahan mo bang perpektong magiging constant ang sinusukat na periodo sa maraming ikot, o magde-drift — at saang direksyon?
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Centripetal Force
Ang pahilang na puwersang dapat ibigay ng rod para mapanatili ang bola sa bilog sa halip na tuwid na linya. Nakadepende ito sa mass ng bola, (constant) na orbital speed, at radius ng bilog — ito ang tension na mararamdaman mo sa rod sa setting ng bawat trial.