Mga Circular Orbit at Orbital Speed
1 · Humula
Kung ilalagay mo ang satellite sa mas malaking circular orbit, paano magbabago ang orbital speed na kailangan nito para manatili sa bilog na iyon?
- Mas malawak na orbit ay nangangailangan ng mas mabilis na bilis
- Parehong bilis sa bawat radius
- Mas malawak na orbit ay nangangailangan ng mas mabagal na bilis
2 · Mag-set Up
- Buksan ang circular-orbit simulation at pindutin ang I-reset.
- I-enable ang radius (r) probe at eccentricity (e) readout, at i-on ang speed probe.
- Para sa bawat radius sa ibaba, ilunsad ang satellite nang tangential, pindutin ang I-play, at — kapag huminto na ang e malapit sa 0 (totoong bilog) — itala ang orbital speed nito.
3 · Mangulekta ng Data
| Mass ng satellite m (kg) | Radius ng orbit r (m) | Orbital speed v (m/s) | Sentripetal na puwersa F = m·v² / r (N) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 2.00 | ||
| 1.00 | 3.00 | ||
| 1.00 | 4.00 |
I-plot ang orbital speed v (y-axis) laban sa orbit radius r (x-axis). Pagkatapos ay i-plot ang v laban sa 1/√r at ilarawan kung alin ang tuwid na linya.
4 · Mag-analisa
- Ipakita ang solution mo sa v = √(GM/r) na may GM = 40 m³/s² para sa isang trial, at ihambing sa bilis na binasa mo mula sa simulation.
- Paglapad ng radius, tataas o bababa ba ang orbital speed? Gumamit ng numero mula sa table mo para ipagtanggol kung v ∝ r, v ∝ 1/r, o v ∝ 1/√r.
5 · Palawakin
- 1 kg na satellite ang ginamit ng data mo. Kakailanganin ba ng 2 kg na satellite ng ibang orbital speed sa parehong radius? Ipaliwanag gamit ang v = √(GM/r) — lumilitaw ba ang mismong mass ng satellite dito?
- Ang centripetal force sa huling column ay buong ibinibigay ng gravity. Ipaliwanag kung ano ang mangyayari sa orbit kung ilunsad ang satellite sa parehong radius pero mas mabilis kaysa √(GM/r).
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Circular Orbital Speed
Para sa stable na circular orbit, eksakto ang gravity sa centripetal force, na nagtatakda sa bilis sa v = √(GM/r). Nakadepende ito lamang sa central mass (sa pamamagitan ng GM) at radius — hindi kailanman sa mismong mass ng satellite.
Centripetal Force
Kahit anong katawang gumagalaw sa bilog na radius r sa bilis v ay hinihila pababa ng puwersang F = m·v²/r. Dito, ang panloob na puwersang iyon ay ibinibigay ng gravitational attraction ng central mass.