यांत्रिकी
वृत्तीय गति
गेंद स्थिर त्रिज्या पर घूमती है: छड़ का तनाव अभिकेन्द्रीय बल (F = m·v²/r) है, हमेशा केंद्र की ओर। गेंद पर टाइमर रखकर कक्षीय आवर्तकाल पढ़ें।
वृत्तीय गति — इंटरैक्टिव यांत्रिकी सिमुलेशन। गेंद स्थिर त्रिज्या पर घूमती है: छड़ का तनाव अभिकेन्द्रीय बल (F = m·v²/r) है, हमेशा केंद्र की ओर। गेंद पर टाइमर रखकर कक्षीय आवर्तकाल पढ़ें। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
समान वृत्तीय गति
स्थिर चाल से वृत्त में गतिमान वस्तु फिर भी केंद्र की ओर त्वरित होती है क्योंकि चाल की दिशा निरंतर बदलती रहती है।
अभिकेंद्री त्वरण अंदर की ओर इंगित करता है, भले ही चाल स्थिर हो। छड़ पर गेंद के लिए, छड़ अभिकेंद्री बल प्रदान करती है जो पथ को वृत्त में मोड़ता है।
- a_c = v²/r
- F_c = mv²/r
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
एक छड़ पर एक गेंद स्थिर गति से एक निश्चित केंद्रीय धुरी की परिक्रमा करती है। यदि आप त्रिज्या को समान रखते हुए गेंद की कक्षीय गति बढ़ाते हैं, तो क्या एक पूर्ण चक्कर (अवधि) का समय लंबा, छोटा हो जाता है, या वही रहता है?
तौलने की भविष्यवाणी
- अवधि लंबी हो जाती है (प्रति गोद अधिक समय लगता है)।
- अवधि समान रहती है (गति अवधि को प्रभावित नहीं करती है)।
- अवधि छोटी हो जाती है (प्रति लैप कम समय लगता है)।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- मास एम (kg)
- त्रिज्या आर (m)
- कक्षीय गति वी (m/s)
आप क्या मापते हैं:
- अभिकेन्द्रीय बल F = mv²/r (N)
- अवधि टी (1 लैप) (s)
जाँच कैसे चलती है
- सर्कुलर मोशन प्रीसेट खोलें। छड़ की लंबाई (कक्षा त्रिज्या) और गेंद के द्रव्यमान पर ध्यान दें, और पुष्टि करें कि गुरुत्वाकर्षण बंद है - छड़ अकेले ही उस बल की आपूर्ति करती है जो पथ को मोड़ती है।
- पुष्टि करें कि गति जाँच गेंद से जुड़ी हुई है, और गेंद पर एक टाइमर छोड़ें ताकि आप एक पूर्ण क्रांति का समय निर्धारित कर सकें।
- नीचे दिए गए प्रत्येक परीक्षण के लिए, गेंद का द्रव्यमान, छड़ की लंबाई (त्रिज्या), और इसकी प्रारंभिक स्पर्शरेखा गति निर्धारित करें, फिर प्ले दबाएं और एक पूर्ण चक्कर का समय निर्धारित करें।
शासक समीकरण
सेंट्ररपेटल फ़ोर्स — F = m·v² / r
गेंद को सीधी रेखा के बजाय वृत्त में घुमाने के लिए रॉड को अंदर की ओर बल लगाना चाहिए। यह गेंद के द्रव्यमान, उसकी (निरंतर) कक्षीय गति और वृत्त की त्रिज्या पर निर्भर करता है - यह वह तनाव है जिसे आप प्रत्येक परीक्षण की सेटिंग में रॉड में महसूस करेंगे।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- एक परीक्षण के लिए, अपने द्वारा निर्धारित त्रिज्या और गति (T = 2πr/v) से अवधि की गणना करके अपना कार्य दिखाएं और इसकी तुलना सिम में टाइमर की रीडिंग से करें।
- आपके तीन परीक्षणों में, एक निश्चित त्रिज्या पर गति बढ़ाने से अवधि कैसे बदल जाती है? एक निश्चित गति से त्रिज्या बढ़ाने से अवधि कैसे बदल जाती है? T = 2 πr/v. का उपयोग करके दोनों को समझाइए
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- यह प्रीसेट गुरुत्वाकर्षण को बंद कर देता है इसलिए गति वास्तव में एक समान होती है। यदि गुरुत्वाकर्षण को वापस चालू कर दिया जाए और छड़ अभी भी एक क्षैतिज वृत्त का पता लगाए, तो क्या गेंद की गति पूरी गोद में स्थिर रहेगी? क्यों या क्यों नहीं?
- एक वास्तविक परिक्रमा करने वाली वस्तु (जैसे हाथ से घुमाई गई डोरी पर बंधी गेंद) हवा के प्रतिरोध और प्रत्येक चक्कर में धुरी के कारण थोड़ी ऊर्जा खो देती है। क्या आप उम्मीद करेंगे कि इसकी मापी गई अवधि कई गोदों में बिल्कुल स्थिर रहेगी, या बहती रहेगी - और किस दिशा में?
- 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
- वृत्तीय गति में आपका स्वागत है
- गेंद चुनें
- चलाएँ दबाएँ
- सदैव मुड़ना
- डेटा खोलें
- आपने कर दिखाया!
दृश्य बनाने के लिए इंटरैक्टिव सिmuलेशन खोलें, प्ले दबाएं, और लाइव माप और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ अन्वेषण करें।