Mehanika
Kružno gibanje
Loptica kruži sa stalnim polumjerom: sila napetosti šipke je centripetalna sila (F = m·v²/r), uvijek usmjerena prema središtu. Postavi Brojilo vremena na lopticu da očitaš njezin period ophoda.
Kružno gibanje — interaktivna simulacija: Mehanika. Loptica kruži sa stalnim polumjerom: sila napetosti šipke je centripetalna sila (F = m·v²/r), uvijek usmjerena prema središtu. Postavi Brojilo vremena na lopticu da očitaš njezin period ophoda. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Jednoliko kružno gibanje
Objekt u kruženju stalnom brzinom i dalje ubrzava prema središtu jer se smjer brzine neprestano mijenja.
Centripetalno ubrzanje usmjereno je prema unutra čak i kad je brzina stalna. Za lopticu na šipki, šipka daje centripetalnu silu koja savija putanju u kružnicu.
- a_c = v²/r
- F_c = mv²/r
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Loptica na šipki kruži oko fiksnog središnjeg oslonca stalnom brzinom. Ako povećaš orbitalnu brzinu loptice uz isti polumjer, postaje li vrijeme jednog punog kruga (period) dulje, kraće ili ostaje isto?
Predviđanja za odvagnuti
- Period postaje dulji (treba više vremena po krugu).
- Period ostaje isti (brzina ne utječe na period).
- Period postaje kraći (treba manje vremena po krugu).
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Masa m (kg)
- Radius r (m)
- Orbitalna brzina v (m/s)
Što mjeriš:
- Centripetalna sila F = mv²/r (N)
- Period T (1 krug) (s)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav Kružno gibanje. Zabilježi duljinu šipke (polumjer orbite) i masu loptice te potvrdi da je gravitacija isključena — sama šipka daje silu koja krivi putanju.
- Potvrdi da je sonda brzine pričvršćena na lopticu i postavi Brojilo vremena na lopticu za mjerenje jedne pune revolucije.
- Za svaki pokušaj dolje postavi masu loptice, duljinu šipke (polumjer) i početnu tangencijalnu brzinu, a zatim pritisni Pokreni i izmjeri jedan potpuni krug.
Odgovarajuća jednadžba
Centripetalna sila — F = m·v² / r
Unutrašnja sila koju šipka mora dati da bi loptica išla u kružnicu umjesto pravca. Ovisi o masi loptice, njezinoj (stalnoj) orbitalnoj brzini i polumjeru kružnice — to je sila napetosti koju bi osjetio u šipki pri postavkama svakog pokušaja.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj pokaži svoj izračun perioda iz polumjera i brzine koje si postavio (T = 2πr/v) i usporedi s očitanjem Brojila vremena u simulaciji.
- Kroz svoja tri pokušaja, kako povećanje brzine pri fiksnom polumjeru mijenja period? Kako povećanje polumjera pri fiksnoj brzini mijenja period? Objasni oba koristeći T = 2πr/v.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Ovaj postav isključuje gravitaciju da bi gibanje bilo istinski jednoliko. Kad bi se gravitacija vratila, a šipka i dalje ocrtavala horizontalnu kružnicu, bi li brzina loptice ostala stalna kroz cijeli krug? Zašto da ili ne?
- Pravi objekt u orbiti (poput loptice na uzetiu koju vrtiš rukom) gubi malo energije na otpor zraka i oslonac svaki krug. Očekuješ li da njegov izmjereni period ostane savršeno stalan kroz mnogo krugova ili da odstupa — i u kojem smjeru?
- 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
- Dobro došli u kružno gibanje
- Odaberi lopticu
- Pritisni Pokreni
- Uvijek u zavoj
- Otvori podatke
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →