Mekanika
Gerak melingkar
Bola mengorbit dengan jari-jari konstan: tegangan batang adalah gaya sentripetal (F = m·v²/r), selalu menuju pusat. Letakkan Timer pada bola untuk membaca periode orbit.
Gerak melingkar — simulasi Mekanika interaktif. Bola mengorbit dengan jari-jari konstan: tegangan batang adalah gaya sentripetal (F = m·v²/r), selalu menuju pusat. Letakkan Timer pada bola untuk membaca periode orbit. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Gerak melingkar beraturan
Sebuah objek pada sebuah lingkaran dengan kecepatan konstan tetap berakselerasi menuju pusat karena arah kecepatannya terus berubah.
Percepatan sentripetal selalu mengarah ke dalam meskipun kecepatannya konstan. Untuk sebuah bola pada sebuah batang, batang tersebut menyediakan gaya sentripetal yang melengkungkan lintasan menjadi sebuah lingkaran.
- a_c = v²/r
- F_c = mv²/r
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Sebuah bola pada batang mengorbit pada poros pusat tetap dengan kecepatan konstan. Jika Anda meningkatkan kecepatan orbit bola sambil menjaga radiusnya tetap, apakah waktu untuk satu putaran penuh (periode) menjadi lebih lama, lebih pendek, atau tetap sama?
Prediksi untuk ditimbang
- Periodenya semakin lama (membutuhkan lebih banyak waktu per putaran).
- Periodenya tetap sama (kecepatan tidak mempengaruhi periode).
- Periodenya menjadi lebih pendek (waktu yang dibutuhkan per putaran lebih sedikit).
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Massa m (kg)
- Radius sungai (m)
- Kecepatan orbitv (m/s)
Apa yang Anda ukur:
- Gaya sentripetal F = mv²/r (N)
- Periode T (1 putaran) (s)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset Gerakan Melingkar. Catat panjang batang (jari-jari orbit) dan massa bola, dan pastikan gravitasi tidak aktif — hanya batang yang memberikan gaya yang membelokkan lintasan.
- Pastikan probe kecepatan terpasang pada bola, dan letakkan Timer pada bola sehingga Anda dapat menghitung waktu satu putaran penuh.
- Untuk setiap percobaan di bawah ini, atur massa bola, panjang batang (radius), dan kecepatan tangensial awalnya, lalu tekan Putar dan waktu satu putaran penuh.
Persamaan yang mengatur
Gaya Sentripetal — F = m·v² / r
Gaya ke dalam yang harus disuplai oleh batang untuk menjaga bola tetap bergerak dalam lingkaran, bukan dalam garis lurus. Hal ini bergantung pada massa bola, kecepatan orbitnya (konstan), dan jari-jari lingkaran — inilah tegangan yang akan Anda rasakan pada batang pada setiap pengaturan percobaan.
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Untuk satu percobaan, tunjukkan pekerjaan Anda menghitung periode dari radius dan kecepatan yang Anda atur (T = 2 πr/v) dan bandingkan dengan pembacaan Timer di sim.
- Dari ketiga percobaan yang Anda lakukan, bagaimana peningkatan kecepatan pada radius tetap dapat mengubah periode? Bagaimana pertambahan jari-jari dengan kecepatan tetap dapat mengubah periode? Jelaskan keduanya menggunakan T = 2 πr/v.
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Prasetel ini mematikan gravitasi sehingga gerakannya benar-benar seragam. Jika gravitasi diaktifkan kembali dan tongkat masih membentuk lingkaran horizontal, apakah kecepatan bola akan tetap konstan sepanjang putaran? Mengapa atau mengapa tidak?
- Benda nyata yang mengorbit (seperti bola dengan tali yang diayunkan dengan tangan) kehilangan sedikit energi karena hambatan udara dan porosnya setiap putaran. Apakah Anda mengharapkan periode pengukurannya tetap konstan selama beberapa putaran, atau melayang — dan ke arah mana?
- 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
- Selamat datang di gerak melingkar
- Pilih bola
- Tekan Putar
- Selalu berputar
- Buka data
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.