Meccanica
Moto circolare
La sfera orbita a raggio costante: la tensione dell'asta è la forza centripeta (F = m·v²/r), sempre diretta verso il centro. Posiziona un Timer sulla sfera per leggerne il periodo orbitale.
Moto circolare — simulazione interattiva (Meccanica). La sfera orbita a raggio costante: la tensione dell'asta è la forza centripeta (F = m·v²/r), sempre diretta verso il centro. Posiziona un Timer sulla sfera per leggerne il periodo orbitale. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Moto circolare uniforme
Un oggetto in cerchio a velocità costante accelera comunque verso il centro, perché la direzione della velocità cambia di continuo.
L'accelerazione centripeta punta verso il centro anche a velocità costante. Per una palla su un'asta, è l'asta a fornire la forza centripeta che piega la traiettoria in cerchio.
- a_c = v²/r
- F_c = mv²/r
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Una palla su un'asta orbita attorno a un perno centrale fisso a velocità costante. Se aumenti la velocità orbitale tenendo lo stesso raggio, il tempo per un giro completo (il periodo) aumenta, diminuisce o resta uguale?
Previsioni da valutare
- Il periodo aumenta (più tempo per giro).
- Il periodo resta uguale (la velocità non lo influenza).
- Il periodo diminuisce (meno tempo per giro).
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Massa m (kg)
- Raggio r (m)
- Velocità orbitale v (m/s)
Cosa misuri:
- Forza centripeta F = mv²/r (N)
- Periodo T (1 giro) (s)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset Moto circolare. Annota la lunghezza dell'asta (il raggio dell'orbita) e la massa della palla, e verifica che la gravità sia spenta: da sola, l'asta fornisce la forza che curva il percorso.
- Verifica che la sonda di velocità sia agganciata alla palla e aggiungi un Timer per cronometrare un giro completo.
- Per ogni prova qui sotto imposta massa, lunghezza dell'asta (raggio) e velocità tangenziale iniziale, poi premi Play e cronometra un giro completo.
Equazione che governa
Forza centripeta — F = m·v² / r
La forza verso l'interno che l'asta deve fornire per far muovere la palla in cerchio invece che in linea retta. Dipende da massa, velocità orbitale (costante) e raggio del cerchio: è la tensione che sentirai nell'asta alle impostazioni di ogni prova.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, mostra i passaggi con cui calcoli il periodo dal raggio e dalla velocità che hai impostato (T = 2πr/v) e confrontalo con la lettura del Timer nella simulazione.
- Nelle tue tre prove, come cambia il periodo aumentando la velocità a raggio fisso? E aumentando il raggio a velocità fissa? Spiega entrambe usando T = 2πr/v.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- Questo preset spegne la gravità perché il moto sia genuinamente uniforme. Se la gravità fosse riattivata e l'asta tracciasse comunque un cerchio orizzontale, la velocità resterebbe costante per tutto il giro? Perché sì o no?
- Un oggetto in orbita reale (come una palla su uno spago fatta roteare a mano) perde un po' di energia per resistenza dell'aria e perno a ogni giro. Ti aspetti che il suo periodo resti perfettamente costante su molti giri, o che derivi — e in quale direzione?
- 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
- Benvenuto al moto circolare
- Seleziona la palla
- Premi Play
- Sempre in curva
- Apri i dati
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
Apri laboratorio interattivo →
Scarica foglio di laboratorio →