Tolygus judėjimas apskritimu ir centropetė jėga

1 · Spėk

Rutulys ant strypo skrieja apie fiksuotą centrinę ašį pastoviu greičiu. Jei padidinsi rutulio orbitos greitį spinduliui liekant tokiam pat, ar vieno rato laikas (periodas) pailgėja, sutrumpėja ar lieka toks pat?

• Periodas pailgėja (reikia daugiau laiko ratui).
• Periodas lieka toks pat (greitis neveikia periodo).
• Periodas sutrumpėja (reikia mažiau laiko ratui).

2 · Paruošk

1. Atidaryk Judėjimo apskritimu eksperimentą. Pastebėk strypo ilgį (orbitos spindulį) ir rutulio masę bei įsitikink, kad gravitacija išjungta — vien strypo jėga lenkia kelią.
2. Įsitikink, kad greičio zondas prikabintas prie rutulio, ir uždėk Laikmatį ant rutulio, kad galėtum išmatuoti vieną pilną ratą.
3. Kiekvienam bandymui žemiau nustatyk rutulio masę, strypo ilgį (spindulį) ir pradinį liestininį greitį, tada spausk Leisti ir išmatuok vieną pilną ratą.

3 · Rink duomenis

Braižyk periodą T (y ašis) prieš r/v (x ašis) savo trims bandymams. Apibūdink linijos formą.

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui parodyk savo darbą skaičiuodamas periodą iš nustatytų spindulio ir greičio (T = 2πr/v) ir palygink su Laikmačio rodmeniu simuliacijoje.
2. Per savo tris bandymus, kaip greičio didinimas fiksuotu spinduliu keičia periodą? Kaip spindulio didinimas fiksuotu greičiu keičia periodą? Paaiškink abu naudodamas T = 2πr/v.

5 · Išplėsk

1. Šis eksperimentas išjungia gravitaciją, kad judesys būtų tikrai tolygus. Jei gravitaciją vėl įjungtum, o strypas vis dar brėžtų horizontalų apskritimą, ar rutulio greitis išliktų pastovus per visą ratą? Kodėl taip arba ne?
2. Realus skriejantis objektas (pvz., rutulys ant siūlo, suktas ranka) kiekvieną ratą praranda šiek tiek energijos oro pasipriešinimui ir ašiai. Ar tikėtumeisi, kad jo išmatuotas periodas išliktų tobulai pastovus per daug ratų, ar nukryptų — ir kuria kryptimi?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai