यांत्रिकी
गोलाकार गती
चेंडू स्थिर त्रिज्येवर परिभ्रमण करतो: दंडाचा ताण हेच अभिकेंद्र बल आहे (F = m·v²/r), नेहमी केंद्राकडे बाणलेले. चेंडूवर टाइमर ठेवून त्याचा परिभ्रमण-आवर्तकाळ वाचा.
गोलाकार गती — संवादी यांत्रिकी सिम्युलेशन. चेंडू स्थिर त्रिज्येवर परिभ्रमण करतो: दंडाचा ताण हेच अभिकेंद्र बल आहे (F = m·v²/r), नेहमी केंद्राकडे बाणलेले. चेंडूवर टाइमर ठेवून त्याचा परिभ्रमण-आवर्तकाळ वाचा. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
एकसमान गोलाकार गती
वृत्तावर स्थिर चालीने जाणारी वस्तू तरीही केंद्राकडे प्रवेग घेते कारण वेगाची दिशा सातत्याने बदलते.
चाल स्थिर असतानाही अभिकेंद्र त्वरण आत बाणलेले असते. दंडावरील चेंडूसाठी दंडच ते अभिकेंद्र बल देते जे मार्ग वृत्तात वळवते.
- a_c = v²/r
- F_c = mv²/r
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
दंडावरील चेंडू स्थिर केंद्रीय आधारबिंदूभोवती स्थिर चालीने फिरतो. त्रिज्या तशीच ठेवत चेंडूची कक्षीय चाल वाढवल्यास, एका पूर्ण फेरीचा वेळ (आवर्तकाळ) जास्त, कमी की तसाच राहतो?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- आवर्तकाळ जास्त होतो (प्रति फेरी जास्त वेळ).
- आवर्तकाळ तसाच राहतो (चाल आवर्तकाळावर परिणाम करत नाही).
- आवर्तकाळ कमी होतो (प्रति फेरी कमी वेळ).
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- वस्तुमान m (kg)
- Radius r (m)
- कक्षीय चाल v (m/s)
तुम्ही काय मापता:
- अभिकेंद्र बल F = mv²/r (N)
- आवर्तकाळ T (1 फेरी) (s)
तपासणी कशी चालते
- वृत्तीय गती प्रीसेट उघडा. दंडाची लांबी (कक्षा-त्रिज्या) व चेंडूचे वस्तुमान नोंदवा, व गुरुत्व बंद आहे याची खात्री करा — मार्ग वळवणारे बल दंड एकटाच देतो.
- चाल-प्रोब चेंडूवर जोडला आहे याची खात्री करा, व एक पूर्ण परिभ्रमणाचा वेळ मोजण्यासाठी चेंडूवर टाइमर ठेवा.
- खालील प्रत्येक फेरीसाठी चेंडूचे वस्तुमान, दंडाची लांबी (त्रिज्या) व त्याची प्रारंभिक स्पर्शरेषीय चाल निश्चित करा, मग प्ले दाबा व एक पूर्ण फेरीचा वेळ मापा.
मूलभूत समीकरण
अभिकेंद्र बल — F = m·v² / r
चेंडूला सरळ रेषेऐवजी वर्तुळात हालवण्यासाठी दंडाने द्यावा लागणारा आतला बल. तो चेंडूच्या वस्तुमान, त्याच्या (स्थिर) कक्षीय चाली व वर्तुळाच्या त्रिज्येवर अवलंबून — प्रत्येक फेरीच्या सेटिंगवर दंडात तुम्हाला जाणवणारा ताण हाच.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- एका फेरीसाठी निश्चित केलेल्या त्रिज्या व चालीतून आवर्तकाळ (T = 2πr/v) काढण्याचे काम दाखवा व सिममधील टाइमरच्या वाचनाशी तुलना करा.
- तुमच्या तीन फेर्यांत, स्थिर त्रिज्येवर चाल वाढवल्याने आवर्तकाळ कसा बदलतो? स्थिर चालीवर त्रिज्या वाढवल्याने आवर्तकाळ कसा बदलतो? दोन्ही T = 2πr/v ने स्पष्ट करा.
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- हे प्रीसेट गुरुत्व बंद करते म्हणून गती खरोखर एकसमान असते. गुरुत्व परत सुरू केले व दंड आडवा वर्तुळच आकारत राहिला तर चेंडूची चाल संपूर्ण फेरीत स्थिर राहील का? का वा का नाही?
- खरी फिरणारी वस्तू (हाताने फिरवलेल्या दोरीवरील चेंडूसारखी) प्रत्येक फेरीला हवा-प्रतिकार व आधारबिंदूला थोडी ऊर्जा गमावते. अनेक फेर्यांत तिचा मोजलेला आवर्तकाळ पूर्णपणे स्थिर राहील, की घसरेल — व कोणत्या दिशेने?
- 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 गतीमध्ये स्वागत आहे
- चेंडू निवडा
- प्ले दाबा
- सातत्याने वळण
- डेटा उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.