Mekanik
Gerakan membulat
Bola mengorbit pada jejari malar: tegangan rod ialah daya sentripetal (F = m·v²/r), sentiasa menghala ke pusat. Letakkan Pemasa pada bola untuk membaca tempoh orbitnya.
Gerakan membulat — simulasi Mekanik interaktif. Bola mengorbit pada jejari malar: tegangan rod ialah daya sentripetal (F = m·v²/r), sentiasa menghala ke pusat. Letakkan Pemasa pada bola untuk membaca tempoh orbitnya. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Gerakan membulat seragam
Objek dalam bulatan pada laju tetap memecut ke arah pusat kerana arah halaju berubah berterusan.
Pecutan sentripetal menghala ke dalam walaupun laju malar. Bagi bola pada rod, rod membekalkan daya sentripetal yang melengkungkan lintasan menjadi bulatan.
- a_c = v²/r
- F_c = mv²/r
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Satu bola pada rod mengorbit satu pangsi tengah tetap pada laju malar. Jika anda menaikkan laju orbit bola sambil mengekalkan jejari sama, adakah masa untuk satu pusingan penuh (tempoh) menjadi lebih panjang, lebih pendek, atau kekal sama?
Ramalan untuk ditimbang
- Tempoh menjadi lebih panjang (lebih banyak masa setiap pusingan).
- Tempoh kekal sama (laju tidak menjejaskan tempoh).
- Tempoh menjadi lebih pendek (kurang masa setiap pusingan).
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Jisim m (kg)
- Radius r (m)
- Laju orbit v (m/s)
Apa yang anda ukur:
- Daya sentripetal F = mv²/r (N)
- Tempoh T (1 pusingan) (s)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset Gerakan Membulat. Perhatikan panjang rod (jejari orbit) dan jisim bola, dan sahkan graviti dimatikan -- rod sahaja membekalkan daya yang melengkungkan lintasan.
- Sahkan prob laju melekat pada bola, dan letakkan satu Pemasa pada bola supaya anda boleh mengira masa satu revolusi penuh.
- Bagi setiap percubaan di bawah, tetapkan jisim bola, panjang rod (jejari), dan laju tangen awalnya, kemudian tekan Main dan kira masa satu pusingan lengkap.
Persamaan pengawal
Daya Sentripetal — F = m·v² / r
Daya ke dalam yang mesti dibekalkan oleh rod untuk mengekalkan bola bergerak dalam bulatan dan bukannya garis lurus. Ia bergantung pada jisim bola, laju orbitnya (malar), dan jejari bulatan -- inilah tegangan yang anda rasai dalam rod pada tetapan setiap percubaan.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, tunjukkan kerja anda mengira tempoh daripada jejari dan laju yang anda tetapkan (T = 2πr/v) dan bandingkan dengan bacaan Pemasa dalam simulasi.
- Merentasi tiga percubaan anda, bagaimana penambahan laju pada jejari tetap mengubah tempoh? Bagaimana penambahan jejari pada laju tetap mengubah tempoh? Terangkan kedua-duanya menggunakan T = 2πr/v.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Praset ini mematikan graviti supaya gerakan benar-benar seragam. Jika graviti dihidupkan semula dan rod masih melakar bulatan mengufuk, adakah laju bola kekal malar merentasi keseluruhan pusingan? Mengapa ya atau tidak?
- Objek yang mengorbit sebenar (seperti bola pada tali yang dilayangkan dengan tangan) kehilangan sedikit tenaga kepada rintangan udara dan kepada pangsi setiap pusingan. Adakah andajangkan tempoh terukurnya kekal betul-betul malar merentasi banyak pusingan, atau melencong -- dan ke arah yang 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 ke Gerakan Membulat
- Pilih bola itu
- Tekan Main
- Sentiasa berpusing
- Buka data
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.