Mekanik
Orbit membulat
Tonton orbit hampir membulat: jejari kekal stabil dan kesipian e ≈ 0.
Orbit membulat — simulasi Mekanik interaktif. Tonton orbit hampir membulat: jejari kekal stabil dan kesipian e ≈ 0. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Orbit membulat
Satelit dalam orbit membulat mempunyai laju tangen yang cukup supaya pecutan sentripetal sepadan dengan pecutan graviti.
Bagi bulatan stabil, v²/r = GM/r², memberi v = √(GM/r). Laju ditetapkan oleh jejari bagi satu jisim tengah yang diberi.
- v = √(GM/r)
- T² ∝ r³
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
Jika anda meletakkan satelit dalam orbit membulat lebih besar, bagaimana laju orbit yang diperlukannya untuk kekal pada bulatan itu berubah?
Ramalan untuk ditimbang
- Orbit lebih lebar memerlukan laju lebih pantas
- Lajunya sama pada setiap jejari
- Orbit lebih lebar memerlukan laju lebih perlahan
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Jisim satelit m (kg)
- Jejari orbit r (m)
Apa yang anda ukur:
- Laju orbit v (m/s)
- Daya sentripetal F = m·v² / r (N)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka simulasi orbit-membulat dan tekan Set semula.
- Aktifkan prob jejari (r) dan bacaan kesipian (e), dan hidupkan prob laju.
- Bagi setiap jejari di bawah, lancarkan satelit secara tangen, tekan Main, dan -- setelah e menetap berhampiran 0 (bulatan sebenar) -- rekod laju orbitnya.
Persamaan pengawal
Laju Orbit Membulat — v = √(GM / r)
Bagi orbit membulat stabil, graviti membekalkan tepat daya sentripetal, yang menetapkan laju pada v = √(GM/r). Ia bergantung hanya pada jisim tengah (melalui GM) dan jejari -- tidak pernah pada jisim satelit sendiri.
Daya Sentripetal — F = m·v² / r
Sebarang jasad yang bergerak dalam bulatan berjejari r pada laju v ditarik ke dalam dengan daya F = m·v²/r. Di sini daya ke dalam itu dibekalkan oleh tarikan graviti jisim tengah.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Tunjukkan kerja anda mengira v = √(GM/r) dengan GM = 40 m³/s² bagi satu percubaan, dan bandingkan dengan laju yang anda baca daripada simulasi.
- Ketika jejari meningkat, adakah laju orbit naik atau turun? Gunakan nombor daripada jadual anda untuk berhujah sama ada v ∝ r, v ∝ 1/r, atau v ∝ 1/√r.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Data anda menggunakan satelit 1 kg. Adakah satelit 2 kg memerlukan laju orbit berbeza pada jejari sama? Terangkan menggunakan v = √(GM/r) -- adakah jisim satelit sendiri muncul dalamnya?
- Daya sentripetal dalam kolum terakhir dibekalkan sepenuhnya oleh graviti. Terangkan apa yang akan berlaku pada orbit jika satelit dilancarkan pada jejari sama tetapi lebih pantas daripada √(GM/r).
- AP Physics 1 — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
- AP Physics C: Mechanics — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
- IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
- IB Physics — D.1 Gravitational fields
- General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- Selamat datang ke Orbit Bulat Grav
- Pilih satelit itu
- Tekan Main
- Orbit stabil
- Buka data
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.