Orbit Membulat & Laju Orbit

1 · Ramal

Jika anda meletakkan satelit dalam orbit membulat lebih besar, bagaimana laju orbit yang diperlukannya untuk kekal pada bulatan itu berubah?

2 · Susun

  1. Buka simulasi orbit-membulat dan tekan Set semula.
  2. Aktifkan prob jejari (r) dan bacaan kesipian (e), dan hidupkan prob laju.
  3. Bagi setiap jejari di bawah, lancarkan satelit secara tangen, tekan Main, dan -- setelah e menetap berhampiran 0 (bulatan sebenar) -- rekod laju orbitnya.

3 · Kumpul Data

Jisim satelit m (kg)Jejari orbit r (m)Laju orbit v (m/s)Daya sentripetal F = m·v² / r (N)
1.002.00
1.003.00
1.004.00

Plot laju orbit v (paksi-y) melawan jejari orbit r (paksi-x). Kemudian plot v melawan 1/√r dan huraikan yang mana satu garis lurus.

4 · Analisis

  1. Tunjukkan kerja anda mengira v = √(GM/r) dengan GM = 40 m³/s² bagi satu percubaan, dan bandingkan dengan laju yang anda baca daripada simulasi.
  2. 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.

5 · Lanjutkan

  1. 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?
  2. 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).

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

Laju Orbit Membulat

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

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.

← Kembali ke eksperimen

Mekanik

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma