Waqgħa Gravitazzjonali: Proba Mħarsa Tkompli Tiżaġġa?

1 · Ippreddi

Proba tiġi maħlula minn waqfa u taqa’ dritt lejn massa ċentrali taħt gravità ta’ kwadru invers. Hekk kif tinżel mir-raġġ 3.0 m għal 2.0 m għal 1.0 m, kif tinbidel il-veloċità tagħha?

2 · Tħejjija

  1. Iftaħ il-preset ta’ waqgħa gravitazzjonali. Proba waħda toqgħod fi mistrieħ f’distanza r₀ = 3.5 mil-massa ċentrali fiċ-ċentru tal-kanvas.
  2. Ikkonferma li s-sonda r (distanza) u s-sonda tal-veloċità t-tnejn huma mehmuża mal-ġisem tal-proba qabel ma taħdem xi ħaġa.
  3. Ħaddem is-simulazzjoni u dammha hekk kif il-proba tgħaddi r = 3.0 m, imbagħad 2.0 m, imbagħad 1.0 m, u aqra s-sonda tal-veloċità f’kull raġġ.

3 · Ħu d-Dejta

Raġġ ta’ Ħelsien r₀ (m)Radius r (m)Veloċità ta’ Ħarba f’r (m/s)Veloċità ta’ Waqgħa (m/s)
3.503.00
3.502.00
3.501.00

Ipinġi l-veloċità ta’ waqgħa (ass ġewwa) kontra r-raġġ r (ass mal-ġenb). Innota li r tonqos hekk kif il-proba tinżel, għalhekk aqra l-kurva mil-lemin għax-xellug.

4 · Analizza

  1. Il-proba tinżel l-istess 0.5 m minn 3.5→3.0 m u mill-ġdid minn 1.5→1.0 m, xorta waħad tikseb ħafna aktar veloċità fuq l-intervall ta’ ġewwa. Uża d-dejta tiegħek biex tispjega għalfejn distanzi indaqs ma jagħtux żidiet ta’ veloċità indaqs hawn (b’differenza ta’ waqgħa ħielsa f’g kostanti).
  2. Għal kull ringiela, qabbel il-veloċità ta’ waqgħa mkejjla tiegħek mal-veloċità ta’ ħarba f’dik ir-raġġ stess. Il-veloċità ta’ waqgħa dejjem tkun inqas — għaqqad dan mal-fatt li l-proba bdiet minn waqfa (l-enerġija totali tagħha hi negattiva, għalhekk tibqa’ marbuta).

5 · Estendi

  1. Qrib wiċċ l-Art nużaw v = √(2g·Δh) b’g kostanti. Ispjega għalfejn dik il-formula tonqos hawn, u liema kwantità tissostitwixxi l-g kostanti hekk kif il-proba timxi ’l ġewwa.
  2. Il-formula idealizzata v = √(2GM(1/r − 1/r₀)) tesplodi għall-infinità hekk kif r → 0. Is-simulazzjoni reala minflok tpinġi l-proba ftit barra miċ-ċentru. Liema raġuni fiżika (u liema għażla ta’ mudellar) iżomm il-veloċità finita?

Il-Fiżika Wara Dan l-Esperiment

Enerġija Potenzjali Gravitazzjonali

Hekk kif il-proba tinżel ’l ġewwa, r jitqassar u din l-enerġija potenzjali (negattiva) issir aktar negattiva, u tħalli ħruq ta’ enerġija li jerġa’ jidher bħala enerġija ċinetika — u għalhekk il-proba tkompli tiżaġġa minflok taqa’ b’ritmu stabbli.

Veloċità ta’ Ħarba

Il-veloċità li ġisem ikellu għar-raġġ r biex biss jeħrab mill-massa ċentrali. Proba mħarsa minn waqfa tibda b’enerġija totali negattiva, għalhekk il-veloċità ta’ waqgħa tagħha tibqa’ taħt dan il-valur f’kull raġġ — hi marbuta, mhux taħrab.

← Lura għall-esperiment

Mekkanika

138 Folja ta’ Lab ta’ Fiżika Stampabbli u B’Xejn