Mecanică

Orbita circulară

Privește o orbită aproape circulară: raza rămâne constantă, iar excentricitatea e ≈ 0.

Orbita circulară — simulație interactivă de Mecanică. Privește o orbită aproape circulară: raza rămâne constantă, iar excentricitatea e ≈ 0. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Orbita circulară

Un satelit pe o orbită circulară are exact viteza tangențială necesară ca accelerația centripetă să corespundă accelerației gravitaționale.

Pentru un cerc stabil, v²/r = GM/r², de unde v = √(GM/r). Viteza este fixată de rază pentru o masă centrală dată.

• v = √(GM/r)
• T² ∝ r³

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Dacă plasezi satelitul pe o orbită circulară mai mare, cum se va schimba viteza orbitală de care are nevoie ca să rămână pe cercul acela?

Predicții de cântărit

• O orbită mai largă cere o viteză mai mare
• Viteza este aceeași la orice rază
• O orbită mai largă cere o viteză mai mică

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Masa satelitului m (kg)
• Raza orbitei r (m)

Ce măsori:

• Viteza orbitală v (m/s)
• Forța centripetă F = m·v² / r (N)

Cum decurge investigația

1. Deschide simularea orbitei circulare și apasă Resetează.
2. Activează sonda de rază (r) și citirea excentricității (e), și pornește sonda de viteză.
3. Pentru fiecare rază de mai jos, lansează satelitul tangențial, apasă Pornește și — după ce e se stabilizează aproape de 0 (un cerc adevărat) — înregistrează-i viteza orbitală.

Ecuația guvernantă

Viteza orbitală circulară — v = √(GM / r)

Pentru o orbită circulară stabilă, gravitația furnizează exact forța centripetă, ceea ce fixează viteza la v = √(GM/r). Depinde doar de masa centrală (prin GM) și de rază — niciodată de masa satelitului însuși.

Forța centripetă — F = m·v² / r

Orice corp care se mișcă pe un cerc de rază r cu viteza v este tras spre interior cu forța F = m·v²/r. Aici forța spre interior este furnizată de atracția gravitațională a masei centrale.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Arată calculul tău pentru v = √(GM/r) cu GM = 40 m³/s² pentru o încercare și compară-l cu viteza citită din simulare.
• Pe măsură ce raza crește, viteza orbitală urcă sau coboară? Folosește numere din tabelul tău pentru a argumenta dacă v ∝ r, v ∝ 1/r sau v ∝ 1/√r.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Datele tale au folosit un satelit de 1 kg. Un satelit de 2 kg ar avea nevoie de o viteză orbitală diferită la aceeași rază? Explică folosind v = √(GM/r) — apare masa propriu-zisă a satelitului în ea?
• Forța centripetă din ultima coloană este furnizată integral de gravitație. Explică ce s-ar întâmpla cu orbita dacă satelitul ar fi lansat la aceeași rază, dar mai repede decât √(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

1. Bine ai venit la Orbita circulară
2. Selectează satelitul
3. Apasă Pornește
4. Orbită stabilă
5. Deschide datele
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Legea gravitației universale a lui Newton