வட்ட சுற்றுப்பாதைகள் & சுற்று வேகம்
1 · கணிப்பு
செயற்கைக்கோளை ஒரு பெரிய வட்ட சுற்றுப்பாதையில் வைத்தால், அந்த வட்டத்தில் இருக்கத் தேவையான சுற்று வேகம் எவ்வாறு மாறும்?
- அகன்ற சுற்றுப்பாதைக்கு அதிக வேகம் தேவை
- ஒவ்வொரு ஆரத்திலும் வேகம் அப்படியே
- அகன்ற சுற்றுப்பாதைக்கு குறைவான வேகம் தேவை
2 · அமைப்பு
- வட்ட-சுற்றுப்பாதை உருவகத்தைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள்.
- ஆர (r) ஆய்வி மற்றும் வட்டவிலகல் (e) வாசிப்பை இயக்கி, வேக ஆய்வியையும் இயக்குங்கள்.
- கீழே உள்ள ஒவ்வொரு ஆரத்திற்கும், செயற்கைக்கோளை தொடு திசையில் ஏவி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி — e, 0-ஐ நெருங்கி நிலைபெற்றதும் (உண்மையான வட்டம்) — அதன் சுற்று வேகத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
3 · தரவு சேகரி
| செயற்கைக்கோள் நிறை m (kg) | சுற்றுப்பாதை ஆரம் r (m) | சுற்றுப்பாதை வேகம் v (m/s) | மையநோக்கு விசை F = m·v² / r (N) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 2.00 | ||
| 1.00 | 3.00 | ||
| 1.00 | 4.00 |
சுற்றுப்பாதை ஆரம் r (x-அச்சு) எதிராக சுற்று வேகம் v (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். பின்னர் v-ஐ 1/√r-க்கு எதிராக வரைந்து, எது நேர்கோடு என்று விளக்குங்கள்.
4 · பகுப்பாய்வு
- ஒரு முயற்சிக்கு, GM = 40 m³/s² உடன் v = √(GM/r) கணக்கிடும் வேலையைக் காட்டி, உருவகத்தில் படித்த வேகத்துடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- ஆரம் அதிகரிக்கும்போது, சுற்று வேகம் உயருமா வீழுமா? v ∝ r, v ∝ 1/r, அல்லது v ∝ 1/√r என்பதில் எது என்று உங்கள் அட்டவணை எண்களைப் பயன்படுத்தி வாதிடுங்கள்.
5 · நீட்டிப்பு
- உங்கள் தரவு 1 kg செயற்கைக்கோளைப் பயன்படுத்தியது. அதே ஆரத்தில் 2 kg செயற்கைக்கோளுக்கு வேறுபட்ட சுற்று வேகம் தேவையா? v = √(GM/r) பயன்படுத்தி விளக்குங்கள் — செயற்கைக்கோளின் சொந்த நிறை அதில் தோன்றுகிறதா?
- கடைசி நெடுவரிசையில் உள்ள மையநோக்கு விசை, முழுவதும் ஈர்ப்பால் வழங்கப்படுகிறது. அதே ஆரத்தில், √(GM/r)-ை விட வேகமாக செயற்கைக்கோள் ஏவப்பட்டால், சுற்றுப்பாதைக்கு என்ன நடக்கும் என்று விளக்குங்கள்.
இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்
வட்ட சுற்றுப்பாதை வேகம்
ஒரு நிலையான வட்ட சுற்றுப்பாதைக்கு, ஈர்ப்பு சரியாக மையநோக்கு விசையை வழங்குகிறது, இது வேகத்தை v = √(GM/r)-இல் நிர்ணயிக்கிறது. இது மைய நிறையை (GM வழியாக) மற்றும் ஆரத்தை மட்டுமே சார்ந்தது — செயற்கைக்கோளின் சொந்த நிறையை ஒருபோதும் அல்ல.
மையநோக்கு விசை
r ஆரமுள்ள வட்டத்தில் v வேகத்தில் நகரும் எந்தப் பொருளும், F = m·v²/r விசையால் உள்நோக்கி இழுக்கப்படுகிறது. இங்கே அந்த உள்நோக்கிய விசை, மைய நிறையின் ஈர்ப்புத் தன்மையால் வழங்கப்படுகிறது.
எந்திரவியல்
- எறிபொருள் இயக்கம் & இயக்க ஆற்றல்
- சரிவில் பந்து: உராய்வற்ற சரிவில் ஆற்றல்
- உராய்வு சரிவில் கட்டை: நிலை-உராய்வு வாசலைக் கண்டறிதல்
- எல்லை வேகம்: இழுவை வழியாக வீழ்ச்சி
- விசை ஆய்வகம்: நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி
- எதிர் விசைகள்: நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி & உந்தம்
- துள்ளும் பந்து: தாக்கத்தில் ஆற்றல் இழப்பு
- மீள்ம மோதல்கள் & உந்த அழிவின்மை
- மீள்மற்ற மோதல் & உந்த அழிவின்மை
- நியூட்டன் தொட்டில்: உந்தம் மற்றும் ஆற்றல் பரிமாற்றம்
- எளிய ஊசல்
- ஸ்பிரிங்கில் நிறை: எளிய இசைவு இயக்கம்