గురుత్వ పతనం: వదిలిన ప్రోబ్ వేగవంతం కావడం కొనసాగిస్తుందా?

1 · ఊహించండి

విలోమ-వర్గ గురుత్వం కింద ఒక ప్రోబ్ నిశ్చలత నుండి వదిలివేయబడి, కేంద్ర ద్రవ్యరాశి వైపు సరిగ్గా పడుతుంది. అది వ్యాసార్థం 3.0 m నుండి 2.0 m కు, 1.0 m కు పడినప్పుడు దాని వడి ఎలా మారుతుంది?

• భూమి ఉపరితలం దగ్గర వదిలిన బంతిలాగే, అది స్థిర రేటుతో వడిని పొందుతుంది.
• అది మరింత మరింత వేగంగా వడిని పొందుతుంది — దగ్గరకు చేరేకొద్దీ లాగబడే బలం పెరుగుతుంది.
• సమీపించేకొద్దీ అది నెమ్మదిస్తుంది, ఎందుకంటే కేంద్ర ద్రవ్యరాశి వేగవంతమైన వాటిని వికర్షిస్తుంది.

2 · అమరిక

1. grav-fall ప్రీసెట్‌ను తెరవండి. వేదిక మధ్యలోని కేంద్ర ద్రవ్యరాశి నుండి r₀ = 3.5 m దూరంలో ఒకే ప్రోబ్ నిశ్చలంగా ఉంటుంది.
2. ఏదైనా రన్ చేయడానికి ముందు, r-ప్రోబ్ (దూరం), వడి ప్రోబ్ రెండూ ప్రోబ్ శరీరానికి జోడించబడి ఉన్నాయో నిర్ధారించండి.
3. సిమ్యులేషన్‌ను నడపండి, ప్రోబ్ r = 3.0 m గుండా వెళ్ళినప్పుడు, తర్వాత 2.0 m, తర్వాత 1.0 m వద్ద పాజ్ చేసి, ప్రతి వ్యాసార్థం వద్ద వడి ప్రోబ్‌ను చదవండి.

3 · డేటా సేకరించండి

వ్యాసార్థం r (x-అక్షం) పై పతన వడి (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. ప్రోబ్ పడినకొద్దీ r తగ్గుతుంది కాబట్టి, వక్రరేఖను కుడి నుండి ఎడమకు చదవండి.

4 · విశ్లేషించండి

1. ప్రోబ్ 3.5→3.0 m నుండి మరియు మళ్లీ 1.5→1.0 m నుండి ఒకే 0.5 m పడుతుంది, అయినప్పటికీ లోపలి విభాగంలో ఇది చాలా ఎక్కువ వడిని పొందుతుంది. స్థిర g వద్ద స్వతంత్ర పతనానికి భిన్నంగా, ఇక్కడ సమాన దూరాలు సమాన వడి లభ్యాలను ఇవ్వవు ఎందుకో మీ డేటాతో వివరించండి.
2. ప్రతి వరుసకూ, అదే వ్యాసార్థం వద్ద పలాయన వేగానికి మీ కొలిచిన పతన వడిని పోల్చండి. పతన వడి ఎప్పుడూ చిన్నదే — ప్రోబ్ నిశ్చలత నుండి ప్రారంభమైందని (దాని మొత్తం శక్తి ఋణాత్మకం, కాబట్టి అది బంధించబడి ఉంటుంది) దీనికి అనుసంధానించండి.

5 · విస్తరించండి

1. భూమి ఉపరితలం దగ్గర మనం స్థిర g తో v = √(2g·Δh) వాడుతాం. ఆ సూత్రం ఇక్కడ ఎందుకు విఫలమవుతుందో, ప్రోబ్ లోపలికి కదిలేకొద్దీ స్థిర g స్థానంలో ఏ పరిమాణం వస్తుందో వివరించండి.
2. ఆదర్శీకృత సూత్రం v = √(2GM(1/r − 1/r₀)) r → 0 అయినప్పుడు అనంతానికి పెరుగుతుంది. నిజమైన సిమ్యులేషన్ బదులుగా ప్రోబ్‌ను కేంద్రానికి కొద్దిగా బయట గుచ్చి ఉంచుతుంది. ఏ భౌతిక కారణం (మరియు ఏ నమూనా ఎంపిక) వడిని పరిమితంగా ఉంచుతుంది?

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు