Mekanik
Dairesel hareket
Top sabit yarıçapta yörüngede: çubuğun gerilimi merkezcil kuvvettir (F = m·v²/r), her zaman merkeze yönelir. Yörünge periyodunu okumak için topa Zamanlayıcı bırakın.
Dairesel hareket — etkileşimli Mekanik simülasyonu. Top sabit yarıçapta yörüngede: çubuğun gerilimi merkezcil kuvvettir (F = m·v²/r), her zaman merkeze yönelir. Yörünge periyodunu okumak için topa Zamanlayıcı bırakın. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Düzgün dairesel hareket
Sabit hızla bir daire çizen bir nesne, hız yönü sürekli değiştiği için yine de merkeze doğru hızlanır.
Merkezcil ivme, hız sabit olsa bile içe doğru yönelir. Bir çubuğun ucundaki top için, çubuk yolu bir daireye büken merkezcil kuvveti sağlar.
- a_c = v²/r
- F_c = mv²/r
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Bir çubuğun üzerindeki top sabit bir merkezi pivotun etrafında sabit hızla dönmektedir. Yarıçapı aynı tutarken topun yörünge hızını artırırsanız, bir tam tur (periyot) için gereken süre uzar mı, kısalır mı, yoksa aynı mı kalır?
Tartılacak tahminler
- Süre uzar (tur başına daha fazla zaman alır).
- Dönem aynı kalır (hız, süreyi etkilemez).
- Süre kısalır (tur başına daha az zaman alır).
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Kütle m (kg)
- Yarıçap r (m)
- Yörünge hızı v (m/s)
Ölçtüğünüz şey:
- Merkezcil kuvvet F = mv²/r (N)
- T Dönemi (1 tur) (s)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Dairesel Hareket ön ayarını açın. Çubuğun uzunluğunu (yörünge yarıçapını) ve topun kütlesini not edin ve yer çekiminin kapalı olduğunu doğrulayın; yolu eğen kuvveti yalnızca çubuk sağlar.
- Hız probunun topa bağlı olduğunu doğrulayın ve topun üzerine bir Zamanlayıcı bırakın, böylece bir tam devrimi zamanlayabilirsiniz.
- Aşağıdaki her deneme için topun kütlesini, çubuğun uzunluğunu (yarıçapı) ve başlangıçtaki teğetsel hızını ayarlayın, ardından Oynat'a basın ve bir tam tur zamanlayın.
Yönetim denklemi
Merkezcil Kuvvet — F = m·v² / r
Topun düz bir çizgi yerine daire şeklinde hareket etmesini sağlamak için çubuğun sağlaması gereken içe doğru kuvvet. Bu, topun kütlesine, (sabit) yörünge hızına ve dairenin yarıçapına bağlıdır; bu, her denemenin ayarlarında çubukta hissedeceğiniz gerilimdir.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, ayarladığınız yarıçap ve hızdan (T = 2πr/v) periyodu hesaplayan çalışmanızı gösterin ve bunu Sim'deki Zamanlayıcı okumasıyla karşılaştırın.
- Üç denemenizde sabit bir yarıçapta hızı artırmak periyodu nasıl değiştirir? Yarıçapı sabit bir hızda arttırmak periyodu nasıl değiştirir? Her ikisini de T = 2πr/v kullanarak açıklayın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Bu ön ayar yerçekimini kapatarak hareketin gerçekten tek biçimli olmasını sağlar. Yer çekimi tekrar devreye girseydi ve çubuk hala yatay bir daire çiziyor olsaydı, topun hızı tüm tur boyunca sabit kalır mıydı? Neden ya da neden olmasın?
- Yörüngede dönen gerçek bir nesne (elle sallanan bir ipin üzerindeki top gibi), hava direncinden ve her turda kendi ekseni etrafında dönmesinden dolayı bir miktar enerji kaybeder. Ölçülen periyodunun birçok tur boyunca tamamen sabit kalmasını mı yoksa kaymasını mı beklersiniz - ve hangi yönde?
- AP Physics 1 — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
- AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
- General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- Hoş geldiniz: Dairesel hareket
- Seçin: top
- Oynat'a basın
- Sürekli dönüş
- Verileri açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.