کششی سقوط: کیا گرایا کھوج کار مسلسل تیز ہوتا ہے؟

1 · پیش گوئی

کھوج کار سکون سے چھوڑا جاتا ہے اور مربعِ معکوس کشش میں مرکزی کمیت کی طرف سیدھا گرتا ہے۔ رداس 3.0 سے 2.0 سے 1.0 میٹر گرنے پر رفتار کیسے بدلتی ہے؟

• مستقل شرح سے رفتار پاتا ہے، زمین کی سطح کے قریب گرائی گیند جیسا۔
• تیز سے تیز رفتار پاتا ہے — قریب ہونے پر کھینچ مضبوط ہوتی ہے۔
• قریب آتے سست ہوتا ہے، کیونکہ مرکزی کمیت تیز رفتار کو دھکیلتی ہے۔

2 · تیاری

1. grav-fall پری سیٹ کھولیں۔ ایک پروب مرکزی کمیت سے فاصلے r₀ = 3.5 m پر، کیٹوس کے درمیان، ساکن بیٹھی ہے۔
2. کچھ چلانے سے پہلے یقین کریں r پڑائت (فاصلہ) اور رفتار پڑائت دونوں کھوج جسم سے جڑے ہیں۔
3. سیمولیشن چلائیں اور جیسے ہی پروب r = 3.0 m گزرے روک دیں، پھر 2.0 m، پھر 1.0 m پر، اور ہر رداس پر رفتار پروب پڑھیں۔

3 · ڈیٹا جمع کریں

گراوٹ رفتار (y محور) بمقابلہ رداس r (x محور) کھینچیں۔ غور کریں r گرتے ہوئے کھوج کار کے ساتھ کم ہوتا، پس منحنی دائیں سے بائیں پڑھیں۔

4 · تجزیہ

1. کھوج کار وہی 0.5 m گرتا ہے 3.5→3.0 m سے اور پھر 1.5→1.0 m سے، مگر اندرونی وقفے میں کہیں زیادہ رفتار پاتا ہے۔ اپنے ڈیٹا سے سمجھائیں کیوں برابر فاصلے یہاں برابر رفتار فائدہ نہیں دیتے (مستقل g والی آزاد سقوط کے برعکس)۔
2. ہر قطار کے لیے، ناپی گراوٹ رفتار کو اسی رداس پر فراری رفتار سے موازنہ کریں۔ گراوٹ رفتار ہمیشہ چھوٹی — اسے اس حقیقت سے جوڑیں کہ کھوج کار سکون سے شروع ہوا (کل توانائی منفی، پس بندھا رہتا ہے)۔

5 · توسیع

1. زمین کی سطح کے قریب ہم v = √(2g·Δh) مستقل g کے ساتھ استعمال کرتے ہیں۔ وضاحت کریں کہ یہ فارمولا یہاں کیوں ناکام ہوتا ہے، اور جب پروب اندر کی طرف بڑھتی ہے تو مستقل g کی جگہ کون سی مقدار لے لیتی ہے۔
2. مثالی فارمولا v = √(2GM(1/r − 1/r₀)) جب r → 0 ہوتا ہے لا انتہا تک بڑھ جاتا ہے۔ حقیقی سیمولیشن اس کے بجائے پروب کو مرکز کے بالکل باہر روک لیتی ہے۔ کون سی طبیعی وجہ (اور کون سا ماڈلنگ انتخاب) رفتار کو محدود رکھتا ہے؟

اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات

← تجربے پر واپس