Mở menu điều hướng
Vật lý
Chuyển động tròn và giới hạn lực hướng tâm
Đang tải học liệu…
Đang tải học liệu…
Thay tốc độ, bán kính, khối lượng và độ bền dây; quan sát lực hướng tâm và quỹ đạo khi dây đứt.
Chỉnh điều kiện, rồi bấm Chạy. Mỗi thay đổi chuẩn bị một lượt mới.
Thử nhanh
Sẵn sàng
Mặt bàn ngang · nhìn từ trên
↑ Kéo để đổi bán kính
t = 0 s · v = 3 m/s · F cần = 3 N
Lực cần cho đường tròn
3 N
F = mv²/r
0,5 × 3² / 1,5
Lực cần / giới hạn38%
100% = 8 N
Dây đủ bền. Lực căng hướng vào tâm làm đổi hướng vận tốc.
- Tốc độ giới hạn
- 4,9 m/s
- Lực dây thực tế
- 0 N
- Chu kì nếu đi tròn
- 3,14 s
Hình nhìn từ trên. Trọng lực và lực đỡ cân bằng theo phương đứng. Vật được vẽ phóng to.
Giải thích quan hệ lực
Giữ m và r: tốc độ gấp 2 cần lực gấp 4. Lực hướng tâm là vai trò của lực căng, không phải một lực mới.
Lưu ý về mô hình
- Cảnh nhìn từ trên xuống: vật được coi là chất điểm trên bàn ngang không ma sát; trọng lực và phản lực của bàn cân bằng. Bỏ qua lực cản không khí.
- Dây không có khối lượng, không giãn, nối với chốt cố định. Khi còn nguyên, lực căng dây tạo lực hướng tâm F = mv²/r. Dây đứt ngay nếu lực cần vượt giới hạn; tại đúng giới hạn, dây vẫn còn nguyên trong mô hình lí tưởng.
- Sau khi cắt hoặc đứt dây, lực ngang bằng không: vật đi thẳng đều theo tiếp tuyến tại điểm rời quỹ đạo. Phần đầu được phát chậm ¼× để quan sát, không làm giảm tốc độ vật lí; đồng hồ quan sát dừng ở mép khung. Ở tốc độ bằng 0, vật đứng yên và lực căng bằng 0.
- Thay tham số là chuẩn bị một lần thử mới, không mô phỏng kéo dây hay tăng tốc một vật đang chuyển động. Hình vật được phóng đại để dễ quan sát; độ bền dây là ngưỡng lí tưởng, không mô tả vật liệu thật.
- Vòng nét chấm r₀ và mũi tên mờ F₀ là mốc so sánh, không phải vật hoặc lực thứ hai. Mũi tên lực được dời song song khỏi dây để dễ đọc. Thước 1 m theo thang vị trí; mũi tên vận tốc/lực giữ cùng thang trên màn hình khi thu phóng, lực dùng 12 px/N. Dấu // báo chiều dài bị cắt; đọc số để so các giá trị vượt thang.