آونگ مخروطی

آونگ مخروطی توپی را نشان می‌دهد که روی نخ می‌چرخد، به‌طوری که نخ یک مخروط می‌سازد. دانش‌آموزان نرخ چرخش، طول نخ و جرم را تغییر می‌دهند و می‌توانند بردارهای کشش، وزن و نیروی مرکزگرا را نشان دهند. نمایشگرها زاویهٔ مخروط، کشش، نیروی مرکزگرا، دوره و سرعت را نشان می‌دهند. این شبیه‌سازی نشان می‌دهد که مؤلفهٔ قائم کشش، وزن را خنثی می‌کند و مؤلفهٔ افقی، نیروی مرکزگرا را فراهم می‌کند، و اینکه چرخش سریع‌تر توپ را بالاتر می‌برد.

• نرخ چرخش را افزایش دهید و ببینید نمایشگر «زاویهٔ مخروط» چگونه بزرگ‌تر می‌شود.
• نرخ چرخش را آن‌قدر کم کنید تا توپ فقط آویزان بماند و کمینهٔ چرخش را پیدا کنید.
• بردارهای نیرو را روشن کنید و بردار کشش را با بردار وزن مقایسه کنید.
• جرم را دو برابر کنید و ببینید «کشش» و «نیروی مرکزگرا» چگونه تغییر می‌کنند.
• طول نخ را تغییر دهید و نمایشگر «دوره» را با پیش‌بینی خود مقایسه کنید.

1. 1کشش نخ را به مؤلفه‌های قائم و افقی تجزیه کنید.
2. 2نیروی مرکزگرا را در آونگ مخروطی مشخص کنید.
3. 3توضیح دهید چرا چرخش سریع‌تر زاویهٔ مخروط بزرگ‌تری می‌دهد.
4. 4برای نیروی مرکزگرا از m·ω²·r استفاده کنید.

پرسش‌هایی که معلم‌ها می‌پرسند