Hvordan laver man en model på centripetalkraft ved hjælp af vandspande?

- To vandspande med rebhåndtag

- Et langt stykke snor

- Et målebånd

- Et stopur

- En markør

- Et stativ eller anden støttestruktur

Instruktioner:

1. Fyld en af ​​vandspandene cirka halvt op med vand.

2. Fastgør den ene ende af snoren til håndtaget på den fulde vandspand.

3. Fastgør den anden ende af strengen til støttestrukturen.

4. Marker en streg på jorden direkte under den fulde vandspand.

5. Sving den fulde vandspand i en vandret cirkel, og hold strengen stram.

6. Når spanden svinger, vil vandet stige op ad spandens sider og til sidst vælte ud.

7. Brug stopuret til at måle, hvor lang tid det tager for vandet at vælte ud af spanden.

8. Gentag trin 5-7 for forskellige længder af snor.

Observationer:

Når du øger snorens længde, vil vandet tage længere tid at løbe ud af spanden. Dette skyldes, at jo længere strengen er, jo større er centripetalkraften, der virker på vandet. Centripetalkraft er den kraft, der trækker en genstand mod midten af ​​en cirkulær bane. I dette eksperiment er centripetalkraften tilvejebragt af spændingen i strengen.

Mængden af ​​centripetalkraft, der kræves for at holde et objekt i bevægelse i en cirkulær bane, bestemmes af objektets masse, objektets hastighed og radius af den cirkulære bane. I dette eksperiment er massen af ​​vandspanden og spandens hastighed konstant, så den eneste faktor, der ændrer sig, er radius af den cirkulære bane. Når du øger længden af ​​strengen, øger du radius af den cirkulære bane og reducerer derfor mængden af ​​centripetalkraft, der kræves for at holde vandspanden i bevægelse i en cirkel.

Konklusion:

Dette eksperiment viser, hvordan centripetalkraft holder objekter i bevægelse i en cirkulær bane. Jo længere strengen er, jo større er centripetalkraften, der kræves for at holde vandspanden i bevægelse i en cirkel.