Чем обусловлен разный период вертикального и горизонтального кругового движения?

Почему ручное вращение небольшой массы в вертикальном круговом движении дает разный период, если та же самая масса вращается в горизонтальном круговом движении при условии, что радиус и масса с прорезями остаются неизменными?

Я провел следующие 2 эксперимента и замерил их периоды с той же массой 150 г и радиусом 1 м. где я вручную вращаю массу (красную), прикрепленную к той же струне с прорезью на другом конце. Я вращаю массу, хватая полую трубку (синюю). То же самое относится и к горизонтали.

вертикальное круговое движение

введите описание изображения здесь

Теперь период, который я собрал, 0,8 с для горизонтального кругового движения и 0,7 с для вертикального кругового движения. Итак, мой вопрос: почему они производят другой или похожий период? Есть ли математическая причина, объясняющая, почему это происходит? Каковы причины/физические концепции разных периодов?

Как вы контролируете применение одинакового крутящего момента в обоих экспериментах? Угловая скорость/период определяется не только радиусом и массой. Это зависит от количества энергии, которую вы вкладываете в систему.
0,7  с и 0,8  с не большая разница. Вы уверены, что 0,1  с является статистически значимым?
Вам необходимо установить хорошие оценки обоих периодов, запустив каждый эксперимент несколько раз. Я знаю, вы подумаете, что это «скучно», но если вы этого не сделаете, это может привести к погоне за дикими гусями.
Я не очень интересуюсь этой проблемой, но отмечу это. Ваш «горизонтальный» круг не может быть идеально горизонтальным из-за гравитации. Гравитация означает, что вектор р → имеет угол к горизонтали, ВСЕГДА.
вертикальное круговое движение не будет однородным, оно обычно будет медленнее вверху и быстрее внизу, поэтому вы сравниваете разные вещи, если вы найдете какой-либо тип дома, вы можете провести эксперимент там и увидеть, что ваш вес увеличился. и вниз, если вы вращаетесь вертикально, но остается на той же высоте, если вы вращаетесь довольно постоянно по горизонтали.
@Paul Привет, Пол, спасибо за комментарий. Думаю, достаточно, чтобы масса продолжала вращаться? или, по крайней мере, держите его на месте, если это имеет смысл
@Gert: И что-то более стабильное и менее подверженное ошибкам, когда дело доходит до вращения, чем ваша очень неточная рука. Я бы предложил небольшой электродвигатель, соответствующим образом смонтированный и подключенный через реостат.
@The_Sympathizer Спасибо за комментарий, но я ограничен оборудованием, которое могу использовать.
@Negrawh: Конечно. Насколько ограниченным мы говорим, когда говорим «ограниченный»?
Школа @The_Sympathizer закрыта, поэтому у меня вообще нет доступа ни к какому оборудованию. Я думаю, все, что я могу найти в среднем домохозяйстве. Но спасибо за попытку помочь.
@Negrawh: Ах, спасибо, да, это имеет смысл, учитывая время. Думаю, я больше думал о том, можно ли что-то заказать, учитывая, что такие простые детали не должны быть слишком дорогими, как мне кажется.
Предполагая 3 о ошибка где 0,1 sec - это предположение о стандартном отклонении, оба измерения совпадают. А ручной - правда? Ты в старшей школе? Каковы ваши прогнозы? Нет указаний на то, как часто производилось измерение или как именно проводились измерения. Мы понятия не имеем, действительно ли системы идентичны или в ваших настройках есть предвзятость.

Ответы (3)

Вероятно, у вас одинаковые горизонтальная и вертикальная частоты, поэтому центростремительные силы аналогичны, но поскольку одна частота постоянна, а другая нет, то почему эффект должен быть одинаковым. В вертикальном случае скорость вверху может быть очень мала, скорость внизу можно вычислить из в т 2 / 2 + 4 г р "=" в б 2 Для горизонтального движения вы должны измерять не длину струны, а расстояние вращающейся массы от вашей трубы.

trula спасибо за ответ. Что вы имеете в виду под постоянной частотой? Также это не совсем отвечает на вопрос. Да, я понимаю, что скорость сверху меньше скорости снизу. Так что же? Я не смог увидеть корреляцию между разными скоростями в разное время и разницей в периоде?
частота горизонтального круга определяется центробежной силой, создаваемой грузом на конце. у тебя есть м ю 2 * р "=" Ф . Время для вертикального цикла является более сложной задачей для расчета, но почему оно должно быть одинаковым?
разве v не тангенциальная скорость?

Гравитация наверняка играет роль в этом. Математически, когда нам нужно найти натяжение струны при вертикальном движении, мы пишем T-Mg=Mv^2/r Т.е. ускорение в каждой точке меняется, поэтому период времени для такого движения трудно определить Случай 2 В горизонтальной окружности за ускорение отвечает только напряжение T=mv^2/r. В это время можно рассчитать как T= 2 pi/omega

может быть, вы объясните, почему вы ожидаете одинаковую частоту для двух разных экспериментов?

Если вы хотите пройти за заданное время из точки А в точку Б, то А и В будут дальше всего друг от друга, если вы едете прямо в В с постоянной скоростью. Точно так же, если вы движетесь с постоянной скоростью по окружности (например, по горизонтальной траектории), то за заданное время вы пройдете максимально возможный угол. Если вы путешествуете иногда быстрее, иногда медленнее (как в вертикальной круговой траектории), то расстояние, пройденное за то же время, будет меньше, и поэтому вертикальная траектория занимает больше времени. Так что ваши измерения не точны.

Может быть, возникает вопрос, почему путешествие с постоянной скоростью в заданное время уводит вас дальше всего. но подобные вопросы об этом были заданы здесь. Этот вопрос и ответы на него проливают свет на эту тему. Это принцип Ферма . принцип.

Чем обусловлен разный период вертикального и горизонтального кругового движения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v