Grafika interaktywna (schemat)
Różnice i podobieństwa ruchu po okręgu i ruchu prostoliniowego.
Zapoznaj się z grafiką, która pokazuje, jak może zmieniać się ruch ciała.
Opis alternatywny grafiki interaktywnej
Ilustracja przedstawia zdjęcie wykonane z długim czasem naświetlania, na którym widoczny jest ślad ruchu po okręgu płonącego obiektu, z powierzchni którego wydobywają się iskry. Ślad płonącego obiektu widoczny jest w postaci jasnożółtego, prawie białego okręgu. Obiekt porusza się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara o czym świadczy tor iskier, wydobywających się z jego powierzchni. Tor lotu iskier widoczny jest w postaci linii prostych stycznych do toru ruchu ciała. Wewnątrz okręgu widoczna jest rozmazana postać osoby trzymającej na długim drucie obiekt i wykonującej nim ruchy po okręgu. Ilustracja przedstawia tak zwane malowania światłem. Poszczególne części ilustracji oznaczone zostały cyframi od jeden do pięć. Cyfra jeden umieszczona jest w środku jasnego okręgu. Po jej kliknięciu lewym przyciskiem myszy pojawia się informacja, że przy odpowiednio długim czasie naświetlania możliwe jest zarejestrowanie toru ruchu świateł. Obiektem, który płonie, jest drobna wełna stalowa. Wełny takiej używa się często w roli zmywaka w kuchni. Cyfra dwa umieszczona jest na powierzchni, na którą padają iskry. Po jej kliknięciu pojawia się informacja, że wbrew ogólnemu przekonaniu stal również może się palić. Wełna stalowa jest na tyle cienka, że ciepło nie ma gdzie uciec po podpaleniu. Drobinki stali mają bezpośredni kontakt z tlenem w otoczeniu i dlatego mogą płonąć. Wełnę stalową można zapalić przy pomocy zwykłej baterii dziewięciowoltowej, a jej spalanie jest potęgowane przez szybki ruch w powietrzu. Natomiast większe kawałki żelaza podpalić jest zdecydowanie trudniej, ponieważ ich objętość jest większa i ciepło w łatwy sposób rozchodzi się w całym materiale. Cyfra trzy umieszczona jest na obwodzie okręgu prezentującym tor ruchu płonącego elementu. Po jej kliknięciu pojawia się informacja, że temperatura płonących opiłków żelaza może przekroczyć tysiąc stopni Celsjusza. Każdy punkt obwodu odpowiada położeniu płonącego elementu. Jest to ruch po okręgu, zatem poruszający się punkt doznaje przyspieszenia dośrodkowego związanego z siłą dośrodkową. Cyfrę cztery przyporządkowano do odrywających się iskier. Po kliknięciu tej cyfry pojawia się informacja, że oderwane kawałki płonącego żelaza przestają poruszać się po okręgu i zaczynają poruszać się po linii prostej. Proste te są styczne do obwodu okręgu, po którym porusza się ciało. Tor każdej z iskier jest inny, ponieważ płonące elementy odrywają się od ciała w różnych punktach toru. Cyfrę pięć umieszczono w punkcie, gdzie ruch iskier przestaje być prostoliniowy i zaczyna zakrzywiać się w dół. Iskry powstają w wyniku oderwania kawałków płonącego żelaza od reszty stalowej waty. Początkowo ich tor zdaje się być prostoliniowy, ale ze względu na siłę ciążenia Ziemi szybko zauważamy, że jest w przybliżeniu paraboliczny, a po przebyciu przez iskry odpowiednio długiej drogi - widać wpływ oporu powietrza.
Czy potrafisz podać jakiś inny przykład, w którym ciało najpierw porusza się po okręgu, a następnie odłącza od niego i kontynuuje ruch w polu siły grawitacji?
Która z wielkości - okres obiegu czy częstotliwość obiegu - jest w opisie ruchu po okręgu odpowiednikiem prędkości w ruchu prostoliniowym? Uzasadnij swój wybór.
Zwróć uwagę na to, że tory drobinek wełny pokazane na grafice nie są symetryczne - są mniej strome, kiedy drobinka się wznosi, a bardziej strome, kiedy opada. Czy potrafisz postawić co najmniej jedną hipotezę co do przyczyn tego stanu rzeczy?
Uzasadnij, dlaczego dla ciał poruszających się po okręgu przemieszczenie w ciągu okresu jest zerowe, zaś droga nie.