Medan dan sinyal – medan gravitasi, gelombang radio, elektronika

FisikaListrik dan rangkaianUsia 16–17

Tiga topik fisika dalam satu templat, dapat dipilih lewat parameter topik. Medan gravitasi: seret untuk mengubah jari-jari orbit satelit mengelilingi Bumi dan lihat percepatan gravitasi g = GM/r², kelajuan orbit, dan periode, lalu temukan orbit geostasioner. Pemancaran gelombang radio: amati sinyal audio, gelombang pembawa, dan gelombang termodulasi AM atau FM terhadap waktu. Pengantar elektronika: rangkaian penyearah setengah gelombang atau gelombang penuh, dengan kapasitor filter opsional untuk meratakan riak pada keluaran DC.

Pelajaran: Medan gravitasi; pemancaran gelombang radio; pengantar elektronika

Yang ditunjukkan

Tiga model fisika terapan berbagi satu simulasi. Model medan gravitasi membahas satelit pada orbit lingkaran dengan gaya gravitasi sebagai gaya sentripetal: kuat medan g = GM/r² berkurang sebanding kuadrat jarak, kelajuan orbit v = √(GM/r) turun, dan periodenya bertambah hingga sekitar 24 jam di dekat 6,6 jari-jari Bumi, yaitu orbit geostasioner. Model radio menunjukkan bagaimana sinyal audio menumpang pada gelombang pembawa berfrekuensi tinggi melalui modulasi amplitudo atau frekuensi. Model elektronika menunjukkan dioda yang mengubah AC menjadi DC berdenyut serta kapasitor filter yang meratakan keluaran.

Cara menggunakan

Pilih topik melalui tab. Di Medan Gravitasi, seret ke samping untuk mengubah jari-jari orbit dan baca g, v, serta T, lalu tekan Orbit geostasioner. Di Gelombang Radio, seret untuk mengubah frekuensi audio dan gunakan Ganti ke FM atau Ganti ke AM untuk membandingkan gelombang termodulasi. Di Elektronika, gunakan Ganti ke gelombang penuh dan Ganti ke setengah gelombang untuk membandingkan kedua penyearah, lalu tekan Pasang filter dan amati riak tegangan keluaran yang mengecil. Atur ulang mengembalikan tab yang sedang dibuka ke pengaturan awalnya.

Parameter yang dapat diubah

  • Topik saat ini 1. Medan gravitasi, 2. Pemancaran gelombang radio, 3. Pengantar elektronika
  • Jari-jari orbit satelit 1,1–10 jari-jari Bumi
  • Jenis modulasi gelombang pembawa AM (modulasi amplitudo), FM (modulasi frekuensi)
  • Frekuensi sinyal audio 200–2000 Hz
  • Rangkaian penyearah Penyearah setengah gelombang (satu dioda), Penyearah gelombang penuh (jembatan empat dioda)
  • Tambahkan kapasitor filter pada keluaran

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Apakah satelit di orbit rendah bergerak lebih cepat atau lebih lambat daripada satelit geostasioner, dan bagaimana periodenya?
  2. Pada AM dan FM, besaran apa dari gelombang pembawa yang membawa informasi audio?
  3. Bagaimana kapasitor filter membuat tegangan keluaran jauh lebih rata dibandingkan gelombang hasil penyearahan saja?