Campos e sinais – campo gravitacional, ondas de rádio, eletrônica

FísicaEletricidade e circuitosIdades 16–17

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Três temas de física em um só modelo, alternados pelo parâmetro de tema. Campo gravitacional: arraste para mudar o raio da órbita de um satélite em torno da Terra e veja a aceleração da gravidade g = GM/r², a velocidade orbital e o período, e encontre a órbita geoestacionária. Transmissão por ondas de rádio: acompanhe no tempo o sinal de áudio, a onda portadora e a onda modulada em AM ou FM. Introdução à eletrônica: um circuito retificador de meia onda ou de onda completa, com um capacitor de filtro opcional para suavizar a ondulação da saída contínua.

Aula: Campo gravitacional; transmissão por ondas de rádio; introdução à eletrônica

O que mostra

Três modelos de física aplicada dividem a mesma simulação. O modelo de campo gravitacional trata um satélite em órbita circular em que a gravidade fornece a força centrípeta: a intensidade do campo g = GM/r² diminui com o quadrado da distância, a velocidade orbital v = √(GM/r) cai e o período cresce, chegando a cerca de 24 horas perto de 6,6 raios terrestres, a órbita geoestacionária. O modelo de rádio mostra como um sinal de áudio viaja numa portadora de alta frequência por modulação em amplitude ou em frequência. O modelo de eletrônica mostra diodos transformando CA em CC pulsante e um capacitor de filtro suavizando a saída.

Como usar

Escolha um tema pelas abas. Em Campo gravitacional, arraste para os lados para mudar o raio da órbita e leia g, v e T; depois clique em Órbita geoestacionária. Em Ondas de rádio, arraste para mudar a frequência de áudio e use Mudar para FM ou Mudar para AM para comparar as ondas moduladas. Em Eletrônica, use Mudar para onda completa e Mudar para meia onda para comparar os dois retificadores, clique em Pôr filtro e observe como a ondulação da tensão de saída diminui. Reiniciar volta a aba atual aos valores iniciais.

Parâmetros que você pode mudar

  • Tema atual 1. Campo gravitacional, 2. Transmissão por ondas de rádio, 3. Introdução à eletrônica
  • Raio da órbita do satélite 1,1–10 raios terrestres
  • Tipo de modulação da portadora AM (modulação em amplitude), FM (modulação em frequência)
  • Frequência do sinal de áudio 200–2000 Hz
  • Circuito retificador Retificador de meia onda (um diodo), Retificador de onda completa (ponte de quatro diodos)
  • Adicionar capacitor de filtro na saída

Perguntas para explorar

  1. Um satélite em órbita baixa se move mais rápido ou mais devagar que um geoestacionário, e como é o seu período?
  2. Na AM e na FM, qual propriedade da onda portadora leva a informação de áudio?
  3. Como o capacitor de filtro torna a tensão de saída muito mais estável do que a onda apenas retificada?