Карусель: когда шарик слетает

Диск раскручивается, три шарика лежат на разном расстоянии от центра. Какой слетит первым? Опыт про вращение и трение для детей 9+.

3D Возраст 9+10 мин ВращениеТрение3D-сцена
Карусель: когда шарик слетает
Загрузка симуляции…

Вращайте сцену мышью, колесом меняйте масштаб. Нажмите «Запустить».

Что показывает опыт

Мотор постепенно раскручивает диск. Шарик у края должен двигаться по большему кругу и быстрее — трения перестаёт хватать, и он слетает первым.

Как провести

  1. Нажмите «Запустить» и следите за шариками.
  2. Измените трение диска — шарики слетят раньше или позже?
  3. Поставьте шарик в центр: останется ли он на месте?

Вопросы для обсуждения

  • Почему в карусели хочется «вылететь» наружу?
  • Что удерживает шарик на диске?

Объяснение

Чтобы двигаться по окружности, телу нужна центростремительная сила F = m·ω²·r. Её даёт трение. Она растёт с радиусом, поэтому у края трения хватает до меньшей скорости вращения: μ·m·g = m·ω²·r → ω = √(μg/r).

Повторите дома

Положите монеты на разном расстоянии от центра проигрывателя или крутящегося стула и раскручивайте.

Что изменить в редакторе

  • Поменяйте скорость мотора.