Vertikal centripetalrörelse

Ett problem som förekommer i prov och på övningar om centripetalrörelser handlar om något som åker runt i en vertikal cirkel. Hur är krafterna när dess fart är sådan att linan inte är spänd just i toppen av rörelsen?

Det finns en utmärkt java applet som kan användas för simulering av massor med Fysik situationer som heter Particle World:

I Kursnavet.cfl.se
eller här: http://www.ifm.liu.se/~freka/particleworld/

Jag satte ihop: en kropp hängande i en fast punkt med en kedja av fjädrar. Sedan fick jag experimentera med att ge fjädrarna en lagom spänning och kroppen en lagom fart så den skulle följa en cirkelbana i ett homogent tyngdfält. Med lite dämpning och lite luft motstånd så kom det snart till det önskade läget.

Om du vill köra det i Particle World så finns Konfigurationen jag använde här: verticalSwingRound.txt. Du kan "importera" den i Particle World och köra.

När det stabilerat sig något ser det ut som denna animerad avbildning (med bara 5 bilder/sekund):

Men det kan vara svårt att följa vad som händer så jag har gjort en kommenterad version:

Om du vill ha en jämnare (mer tidsdetaljerad) rörelse så finns denna animerade gif bild: 20 fps (263 kb)

Frågor

Var är kraften i snöret störst? Svar:

Var är farten störst? Svar:

På sista varvet innan den "faller ur" cirkeln, är det någon kraft i toppen av cirkeln? Svar: