Mehhaanika

Langemine Kuul

Jälgi, kuidas kõik langeb aegluubis nõrgema Kuu gravitatsiooni all.

Langemine Kuul — interaktiivne Mehhaanika simulatsioon. Jälgi, kuidas kõik langeb aegluubis nõrgema Kuu gravitatsiooni all. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.

Gravitatsioon Kuul

Gravitatsioonikiirendus sõltub planeedist. Kuul on g umbes 1,6 m/s² — palju väiksem kui Maal.

Samad kehad langevad kugravitatsioonis kauem ja maanduvad õrnemalt. Maa ja Kuu eelseadistuste võrdlemine näitab, et g on gravitatsioonikeskkonna omadus, mitte eseme oma.

• g_Earth ≈ 9.8 m/s²
• g_Moon ≈ 1.6 m/s²

Uurimise kokkuvõte

Planeeri küsimus enne labori avamist

Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.

Juhtküsimus

Kuul lastakse 1 kg pall ja 6 kg pall üheaegselt sama kõrguselt vabaks vaakumis, ilma õhutakistuseta. Kumb kiireneb langedes kiiremini?

Kaalutavad ennustused

• Raskem (6 kg) pall kiireneb kiiremini
• Mõlemad pallid kiirenevad täpselt sama määraga
• Kergem (1 kg) pall kiireneb kiiremini

Muutujate rollid

Mida sina sead:

• Mass (m) (kg)
• Möödunud aeg (t) (s)

Mida sa mõõdad:

• Kiirus (vy) (m/s)
• Impulss (p) (kg·m/s)

Kuidas uurimustöö käib

1. Ava langemise Kuul eelseadistus. Pane tähele kaks palli: kerge (1 kg) ja raske (6 kg), lastud üheaegselt vabaks Kuu gravitatsioonis (g = 1,6 m/s²).
2. Vali kumbki pall kordamööda ja sea tema mass Omaduste paneelil vastavaks allpool oleva andmetabeli veeruga Mass enne iga jooksutust.
3. Vabasta mõlemad pallid, peata simulatsioon Aja veergu märgitud möödunud ajal ja loe sondilt palli langemiskiirus (vy).

Juhtiv võrrand

Impulss — p = m·v

Impulss p = mv ühendab keha massi ja kiiruse üheks suuruseks — kuigi kerge ja raske pall jagavad antud hetkel sama langemiskiirust, kannab raskem pall palju suuremat impulsit.

Kineetiline energia — KE = ½·m·v²

KE = ½mv² kasvab kiiruse ruuduga ja otse massiga — seega kaks palli, mis tabavad maad sama kiirusega, kannavad ikkagi väga erineva hulga kineetilist energiat, kui nende massid erinevad.

Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib

• Arvuta kirja pandud vy- ja massiväärtustega igas reas impulss p = mv. Näita oma arvutus.
• Võrdle ridu 1 ja 2 (sama aeg, erinev mass) ning ridu 2 ja 3 (sama mass, erinev aeg). Mida kumbki võrdlus ütleb selle kohta, kuidas kiirus sõltub massist versus ajast?

Kus see laborist kaugemale ilmneb

• Selgita F = ma ja raskus = mg abil, miks raskem pall Kuul kiiremini ei lange — kuigi gravitatsioon tõmbab teda suurema jõuga.
• Kui sama eksperiment tehtaks Maal, lastes sulg ja keeglipalli õhu sees langeda, kas sinu andmetabel näeks siis sama välja? Miks või miks mitte?

• AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
• AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
• IB Physics — A.1 Kinematics
• General High School Physics — Motion & kinematics
• NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
• Middle School Physical Science — Gravity between objects
• Middle School Physical Science — Stored (potential) energy

1. Tere tulemast Kuu langemise juurde
2. Vali pall
3. Vajuta Esita
4. Õrn kuulang
5. Ava andmed
6. Said hakkama!

Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.

Ava interaktiivne labor →

Laadi tööleht alla →

Vaba langemine ja heitkeha liikumine