Mekaniikka
Pudotus Kuussa
Katso kaiken putoavan hidastettuna Kuun heikomman painovoiman vaikutuksesta.
Pudotus Kuussa – interaktiivinen Mekaniikka-simulaatio. Katso kaiken putoavan hidastettuna Kuun heikomman painovoiman vaikutuksesta. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.
Painovoima Kuussa
Gravitaatiokiihtyvyys riippuu planeetasta. Kuussa g on noin 1,6 m/s² – paljon pienempi kuin Maassa.
Samat kappaleet putoavat kauemmin ja osuvat maahan hellävaraisemmin Kuun painovoiman vaikutuksesta. Maan ja Kuun esiasetusten vertailu korostaa, että g on gravitaatioympäristön ominaisuus, ei kappaleen.
- g_Earth ≈ 9.8 m/s²
- g_Moon ≈ 1.6 m/s²
Tutkimustiivistelmä
Suunnittele kysymys ennen laboratorion avaamista
Tiivistelmä vastaa esirendattua sivua: tutkimuskysymys, kilpailevat ennusteet, muuttujien roolit, hallitsevat lait, kokoonpano sekä analyysi- ja laajennuskysymykset pysyvät näkyvissä tässä järjestyksessä.
Tutkimuskysymys
Kuussa 1 kg pallo ja 6 kg pallo vapautetaan yhdessä samalta korkeudelta, tyhjiössä ilman ilmanvastusta. Kumpi kiihtyy nopeammin pudotessaan?
Punniteltavat ennusteet
- Raskaampi (6 kg) pallo kiihtyy nopeammin
- Molemmat pallot kiihtyvät täsmälleen samalla nopeudella
- Kevyempi (1 kg) pallo kiihtyy nopeammin
Muuttujien roolit
Mitä asetat:
- Massa (m) (kg)
- Kulunut aika (t) (s)
Mitä mittaat:
- Nopeus (vy) (m/s)
- Liikemäärä (p) (kg·m/s)
Miten tutkimus etenee
- Avaa Kuunpudotus-esiasetuksen. Kirjaa kaksi palloa: kevyt (1 kg) ja raskas (6 kg), vapautettuina yhdessä Kuun painovoiman vaikutuksesta (g = 1.6 m/s²).
- Valitse kumpikin pallo vuorollaan ja aseta sen massa ominaisuuspaneelissa vastaamaan alla olevan mittataulukon Massa-saraketta ennen jokaista ajoa.
- Vapauta molemmat pallot, tauota simulaatio Aika-sarakkeessa listatun kuluneen ajan kohdalla ja lue pallon alaspäin suuntautuva nopeus (vy) anturista.
Hallitseva yhtälö
Liikemäärä — p = m·v
Liikemäärä p = mv yhdistää kappaleen massan ja nopeuden yhdeksi suureeksi – vaikka kevyt ja raskas pallo jakavat saman putoamisnopeuden annettuna ajankohtana, raskaampi pallo kantaa paljon suuremman liikemäärän.
Liike-energia — KE = ½·m·v²
KE = ½mv² kasvaa nopeuden neliönä ja suoraan massan mukana – joten kaksi palloa, jotka osuvat maahan samalla nopeudella, kantavat silti hyvin eri määriä liike-energiaa, jos niiden massat eroavat.
Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään
- Käyttäen kirjaamiasi vy- ja massa-arvoja laske liikemäärä p = mv jokaiselle riville. Näytä laskusi.
- Vertaa rivejä 1 ja 2 (sama aika, eri massa) ja rivejä 2 ja 3 (sama massa, eri aika). Mitä kumpikin vertailu kertoo siitä, miten nopeus riippuu massasta verrattuna aikaan?
Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella
- Selitä kaavojen F = ma ja paino = mg avulla, miksi raskaampi pallo ei putoa nopeammin Kuussa – vaikka painovoima vetää siihen suuremmalla voimalla.
- Jos sama koe tehtäisiin Maassa pudottamalla sulka ja keilapallo ilman läpi, näyttäisikö mittataulukkosi samalta? Miksi tai miksi ei?
- 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
- Tervetuloa kuunpudotukseen
- Valitse pallo
- Paina Toista
- Hellävarainen kuunpudotus
- Avaa data
- Onnistuit!
Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.
Avaa interaktiivinen laboratorio →