Mechanika

Kritimas Mėnulyje

Stebėk, kaip viskas krenta lėtai, veikiant silpnesnei Mėnulio gravitacijai.

Kritimas Mėnulyje — interaktyvi Mechanika simuliacija. Stebėk, kaip viskas krenta lėtai, veikiant silpnesnei Mėnulio gravitacijai. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Gravitacija Mėnulyje

Gravitacinis pagreitis priklauso nuo planetos. Mėnulyje g yra apie 1,6 m/s² — kur kas mažesnis nei Žemėje.

Tie patys objektai krenta ilgiau ir žemę pasiekia švelniau veikiant mėnulio gravitacijai. Žemės ir Mėnulio eksperimentų palyginimas parodo, kad g yra gravitacinės aplinkos savybė, o ne objekto.

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

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Mėnulyje 1 kg ir 6 kg rutuliai paleidžiami kartu iš to paties aukščio vakuume be oro pasipriešinimo. Kuris greičiau įsibėgėja krisdamas?

Svarstytini spėjimai

• Sunkesnis (6 kg) rutulys įsibėgėja greičiau
• Abu rutuliai įsibėgėja tiksliai tuo pačiu tempu
• Lengvesnis (1 kg) rutulys įsibėgėja greičiau

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Masė (m) (kg)
• Praėjęs laikas (t) (s)

Ką tu matauji:

• Greitis (vy) (m/s)
• Judesio kiekis (p) (kg·m/s)

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk Kritimo Mėnulyje eksperimentą. Pastebėk du rutulius: lengvąjį (1 kg) ir sunkųjį (6 kg), paleidžiamus kartu veikiant Mėnulio gravitacijai (g = 1,6 m/s²).
2. Pasirink kiekvieną rutulį iš eilės ir nustatyk jo masę savybių skydelyje pagal žemiau esančios duomenų lentelės Masės stulpelį prieš kiekvieną paleidimą.
3. Paleisk abu rutulius, pristabdyk sim ties Laiko stulpelyje nurodytu praėjusiu laiku ir skaityk rutulio žemyn einantį greitį (vy) iš zondo.

Valdančioji lygtis

Judesio kiekis — p = m·v

Judesio kiekis p = mv sujungia objekto masę ir greitį į vieną dydį — nors lengvasis ir sunkusis rutuliai tam tikru laiku turi tą patį kritimo greitį, sunkesnis rutulys neša kur kas daugiau judesio kiekio.

Kinetinė energija — KE = ½·m·v²

KE = ½mv² auga su greičio kvadratu ir tiesiogiai su mase — tad du rutuliai, trenkiąsi į žemę tuo pačiu greičiu, vis tiek neša labai skirtingus kiekius kinetinės energijos, jei jų masės skiriasi.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Naudodamas užsirašytas vy ir masės reikšmes apskaičiuok judesio kiekį p = mv kiekvienai eilutei. Parodyk savo darbą.
• Palygink 1 ir 2 eilutes (tas pats laikas, skirtinga masė) bei 2 ir 3 eilutes (ta pati masė, skirtingas laikas). Ką kiekvienas palyginimas sako apie tai, kaip greitis priklauso nuo masės ir nuo laiko?

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Paaiškink, naudodamas F = ma ir svoris = mg, kodėl sunkesnis rutulys nekrenta greičiau Mėnulyje — nors gravitacija traukia jį didesne jėga.
• Jei tas pats eksperimentas būtų atliktas Žemėje, nuleidžiant plunksną ir boulingo kamuolį pro orą, ar tavo duomenų lentelė atrodytų taip pat? Kodėl taip arba ne?

• 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. Sveiki atvykę prie kritimo Mėnulyje
2. Pasirink rutulį
3. Spausk Leisti
4. Švelnus mėnulinis kritimas
5. Atidaryk duomenis
6. Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Laisvasis kritimas ir mesto kūno judėjimas