Mehānika

Kritiens uz Mēness

Vēro, kā viss krīt lēnā kustībā zem vājākas Mēness gravitācijas.

Kritiens uz Mēness — interaktīva Mehānika simulācija. Vēro, kā viss krīt lēnā kustībā zem vājākas Mēness gravitācijas. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Gravitācija uz Mēness

Gravitācijas paātrinājums atkarīgs no planētas. Uz Mēness g ir apmēram 1.6 m/s² — daudz mazāks nekā uz Zemes.

Tie paši ķermeņi krīt ilgāk un pieskaras zemei maigāk Mēness gravitācijā. Zemes un Mēness eksperimentu salīdzināšana parāda, ka g ir gravitācijas vides īpašība, nevis objekta.

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

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Uz Mēness 1 kg bumba un 6 kg bumba tiek laistas kopā no viena augstuma vakuumā bez gaisa pretestības. Kura paātrinās ātrāk, krītot?

Prognozes, ko svērt

• Smagākā (6 kg) bumba paātrinās ātrāk
• Abas bumbas paātrinās tieši vienā tempā
• Vieglākā (1 kg) bumba paātrinās ātrāk

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Masa (m) (kg)
• Pagājušais laiks (t) (s)

Ko tu mēri:

• Ātrums (vy) (m/s)
• Kustības daudzums (p) (kg·m/s)

Kā izpēte norit

1. Atver Mēness kritiena eksperimentu. Ievēro divas bumbas: vieglu (1 kg) un smagu (6 kg), laistas kopā Mēness gravitācijā (g = 1.6 m/s²).
2. Atlasīts pēc kārtas katru bumbu un iestati tās masu īpašību panelī, lai tā atbilstu zemāk esošās datu tabulas Masas kolonnai pirms katra palaišanas.
3. Atlaid abas bumbas, pauzē simulāciju pie Laika kolonnā uzskaitītā pagājušā laika un nolasi bumbas lejupvērsto ātrumu (vy) no zondes.

Noteicošais vienādojums

Kustības daudzums — p = m·v

Kustības daudzums p = mv apvieno ķermeņa masu un ātrumu vienā lielumā — kaut vieglā un smagā bumba dalās ar vienu krišanas ātrumu dotajā laikā, smagākā bumba nes daudz vairāk kustības daudzuma.

Kinētiskā enerģija — KE = ½·m·v²

KE = ½mv² aug ar ātruma kvadrātu un tieši ar masu — tāpēc divas bumbas, kas trāpa zemi ar vienādu ātrumu, tomēr nes ļoti atšķirīgus kinētiskās enerģijas daudzumus, ja to masas atšķiras.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Izmantojot savus ierakstītos vy un masas lielumus, izrēķini kustības daudzumu p = mv katrai rindai. Parādi savu aprēķinu.
• Salīdzini 1. un 2. rindu (vienāds laiks, atšķirīga masa) un 2. un 3. rindu (vienāda masa, atšķirīgs laiks). Ko katrs salīdzinājums saka par to, kā ātrums atkarīgs no masas pret laiku?

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Izskaidro, izmantojot F = ma un svars = mg, kāpēc smagāka bumba nekrīt ātrāk uz Mēness — kaut gravitācija to velk ar lielāku spēku.
• Ja šo pašu eksperimentu darītu uz Zemes, metot spalvu un boulinga bumbu caur gaisu, vai tava datu tabula izskatītos tā pati? Kāpēc jā vai nē?

• 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. Sveicināts Mēness kritiena eksperimentā
2. Atlasīts bumbu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Maigais Mēness kritiens
5. Atver datus
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Brīvais kritiens un izsviesta ķermeņa kustība