Mechanika

Spadek na Księżycu

Obserwuj, jak wszystko spada w zwolnionym tempie przy słabszej grawitacji Księżyca.

Spadek na Księżycu — interaktywna symulacja: Mechanika. Obserwuj, jak wszystko spada w zwolnionym tempie przy słabszej grawitacji Księżyca. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.

Grawitacja na Księżycu

Przyspieszenie grawitacyjne zależy od planety. Na Księżycu g wynosi około 1.6 m/s² — dużo mniej niż na Ziemi.

Te same ciała spadają dłużej i lądują łagodniej pod księżycową grawitacją. Porównanie presetów Ziemia i Księżyc pokazuje, że g jest właściwością otoczenia grawitacyjnego, a nie obiektu.

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

Krótki opis badania

Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię

Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.

Pytanie badawcze

Na Księżycu kula 1 kg i kula 6 kg puszczono razem z tej samej wysokości, w próżni bez oporu. Która nabiera prędkości szybciej w spadaniu?

Prognozy do rozważenia

• Cięższa (6 kg) kula nabiera prędkości szybciej
• Obie kule nabierają prędkości dokładnie w tym samym tempie
• Lżejsza (1 kg) kula nabiera prędkości szybciej

Role zmiennych

Co ustawiasz:

• Masa (m) (kg)
• Czas (t) (s)

Co mierzysz:

• Prędkość (vy) (m/s)
• Pęd (p) (kg·m/s)

Jak przebiega badanie

1. Otwórz preset Moon Drop. Zauważ dwie kule: lekką (1 kg) i ciężką (6 kg), puszczone razem w księżycowej grawitacji (g = 1.6 m/s²).
2. Zaznacz po kolei każdą kulę i ustaw jej masę w panelu właściwości zgodnie z kolumną Mass w tabeli danych poniżej przed każdym uruchomieniem.
3. Puść obie kule, zatrzymaj symulację po czasie z kolumny Time i odczytaj prędkość w dół kuli (vy) z sondy.

Równanie rządzące

Pęd — p = m·v

Pęd p = mv łączy masę i prędkość obiektu w jedną wielkość — choć lekka i ciężka kula dzielą tę samą prędkość spadania w danym momencie, cięższa kula niesie znacznie większy pęd.

Energia kinetyczna — KE = ½·m·v²

KE = ½mv² rośnie z kwadratem prędkości i wprost z masą — więc dwie kule uderzające w grunt z tą samą prędkością niosą mimo wszystko bardzo różne ilości energii kinetycznej, jeśli ich masy się różnią.

Co karta do druku każe uczniom wyliczyć

• Używając zapisanych wartości vy i mas, oblicz pęd p = mv dla każdego wiersza. Pokaż obliczenia.
• Porównaj wiersze 1 i 2 (ten sam czas, różna masa) oraz wiersze 2 i 3 (ta sama masa, różny czas). Co każde porównanie mówi o zależności prędkości od masy i od czasu?

Gdzie to wychodzi poza pracownię

• Wyjaśnij, używając F = ma i ciężaru = mg, dlaczego cięższa kula nie spada na Księżycu szybciej — choć grawitacja ciągnie ją silniej.
• Gdyby ten sam eksperyment wykonano na Ziemi, upuszczając pióro i kulę do kręgli w powietrzu, czy tabela danych wyglądałaby tak samo? Dlaczego tak lub nie?

• 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. Witamy w spadku na Księżycu
2. Zaznacz kulę
3. Naciśnij Play
4. Łagodny księżycowy spadek
5. Otwórz dane
6. Udało się!

Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.

Otwórz interaktywną pracownię →

Pobierz kartę pracy →

Spadek swobodny i ruch pocisku