Механіка

Падіння на Місяці

Спостерігайте, як усе падає у сповільненій зйомці під слабшою місячною гравітацією.

Падіння на Місяці — інтерактивне моделювання: Механіка. Спостерігайте, як усе падає у сповільненій зйомці під слабшою місячною гравітацією. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Гравітація на Місяці

Гравітаційне прискорення залежить від планети. На Місяці g близько 1.6 м/с² — значно менше, ніж на Землі.

Ті самі об'єкти падають довше та вдаряються об землю м'якше за місячної гравітації. Порівняння пресетів Землі та Місяця підкреслює, що g — властивість гравітаційного середовища, а не об'єкта.

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

Короткий опис дослідження

Сплануйте запитання, перш ніж відкрити лабораторію

Короткий відповідає передрендереній сторінці: рушійне запитання, конкуруючі прогнози, ролі змінних, керівні закони, установка, аналіз і підсилення лишаються видимими та в цьому порядку.

Рушійне запитання

На Місяці куля 1 кг і куля 6 кг відпущені разом з однієї висоти у вакуумі без опору повітря. Яка розганяється швидше під час падіння?

Прогнози для зважування

• Важча (6 кг) куля розганяється швидше
• Обидві кулі розганяються точно однаково
• Легша (1 кг) куля розганяється швидше

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• Маса (m) (kg)
• Минулий час (t) (s)

Що ви вимірюєте:

• Швидкість (vy) (m/s)
• Імпульс (p) (kg·m/s)

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет «Падіння на Місяці». Запишіть дві кулі: легку (1 кг) і важку (6 кг), відпущені разом під місячною гравітацією (g = 1.6 м/с²).
2. Виберіть кожну кулю по черзі та задайте її масу на панелі властивостей відповідно до колонки «Маса» таблиці даних нижче перед кожним запуском.
3. Відпустіть обидві кулі, поставте паузу на вказаний у колонці «Час» момент і зчитайте низхідну швидкість (vy) кулі з датчика.

Керівне рівняння

Імпульс — p = m·v

Імпульс p = mv поєднує масу та швидкість тіла в одну величину — хоча легка й важча кулі мають однакову швидкість падіння в даний момент, важча несе значно більший імпульс.

Кінетична енергія — KE = ½·m·v²

KE = ½mv² зростає як квадрат швидкості та лінійно з масою — тож дві кулі, що вдаряються об землю з однаковою швидкістю, несуть дуже різні кінетичні енергії, якщо їхні маси різні.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• Використовуючи записані значення vy та маси, обчисліть імпульс p = mv для кожного рядка. Покажіть обчислення.
• Порівняйте рядки 1 і 2 (однаковий час, різна маса) та рядки 2 і 3 (однакова маса, різний час). Що каже кожне порівняння про залежність швидкості від маси проти часу?

Де це трапляється за межами лабораторії

• Поясніть, використовуючи F = ma та вагу = mg, чому важча куля не падає швидше на Місяці — хоча гравітація тягне її з більшою силою.
• Якби цей самий експеримент провели на Землі, упустивши перо й кеглю крізь повітря, ваша таблиця даних виглядала б так само? Чому так чи ні?

• 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. Вітаємо на місячному падінні
2. Виберіть кулю
3. Натисніть «Запустити»
4. М'яке місячне падіння
5. Відкрийте дані
6. У вас вийшло!

Відкрийте інтерактивне моделювання, щоб зібрати сцену, натиснути «Запустити» та дослідити з живими вимірюваннями й керованим заняттям.

Відкрити інтерактивну лабораторію →

Завантажити лабораторний аркуш →

Вільне падіння та рух кинутого тіла