Marmoraktige ellipser – Hastighet og tid for kretsende objekter

Kort beskrivelse:

I denne aktiviteten skal elevene bruke et ellipseformet brett for å få fart og distanse målinger for et objekt i en elliptisk bane.

Resultatene plottes deretter på en graf av hastighet mot tid for å forstå hvordan tyngdekraften påvirker (eller endrer) hastigheten til en planet eller en satellitt i en elliptisk bane.

Det anbefales at studentene har bakgrunnskunnskap i begrepene kinetisk energi og gravitasjonspotensialenergi, samt begrepet hastighetsvektor før man begynner på denne aktiviteten.

Emne:
Naturfag, fysikk, matematikk
Læringsmål:

  • Elevene skal kunne konstruere en graf over hastighet mot tid og koble denne til ideer om akselerasjon og avstand for å forstå prinsipper for orbital mekanikk.
  • Elevene skal forstå hvordan tyngdekraften varierer med avstanden fra en planet eller stjerne.
  • Elevene skal relatere dette til hvordan en planet eller satellitt akselererer og bremser i en elliptisk bane.

Aldersgruppe:
14 – 16 år

Tid
Forberedelse: 1 time
Leksjon: 15 minutter til 1 time

Ressurs tilgjengelig i:
 Engelsk, Fransk, Italiensk, Portugisisk, Spanskog Estisk.
Nedlastingsaktivitet - NO
Aktivitet 1: Måle hastighet og avstand på et ellipseformet bord

I denne aktiviteten skal elevene bruke et ellipseformet brett for å oppnå hastighets- og avstandsmålinger for et objekt i en elliptisk bane.

Resultatene plottes deretter på en graf av hastighet mot tid for å forstå hvordan tyngdekraften påvirker (eller endrer) hastigheten til en satellitt i en elliptisk bane.

Studentene blir deretter stilt en serie spørsmål om grafene som er produsert under aktiviteten, og en diskusjon om kometobservasjoner og forklaringer avslutter aktiviteten.
Utstyr

  • Ellipsebrett – laget på forhånd, for instruksjoner se Vedlegg: Instruksjoner for mal for ellipseform
  • Omtrent 75 små kuler (noen små er nyttige for å fylle ut den skarpe enden av kilen)
  • 2 x meter linjaler eller stenger
  • 50 cm snor
  • Ikke-permanent markør

Visste du?

I tusenvis av år kranglet filosofer og astronomer om naturen til strukturen til solsystemet og utover.

To motstridende modeller for vårt solsystem dukket opp: geosentrisk (eller jordsentrert) og heliosentrisk (eller solsentrert). Rundt 200 f.Kr. var den antikke greske astronomen Aristoteles tilhenger av den geosentriske modellen og foreslo at planetene (og Solen) beveget seg med jevne hastigheter langs sirkulære baner rundt jorden, som var i sentrum av universet.

Vi vet nå at denne modellen ikke passer med observasjoner av universet, og i stedet har den heliosentriske modellen blitt akseptert.

Illustrasjon av den geometriske modellen - troen på at Jorden ligger i sentrum av universet

Keywords:

, , , , , ,