Elipsy marmurkowe - Prędkość i czas ciał krążących po orbicie

Krótki opis:

W tym ćwiczeniu uczniowie użyją tablicy eliptycznej do uzyskania pomiarów prędkości i odległości dla obiektu na orbicie eliptycznej.

Wyniki są następnie nanoszone na wykres prędkości względem czasu, aby zrozumieć jak grawitacja wpływa (lub zmienia) prędkość planety lub satelity na orbicie eliptycznej.

Zaleca się, aby przed rozpoczęciem tego ćwiczenia uczniowie posiadali podstawową wiedzę na temat pojęć energii kinetycznej i energii potencjalnej grawitacji, a także pojęcia wektora prędkości.

Przedmiot:
Nauki ścisłe, fizyka, matematyka
Cele nauczania:

  • Uczniowie powinni umieć skonstruować wykres prędkości w czasie i powiązać go z ideą przyspieszenia i odległości, aby zrozumieć zasady mechaniki orbitalnej. zasady mechaniki orbitalnej.
  • Uczniowie powinni rozumieć, jak siła grawitacji zmienia się wraz z odległością od planety lub gwiazdy.
  • Uczniowie powinni odnieść to do tego, jak planeta lub satelita przyspiesza i zwalnia na orbicie eliptycznej.

Zakres wiekowy:
14 - 16 lat

Czas
Przygotowanie: 1 godz.
Lekcja: 15 minut do 1 godziny

Zasób dostępny w:
 Angielski, Francuski, Włoski, Portugalski, Hiszpańskioraz Estońska.
Pobranie aktywności - EN
Ćwiczenie 1: Pomiar prędkości i odległości na tablicy eliptycznej

W tym ćwiczeniu uczniowie wykorzystają tablicę eliptyczną do uzyskania pomiarów prędkości i odległości dla obiektu na orbicie eliptycznej.

Wyniki są następnie nanoszone na wykres prędkości względem czasu, aby zrozumieć, jak grawitacja wpływa (lub zmienia) prędkość satelity na orbicie eliptycznej.

Następnie uczniowie otrzymują serię pytań dotyczących wykresów powstałych w trakcie zajęć, a dyskusja na temat obserwacji komet i wyjaśnień kończy aktwitet.
Sprzęt

  • Tablica eliptyczna - wykonana wcześniej, instrukcja znajduje się w załączniku: Instrukcja wykonania szablonu tablicy eliptycznej
  • Około 75 małych marmurków (kilka małych przydaje się do wypełnienia ostrego końca klina)
  • 2 x linijki lub pręty metrowe
  • 50 cm sznurka
  • Marker nietrwały

Wiedziałeś?

Przez tysiące lat filozofowie i astronomowie spierali się o naturę struktury Układu Słonecznego i nie tylko.

Powstały dwa sprzeczne modele naszego Układu Słonecznego: geocentryczny (lub skupiony na Ziemi) i heliocentryczny (lub skupiony na Słońcu). Około 200 roku p.n.e. starożytny grecki astronom Arystoteles był zwolennikiem modelu geocentrycznego i zaproponował, że planety (i Słońce) poruszają się z jednakową prędkością po kolistych ścieżkach wokół Ziemi, która znajdowała się w centrum Wszechświata.

Obecnie wiemy, że model ten nie pasuje do obserwacji wszechświata, a zamiast niego przyjęto model heliocentryczny.

Ilustracja modelu geometrycznego - przekonanie, że Ziemia leży w centrum wszechświata

Słowa kluczowe:

, , , , , ,