Marble-ous Ellipses - Hastighet och tid för kroppar i omloppsbana

Kortfattad beskrivning:

I den här aktiviteten ska eleverna använda en elliptisk planka för att få fram hastighet och avstånd. mätningar för ett objekt i en elliptisk bana.

Resultaten plottas sedan in i ett diagram över hastigheten i förhållande till tiden för att förstå hur gravitationen påverkar (eller förändrar) hastigheten hos en planet eller en satellit i en elliptisk bana.

Det rekommenderas att eleverna har bakgrundskunskap om begreppen kinetisk energi och potentiell gravitationsenergi samt om begreppet hastighetsvektor innan de börjar denna aktivitet.

Ämne:
Naturvetenskap, fysik, matematik
Lärandemål:

  • Eleverna bör kunna konstruera en graf över hastigheten mot tiden och koppla detta till idéer om acceleration och avstånd för att förstå principerna för banmekanik.
  • Eleverna bör förstå hur gravitationens styrka varierar med avståndet från en planet eller stjärna.
  • Eleverna bör relatera detta till hur en planet eller satellit accelererar och bromsar i en elliptisk bana.

Åldersintervall:
14 - 16 år

Tid
Förberedelse: Förberedelse: 1 timme.
Lektion: 15 minuter till 1 timme

Resurs tillgänglig i:
 Engelska, Franska, Italienska, Portugisiska, Spanska, och Estniska.
Ladda ner aktivitet - SV
Aktivitet 1: Mätning av hastighet och avstånd på en elliptisk planka

I den här aktiviteten ska eleverna använda en elliptisk tavla för att mäta hastighet och avstånd för ett objekt i en elliptisk bana.

Resultaten plottas sedan in i ett diagram över hastigheten i förhållande till tiden för att förstå hur gravitationen påverkar (eller förändrar) hastigheten hos en satellit i en elliptisk bana.

Eleverna ställs sedan en rad frågor om de grafer som tagits fram under aktiviteten, och en diskussion om kometobservationer och förklaringar avslutar aktviteten.
Utrustning

  • Ellipsbräda - görs i förväg, instruktioner finns i bilagan: Instruktioner för mall för elliptisk bräda
  • Ungefär 75 små kulor (några små kulor är användbara för att fylla ut den skarpa delen av kilen).
  • 2 x meterlinjaler eller stavar.
  • 50 cm snöre
  • Icke-permanent markör

Visste du det?

I tusentals år har filosofer och astronomer diskuterat hur solsystemet och andra delar av det är uppbyggda.

Två motstridiga modeller för vårt solsystem uppstod: geocentriskt (eller jordcentrerat) och heliocentriskt (eller solcentrerat). Runt 200 f.Kr. var den grekiske astronomen Aristoteles en anhängare av den geocentriska modellen och föreslog att planeterna (och solen) rörde sig med jämna hastigheter längs cirkulära banor runt jorden, som befann sig i universums centrum.

Vi vet nu att denna modell inte stämmer överens med observationer av universum, och i stället har den heliocentriska modellen accepterats.

Illustration av den geometriska modellen - tron att jorden ligger i universums centrum.

Nyckelord:

, , , , , ,