Symulacja interaktywna
Prawo powszechnego ciążenia
Na poniższej symulacji przedstawiono trzy ciała o trzech różnych masach znajdujące się na trzech różnych orbitach Ziemi. Wektory reprezentują siłę grawitacji, jaka działa na każde z tych ciał ze strony centralnej planety. Zanim przejdziesz do poleceń umieszczonych pod animacją, pobaw się nią. Sprawdź, jakie funkcjonalności zapewnia myszka i suwaki umieszczone w prawym górnym rogu symulacji.
Opis alternatywny symulacji.
Na symulacji widać planetę, wokół której krążą po orbitach kołowych trzy księżyce. Za pomocą suwaków znajdujących się w prawym górnym rogu ekranu możemy regulować odległości księżyców od planety oraz ich masy. Zgodnie z trzecim prawem Keplera zmniejszenie promienia orbity księżyca powoduje zwiększenie jego prędkości kątowej na orbicie. Na symulacji widać także wektory sił jakimi planeta przyciąga księżyce. Zgodnie z prawem powszechnego ciążenia im księżyce mają większe masy lub im są bliżej planety z tym większą siłą są do niej przyciągane. Dodatkowo na animacji umieszczono jeszcze jeden suwak pozwalający uczynić planetę przezroczystą co ułatwia obserwację ruchu księżyców i działających na nie sił.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DhAJCKl7T
Na podstawie ustawień początkowych symulacji można wysnuć wniosek, że im dalej znajduje się ciało od masy centralnej, tym większa siła grawitacji na nie działa. Wyjaśnij, gdzie tkwi błąd w tym rozumowaniu.
- od prędkości tych ciał
- od odległości między tymi ciałami
- od mas tych ciał
Umieść na symulacji pierwsze z ciał na orbicie o promieniu równym promieniowi Ziemi i nadaj mu masę równą 1.
Drugie i trzecie ciało umieść odpowiednio w dwa i trzy razy większej odległości od środka Ziemi.
Następnie spróbuj nadać im masy takie, by długości ich wektorów były równe długości wektora pierwszego z ciał. Dla ułatwienia sobie zadania ustaw za pomocą myszki kamerę tak, by obserwować układ z punktu leżącego na osi obrotu Ziemi.
Pamiętając, że kolejne promienie orbit ciał rosną liniowo (1⋅rIndeks dolny 11, 2⋅rIndeks dolny 11, 3⋅rIndeks dolny 11), co możesz powiedzieć o zależności między masami? Czy potrafisz przewidzieć, jaką masę miałoby czwarte ciało (nie widoczne na animacji) krążące po orbicie o promieniu 4⋅rIndeks dolny 11?
- 4
- 8
- 2