Βαρυτικές δυνάμεις

Εξερευνήστε τις πληροφορίες του κειμένου που ακολουθούν:

Ένα αντικείμενο που πέφτει ελεύθερα είναι ένα αντικείμενο που βρίσκεται υπό την επίδραση της βαρύτητας. Υπάρχουν δύο σημαντικά χαρακτηριστικά της κίνησης που ισχύουν για τα αντικείμενα που πέφτουν ελεύθερα:

1. Τα αντικείμενα που πέφτουν ελεύθερα δεν αντιμετωπίζουν αντίσταση του αέρα,
2. όλα τα αντικείμενα ελεύθερης πτώσης (στη Γη) επιταχύνονται προς τα κάτω με ταχύτητα 9,8 m/s/s (συχνά περίπου 10 m/s/s).

Αυτή η επιτάχυνση μπορεί να απεικονιστεί με ένα ραβδόγραμμα ή ένα διάγραμμα κουκκίδων της κίνησης των αντικειμένων που πέφτουν ελεύθερα. Το παρακάτω διάγραμμα κουκκίδων δείχνει τη θέση του αντικειμένου σε τακτά χρονικά διαστήματα – για παράδειγμα, κάθε 0,1 δευτερόλεπτο. Το γεγονός ότι η απόσταση που διανύει το αντικείμενο σε κάθε χρονικό διάστημα αυξάνεται είναι ένα σίγουρο σημάδι ότι η μπάλα επιταχύνεται καθώς πέφτει προς τα κάτω.

Πηγή: http://www.physicsclassroom.com/Class/1DKin/U1L5a1.gif

Η αιτία της ελεύθερης πτώσης είναι η βαρυτική δύναμη που προσδίδει στο σώμα που πέφτει βαρυτική επιτάχυνση. Ωστόσο, σε κάθε πλανήτη η βαρυτική επιτάχυνση είναι διαφορετική. Επομένως, η ελεύθερη πτώση είναι επίσης διαφορετική σε κάθε πλανήτη. Όσο μεγαλύτερη είναι η βαρυτική επιτάχυνση σε έναν πλανήτη, τόσο πιο γρήγορα και με μεγαλύτερη ταχύτητα θα προσκρούσουν τα σώματα στην επιφάνεια. Η Γη και η Σελήνη έχουν διαφορετικές μάζες και διαφορετικά μεγέθη. Επομένως, η επιφάνειά τους έχει διαφορετική βαρυτική επιτάχυνση.

Ερωτήσεις και καθήκοντα προς εκτέλεση

1. Εξοικειωθείτε με τα γραφήματα και τους πίνακες που δίνονται στο Excel.

Λήψη: φύλλο εργασίας

2. Λύστε τα προβλήματα χρησιμοποιώντας τα δεδομένα από τους πίνακες και τις γραφικές παραστάσεις που δίνονται.

Ο πίνακας 1. και το γράφημα 1. δείχνουν την ταχύτητα ελεύθερης πτώσης ενός σώματος για δεδομένο χρόνο στη Γη και στη Σελήνη.

Στον οριζόντιο άξονα του γραφήματος, ο χρόνος απεικονίζεται σε διαστήματα 0,1 δευτερολέπτων. Στον κατακόρυφο άξονα απεικονίζεται η ταχύτητα που επιτυγχάνει το σώμα κατά την ελεύθερη πτώση. Με μπλε χρώμα απεικονίζεται η πτώση του σώματος στην επιφάνεια της Γης. Με πορτοκαλί χρώμα απεικονίζεται η πτώση του σώματος στην επιφάνεια της Σελήνης.

Πίνακας 1.

А. Απαντήστε στις ερωτήσεις:

1. Πόση ώρα παρατηρήθηκε η πτώση του σώματος;
2. Ήταν το σώμα σε ηρεμία την αρχική στιγμή;
3. Αλλάζει η ταχύτητα του σώματος που πέφτει κατά τη διάρκεια της πτώσης;
4. Σε ποια πτώση το σώμα είχε μεγαλύτερη ταχύτητα – στην πτώση στην επιφάνεια της Γης ή στην επιφάνεια της Σελήνης;
5. Συγκρίνετε την ταχύτητα του σώματος στην επιφάνεια της Γης μετά από 0,6 s με την ταχύτητα του σώματος στον ίδιο χρόνο στην επιφάνεια της Σελήνης.

Ο πίνακας 2. και το γράφημα 2. δείχνουν την απόσταση που διανύει το σώμα κατά την ελεύθερη πτώση. Η πτώση του σώματος στην επιφάνεια της Γης απεικονίζεται με μπλε χρώμα, ενώ η πτώση στην επιφάνεια της Σελήνης με πορτοκαλί χρώμα. Στον οριζόντιο άξονα της γραφικής παράστασης, ο χρόνος απεικονίζεται σε διαστήματα 0,1 δευτερολέπτων. Στον κατακόρυφο άξονα απεικονίζεται η απόσταση που διανύει το σώμα κατά την ελεύθερη πτώση του.

πίνακας 2.

В. Απαντήστε στις ερωτήσεις με βάση τα δεδομένα του Πίνακα 2 και του Διαγράμματος 2:

1. Ποια απόσταση διένυσε το σώμα στην επιφάνεια της Γης στο πρώτο δέκατο του δευτερολέπτου;
2. Ποια απόσταση διένυσε το σώμα στην επιφάνεια της Γης στο δεύτερο δέκατο του δευτερολέπτου;
3. Ποια απόσταση διένυσε το σώμα στην επιφάνεια της Γης στο τρίτο δέκατο του δευτερολέπτου;
4. Διανύει ένα σώμα την ίδια διαδρομή κάθε δευτερόλεπτο καθώς πέφτει στην επιφάνεια της Γης;
5. Συγκρίνετε την απόσταση που διανύεται κατά την πτώση στην επιφάνεια της Γης και στην επιφάνεια της Σελήνης στον ίδιο χρόνο.
6. Πόσο χρόνο χρειάζεται ένα σώμα για να διανύσει πάνω από 20 εκατοστά στην επιφάνεια της Σελήνης;