Prøve i fysikk kap. 3

Keplers 1. lov (Ellipse-loven): Planeter beveger seg i elliptiske baner rundt solen, hvor solen ligger i det ene brennpunktet av ellipsen. Dette betyr at planetenes avstand til solen varierer gjennom omløpet.

 

 

Keplers 2. lov (Arealloven): En linje trukket fra solen til en planet vil dekke like store arealer i løpet av like lange tidsintervaller. Dette innebærer at planeten beveger seg raskere når den er nærmere solen (perihel) og bruker lengere tid når den er unna (aphel).

 

 

2. Newtons gravitasjonslov

Newton formulerte at to masser trekker på hverandre med en kraft som er proporsjonal med produktet av massene og omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden mellom dem:

Her er F gravitasjonskraften, G gravitasjonskonstanten kg2 ), m1 og m2 massene, og r avstanden mellom massene.

 

 

3. Gravitasjonsfeltstyrke

Gravitasjonsfeltstyrken, g, er kraften som virker på en enhetsmasse i et gravitasjonsfelt. For et punkt i nærheten av en stor masse (f.eks. Jorden), er det gitt ved:

Her er M massen til det som skaper feltet (f.eks. Jorden), og r er avstanden fra massens sentrum.

 

 

4. Uttrykk for sirklingsfarten til en satellitt

En satellitt i sirkelbane er påvirket av gravitasjonskraften som fungerer som sentripetalkraften:

Ved å sette inn Newtons gravitasjonslov for F, F, får vi:

Løser for v:

 

Her er v sirklingsfarten, M massen til Jorden, og r avstanden fra sentrum av Jorden til satellitten.

 

 

5. Mekanisk energi i gravitasjonsfelt

Den mekaniske energien for en satellitt eller et objekt i et gravitasjonsfelt består av summen av kinetisk energi (Ek​) og potensiell energi (Ep)

E= Ek ​+ Ep

For et objekt i bane:

  • Kinetisk energi:

  • Potensiell energi:

Total mekanisk energi:

Dette gjelder for en sirkelbane.

 

 

 

6. Unnslipningsfarten ved jordoverflaten

Unnslipningsfarten er den minimale hastigheten som kreves for å overvinne gravitasjonskraften fra Jorden. Dette oppnås når den kinetiske energien tilsvarer den gravitasjonspotensielle energien:

Løser for v:

 

Her er r Jordens radius.

 

 

7. Forklaring av "mjølkekartong"-programmet

Et "mjølkekartong"-program handler ofte om enkel forståelse av fysikkprinsipper for yngre eller praktiske oppgaver. Hvis du mener et bestemt prosjekt, kan du utdype det. Alternativt kan du gi eksempler som illustrerer forenklede beregninger og eksperimenter med gjenstander som melkekartonger, f.eks. å vise gravitasjon, væskemengde, eller trykkberegning