På grund af tyngdekraften trækker Jorden i de satellitter, der kredser om den. Med dette forsøg ser du, hvordan de ikke falder ned, og du får også en idé om, hvordan man kan bruge denne viden til at lande et rumskib.
Mange af tingene har skolen sandsynligvis i forvejen i håndarbejde, sløjd eller idræt. Selve forsøget tager kort tid at udføre, men det kræver noget forberedelse at gøre modellen klar.
Prøv at svare på følgende spørgsmål:
Når proppen holdes stille, trækker tennisboldens vægt den ind. Hvis den lille prop sættes i rotation derimod kører den rundt om røret uden at blive trukket ind. Der er et træk fra tennisbolden, men alligevel trækkes den lille prop ikke ind.
På samme måde trækker Jorden i en satellit, men hvis den har høj nok hastighed bliver den ikke trukket ind, men forbliver i kredsløb. Den kan fx holde sig i kredsløb, hvis den er 200 km over Jorden og flyver med ca. 28.000 km i timen. Den vil så falde ved siden af Jorden og på den måde holde sig i kredsløb. Et omløb omkring Jorden i den højde vil vare omkring 90 minutter.
Hvordan lander man så et Rumskib?
Når man vil lande et rumskib, tænder man en raket, der er rettet fremad. Den vil bremse rumskibet ved at presse det bagud i stedet for fremad og på denne måde bremse det. Derved tager man energi fra rumskibet, og banens højde sænkes. Rumskibet sætter farten op i dette fald indtil den bremses af luften. Derefter kan den lande. Under opbremsningen presses luft sammen, så at det opvarmes. Derfor skal rumskibet være beskyttet af et varmeskjold.
Prøv at lade proppen miste energi. Du vil se, at den trækkes ind og roterer hurtigere. Det er ligesom rumskibet, der skal lande.
Hvordan kan et rumskib flyve bort fra Jorden?
Når rumskibet skal sendes afsted fra Jorden tænder man en raket, der er rettet bagud. Så tilføreres der energi til rumskibet, som hæver det til en højere bane. Fortsætter man med at tilføre energi kan man komme bort fra Jorden og fx til Månen.
Prøv at tilføre energi til den roterende prop ved at slynge hårdere. Du ser, at din prop kommer op i en højere bane ligesom rumskibet. Du ser også, at proppen derved kommer til at rotere langsommere. Det samme sker også med rumskibet. Rumskibets hastighed sænkes, når det kommer op i en højere bane.
Større tyngdekraft
En måne, der kører rundt om Jupiter, vil i samme afstand dreje hurtigere end Jordens Måne. Det er, fordi Jupiters tyngdekraft er større.
Prøv at hænge et lod på din tennisbold. Du vil opdage, at proppen nu skal dreje hurtigere for at holde sig i kredsløb.
Man har opdaget stjerner, der roterer en gang omkring et Sort hul på kun 10 år, selvom de er ret langt fra det sorte hul. De drejer så hurtigt, fordi det sorte hul trækker ekstremt meget i dem.
Forsøget er udviklet af Carsten Andersen, lærer på Bellahøj Skole i København.
Prøv at svinge proppen rundt kraftigt og mindre kraftigt. Din variabel er kraften du svinger med.
Prøv at hænge et lod i tennisbolden. Din variabel er loddets masse.
Virkningsfuld kompetenceorienteret naturfagsundervisning indeholder bl.a. elementer af problembaseret og elevstyret undervisning. Et greb, du som underviser kan bruge, er at implementere åbenhed, ved at stilladsere undersøgelserne med frihedsgrader.
Problembaseret og elevstyret undervisning er kendetegnet ved, at eleverne arbejder selvstændigt med egne undersøgelser. Eleverne skal finde egne svar, og det skal ikke være givet på forhånd, hvad de skal. Eleverne skal ikke reproducere eller genskabe allerede eksisterende undersøgelser.
Som underviser udvælger du en grad af frihed samt hvilket trin, den skal implementeres i. Astra opdeler en undersøgelse i følgende seks trin, hvor du kan arbejde med implementering af frihedsgrader.
Tilmeld dig Astras nyhedsbrev og få ny inspiration til din undervisning i naturfag og naturvidenskab - herunder de nyeste Testotek-undersøgelser