Roterende rumstation: kunstig tyngdekraft

Et pædagogisk simulationsspil. Forudsig centripetalaccelerationen for en astronaut på en roterende rumstation, og vælg den rotation eller størrelse, der føles som Jorden eller Månen.

CentripetalaccelerationKunstig tyngdekraft

RUMSTATION

Ud fra kantfarten

Klar
Slå JavaScript til for at rotere stationen. Vejledningen og det gennemregnede eksempel kan stadig læses.
Hastighed vAcceleration aBane og målDin forudsigelse
Centripetalaccelerationa = ω²·r

Tid

0.00 s

t

Vinkelhastighed

— rad/s

ω = 2π ÷ T

Kantfart

— m/s

v = ω·r

Centripetalacceleration

— m/s²

a = v² ÷ r = ω²·r

Omløbstid

— s

T = 2π·r ÷ v

Forudsig, før du roterer

Skriv dit svar for at indstille stationen. Rotér er slået fra, indtil der er et svar.

Forudsig rotationen, før du starter den.

Missionspoint—

Et rigtigt svar, inden for 2 %, giver 100 point. Rigtigt ved første rotation giver 50 ekstra. En rotation tæller, så snart den starter.

✓ Rigtigt svar① I første forsøg

Sådan spiller du Roterende rumstation

  1. Vælg en station, og aflæs radius, kantfart, rotationsfart, omløbstid eller mål på kortet.
  2. Brug a = v² ÷ r = ω²·r, med ω = 2π ÷ T, eller isolér ω, T eller r.
  3. Skriv dit svar, og tryk på Rotér. En acceleration markeres på måleren; en rotationsfart, omløbstid eller radius indstiller stationen.
  4. Se på pilene: hastigheden går langs kanten, og accelerationen peger mod navet. Aflæs måleren, så snart rotationen starter.

Hvorfor mærker astronauten tyngde?

En genstand, der bevæger sig i en cirkel, skifter hele tiden retning, så den accelererer, selv om farten er konstant. Denne centripetalacceleration peger mod cirklens centrum og er a = v² ÷ r = ω²·r. På en roterende rumstation ville astronautens fødder fortsætte lige ud, men gulvet på kanten trykker hele tiden astronauten mod navet. Det tryk, a = ω²·r per kilogram, føles præcis som tyngde. Jo hurtigere rotationen er, eller jo større ringen er, jo stærkere er det. Tyngdeaccelerationen er omkring 9,8 m/s² på Jorden og 1,62 m/s² på Månen.

En afgrænset læringsmodel

Stationen roterer jævnt, og astronauten står stille på kanten, så astronauten er i jævn cirkelbevægelse. Astronautens højde ses der bort fra. Der er ingen tyngdekraft fra andre himmellegemer. Hele omdrejningen beregnes nøjagtigt. Visningen er fast for hver mission, og afspilningsfarten står på lærredet.

Når du skifter sprog, bevares stationen, svaret, forsøgene og forløbet.