Lancia il satellite: la gravitazione universale

Un gioco di simulazione educativo. Prevedi quanto forte la Terra attira un satellite, come questa attrazione si indebolisce con la distanza e la velocità o il raggio che lo tengono in orbita, poi lancia e guarda.

Gravitazione universaleOrbite

VISTA DELL'ORBITA

Attrazione su un satellite

Pronto
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Velocità vGravità gPercorso e obiettivoLa tua previsione
Gravitazione universaleF = G·M·m ÷ r²

Tempo

0.0 min

t

Distanza dal centro della Terra

— km

r = R + h

Attrazione gravitazionale

— N

F = G·M·m ÷ r²

Accelerazione di gravità

— m/s²

g = G·M ÷ r²

Velocità

— m/s

|v|

Prevedi prima di lanciare

Scrivi la tua risposta per preparare il lancio. Lancia resta disattivato finché non c'è una risposta.

Prevedi il lancio prima di avviarlo.

Punteggio della missione—

Una risposta giusta, entro il 2%, vale 100 punti. Indovinarla al primo lancio aggiunge 50 punti. Un lancio conta appena parte.

✓ Risposta giusta① Al primo colpo

Come si gioca a Lancia il satellite

  1. Scegli un lancio e leggi la massa del satellite, la sua quota o il periodo sulla scheda. G, M e R sono sotto l'elenco.
  2. Usa F = G·M·m ÷ r² o g = G·M ÷ r², sempre con r = R + h misurato dal centro della Terra, in metri.
  3. Scrivi la tua risposta e premi Lancia. Una risposta che è una forza o una gravità viene confrontata con la misura; una velocità lancia il satellite; un raggio colloca l'orbita geostazionaria.
  4. Dopo ogni lancio, leggi il grafico: al doppio della distanza dal centro, l'attrazione è quattro volte più debole.

Che cos'è la legge di gravitazione universale?

La legge di gravitazione universale di Newton dice che due masse qualsiasi si attirano con una forza F = G·M·m ÷ r², dove r è la distanza tra i loro centri e G = 6,674 × 10⁻¹¹ N·m²/kg². La forza cresce con ciascuna massa e diminuisce con il quadrato della distanza: il doppio della distanza, un quarto della forza. Dividendo per m si ottiene l'accelerazione di gravità, g = G·M ÷ r², che è la stessa per ogni oggetto a quella distanza. Un satellite in orbita sta cadendo di continuo, ma si muove di lato abbastanza veloce da far curvare il suolo sotto di sé. Per un'orbita circolare, la gravità fornisce esattamente la forza centripeta: G·M·m ÷ r² = m·v² ÷ r, quindi v = √(G·M ÷ r).

Un modello di apprendimento mirato

La Terra e il satellite sono masse puntiformi, la Terra resta ferma al centro e non c'è resistenza dell'aria né attrazione della Luna o del Sole. Il percorso è l'ellisse, la circonferenza o l'iperbole esatta del lancio, cronometrata con l'equazione di Keplero. L'impatto con il suolo, l'uscita dalla vista e il completamento di un'orbita sono calcolati esattamente. La rotazione della Terra è mostrata solo nella missione geostazionaria. Le orbite sono disegnate in scala e riprodotte più in fretta, del fattore indicato sul canvas.

Cambiando lingua mantieni lancio, risposta, tentativi e prova.