Rymdstationen: konstgjord tyngdkraft

Ett pedagogiskt simuleringsspel. Förutsäg centripetalaccelerationen för en astronaut på en roterande rymdstation, och välj sedan den rotation eller storlek som känns som jorden eller månen.

CentripetalaccelerationKonstgjord tyngdkraft

RYMDSTATION

Från kantens fart

Redo
Aktivera JavaScript för att snurra stationen. Instruktionerna och det lösta exemplet går fortfarande att läsa.
Hastighet vAcceleration aBana och målDin förutsägelse
Centripetalaccelerationa = ω²·r

Tid

0.00 s

t

Vinkelhastighet

— rad/s

ω = 2π ÷ T

Kantens fart

— m/s

v = ω·r

Centripetalacceleration

— m/s²

a = v² ÷ r = ω²·r

Period

— s

T = 2π·r ÷ v

Förutsäg innan du snurrar

Skriv ditt svar för att ställa in stationen. Snurra är avstängd tills det finns ett svar.

Förutsäg rotationen innan du startar den.

Uppdragspoäng—

Ett rätt svar, inom 2 %, ger 100 poäng. Rätt på första rotationen ger 50 till. En rotation räknas så snart den startar.

✓ Rätt svar① Första försöket

Så spelar du Rymdstationen

  1. Välj en station och läs av dess radie, kantfart, rotationshastighet, period eller mål på kortet.
  2. Använd a = v² ÷ r = ω²·r, med ω = 2π ÷ T, eller lös ut ω, T eller r.
  3. Skriv ditt svar och tryck på Snurra. Ett svar som är en acceleration markeras på mätaren; en rotationshastighet, period eller radie ställer in stationen.
  4. Följ pilarna: hastigheten är riktad längs kanten och accelerationen pekar mot navet. Läs av mätaren när rotationen har startat.

Varför känner astronauten en tyngd?

En kropp som rör sig i en cirkel ändrar hela tiden riktning, så den accelererar även vid konstant fart. Den här centripetalaccelerationen pekar mot cirkelns medelpunkt och har storleken a = v² ÷ r = ω²·r. På en roterande rymdstation skulle astronautens fötter föra astronauten rakt fram, men kantens golv trycker hela tiden mot navet. Det trycket, a = ω²·r per kilogram, känns precis som tyngd. Ju snabbare rotation eller ju större ring, desto starkare är det. Jordens tyngdacceleration är ungefär 9,8 m/s², och månens ungefär 1,62 m/s².

En avgränsad inlärningsmodell

Stationen roterar i en jämn takt och astronauten står still på kanten, så astronauten rör sig i likformig cirkelrörelse. Astronautens längd försummas. Det finns ingen tyngdkraft från andra himlakroppar. Ett varv räknas fram exakt. Vyn är fast för varje uppdrag, och uppspelningshastigheten visas på duken.

Om du byter språk behålls stationen, svaret, antalet försök och körningen.