De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Broos Fonck Fysica Enkele bijzondere krachten. Broos Fonck Sint-Paulusinstituut2 De universele gravitatiekracht.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Broos Fonck Fysica Enkele bijzondere krachten. Broos Fonck Sint-Paulusinstituut2 De universele gravitatiekracht."— Transcript van de presentatie:

1 Broos Fonck Fysica Enkele bijzondere krachten

2 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut2 De universele gravitatiekracht

3 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut3 Inleiding Begin 1600 Johannes Kepler → analyseerde → 3 wetten Data → Tycho Brahe Beweging van de planeten

4 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut4 De 3 wetten van Kepler De planeten bewegen om de zon op ellipsvormige banen. Hierbij bevindt de zon zich in één van de brandpunten van de ellips. De voerstraal tussen het middelpunt van de zon en het middelpunt van de planeet bestrijkt per tijdseenheid steeds een even groot oppervlak. Tussen de omlooptijd T van een planeet en de gemiddelde afstand r tussen de zon en de planeet bestaat de volgende betrekking:

5 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5 Kepler 3 wetten → goed kader → beweging van planeten rond de zon Geen uitleg Oorzaak? Kepler → interactie zon – planeet De planeten werden op een of andere manier “magnetisch” aangetrokken door de zon om te bewegen in hun ellipsvormige banen Kepler → interactie planeet – planeet

6 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut6 Newton Oorzaak – ellipsvormige beweging Bv. cirkelvormige beweging – maan rond aarde Cirkelvormige/ellipsvormige bewegingen – naar binnen gerichte kracht Centripetale of middelpuntzoekende kracht Oorzaak???

7 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut7 De appel Een appel kwam op zijn hoofd terecht terwijl hij in een boomgaard lag. Mythe of realiteit? Relatie tussen de oorzaak voor de bewegingen in de hemel en de oorzaak voor de bewegingen op de aarde Algemene gravitatiekracht

8 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut8 De maan Newton → bewijs → uitbreiding zwaartekracht van de aarde naar de hemel → effect zwaartekracht vermindert met de afstand

9 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut9 De universele gravitatiekracht Met G = gravitatieconstante

10 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut10 Cavendish De waarde van G is experimenteel bepaal door Lord Henry Cavendish. Het apparaat van Cavendish bestond uit een lichte, onbuigzame staaf (1,83 m) met aan de einden 2 metalen bollen. De staaf hing aan een draad.

11 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut11 Opdracht 1 Bepaal de gravitatiekracht tussen de aarde (m = 5.98 x kg) en een student met een massa van 70 kg. De student staat op zeeniveau op een afstand van 6.37 x 10 6 m van het midden van de aarde.

12 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut12 Opdracht 2 Bepaal de gravitatiekracht tussen de aarde (m = 5.98 x kg) en een student met een massa van 70 kg. De student zit in een vliegtuig op een hoogte van 10 km.

13 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut13 Conclusie 1 De student weegt minder in het vliegtuig dan op het aardoppervlak → F ~ 1/d 2 Verschil: 3 N → minder dan 1 % van het oorspronkelijke gewicht…???

14 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut14 Conclusie 2 F grav = m.g?

15 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut15 De waarde van g g = 9,81 m/s 2 g ≠ → aarde geen bol

16 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut16 Algemeen besluit Gravitationele interacties bestaan niet enkel tussen de aarde en andere voorwerpen, en niet enkel tussen de zon en andere planeten Gravitationele interacties bestaan tussen alle voorwerpen → Je zit hier op je stoel. Je bent gravitationeel aangetrokken tot je partner, tot je labotafel, … Newton zijn idee dat gravitatie universeel was, was revolutionair.

17 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut17 Voorbeeld Bereken de gravitatiekracht tussen: Voetbalspeler van 100 kg en de aarde (m = 5.98 x10 24 kg), afstand = 6.37 x 10 6 m Ballerina van 100 kg en de aarde (m = 5.98 x10 24 kg), afstand = 6.37 x 10 6 m 2 studenten van 70 kg, 1 m van elkaar verwijderd …

18 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut18 De beweging van planeten en satellieten

19 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut19 Inleiding Begin 1600 Johannes Kepler → analyseerde → 3 wetten Data → Tycho Brahe Beweging van de planeten Heliocentrisch wereldbeeld Kepler’s uitleg → niet meer geaccepteerd De wetten → correcte beschrijving van de beweging van een planeet of een satelliet

20 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut20 De 3 wetten van Kepler De planeten bewegen om de zon op ellipsvormige banen. Hierbij bevindt de zon zich in één van de brandpunten van de ellips. De voerstraal tussen het middelpunt van de zon en het middelpunt van de planeet bestrijkt per tijdseenheid steeds een even groot oppervlak. Tussen de omlooptijd T van een planeet en de gemiddelde afstand r tussen de zon en de planeet bestaat de volgende betrekking:

21 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut21 Eerste wet – de wet van ellipsen De planeten bewegen om de zon op ellipsvormige banen. Constructie ellips: Ellips → de som van de afstand van elk punt op de ellips tot de brandpunten is een constante (speciaal geval: cirkel) Alle planeten bewegen rond de zon in een baan die lijkt op een ellips met de zon op één van de brandpunten van de ellips.

22 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut22 Tweede wet – de wet van gelijke gebieden Beschrijft met welke snelheid een planeet terwijl ze in een baan rond de zon beweegt De snelheid verandert voortdurend Snelst → dichtbij de zon

23 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut23 Animatie – Tweede wet

24 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut24 Derde wet - de wet van harmonieën Vergelijkt de baanperiode en straal van baan van een planeet met die van andere planeten De verhouding van de omlooptijd T 2 van een planeet en de gemiddelde afstand r 3 tussen de zon en de planeet is dezelfde voor elke planeet PlaneetT (s)Gemiddelde afstand (m) T 2 /r 3 (s 2 /m 3 ) Aarde3.156 x x x Mars5.93 x x x

25 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut25 Opdracht Galileo ontdekte 4 manen rond Jupiter. Eén maan (Io) ligt 4.2 eenheden verwijderd van het midden van Jupiter. Io heeft een baanperiode van 1.8 dagen. Galileo mat dat Ganymede 10.7 units verwijderd was van het midden van Jupiter. Bereken de baanperiode van Ganymede.

26 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut26 Beweging van een satelliet Parkeerbaan Eerste kosmische snelheid Geostationaire baan

27 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut27 Geostationaire baan Steeds boven hetzelfde punt van het aardopp Draait rond met een periode van 24 h Hoe hoog bevindt de satelliet zich? T = s Maarde = 5.98x1024 kg Raarde= 6.37 x 106 m G = 6.67 x N m2/kg2

28 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut28 Gewichtloos Het gewicht van een lichaam is de grootte van de kracht die dit lichaam op zijn steun uitoefent. Lichaam in rust Vrij vallend lichaam Ruimtevaarder Verwar gewicht dus niet met zwaartekracht!

29 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut29 Toepassing

30 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut30

31 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut31 Fnet = m*a Fnet = 0 N Fnorm = Fgrav Fnorm = 500 N Fnet = m*a Fnet = 100 N, naar boven Fnorm > Fgrav  100 N Fnorm = 600 N

32 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut32 Fnet = m*a Fnet = 100 N, naar beneden Fnorm < Fgrav  100 N Fnorm = 400 N Fnet = m*a Fnet = 500 N, naar beneden Fnorm < Fgrav  500 N Fnorm = 0 N

33 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut33 Zwaarteveldsterkte Fz = m*g Ondersteunend voorwerp: g - N/kg Vrij vallend lichaam: g - m/s2


Download ppt "Broos Fonck Fysica Enkele bijzondere krachten. Broos Fonck Sint-Paulusinstituut2 De universele gravitatiekracht."

Verwante presentaties


Ads door Google