Muntlig-praktisk – Sirkelbevegelse og gravitasjon

Muntlig-praktisk i sirkelbevegelse og gravitasjon for Fysikk 2: fagsamtale, forsøk og oppfølgingsspørsmål med svar.

Forsøk du kan bli bedt om å gjøre

Sving et lodd i en snor gjennom et rør, mål omløpstiden for ulike radier med et kjent motlodd som holder strekket omtrent konstant, og undersøk sammenhengen mellom v, r og kraft. Poenget sensor ser etter er at du kan navngi hvilken virkelig kraft som er sentripetalkraften.

Er sentripetalkraft en egen kraft?

Svar: Nei. Det er en rolle, ikke en ekstra kraft. I frilegemediagrammet tegner du bare de virkelige kreftene — snorstrekk, tyngde, normalkraft, friksjon — og radialkomponenten av summen gir m·v²/r ved jevn sirkelbevegelse.

Hvorfor er astronauter vektløse i bane?

Svar: Ikke fordi tyngdekraften er borte — i lav bane er den fortsatt stor. De er i fritt fall sammen med romstasjonen. Fordi både astronaut og romstasjon faller med omtrent samme akselerasjon, blir kontaktkraften svært liten, og det oppleves som vektløshet.

Hva sier Keplers tredje lov?

Svar: At T²/r³ er den samme for alle satellitter i sirkulære baner rundt samme sentrallegeme i Newton-modellen. Den følger av at gravitasjonen leverer sentripetalkraften: GMm/r² = m·4π²r/T².

Slik løfter du karakteren

Navngi alltid hvilken fysisk kraft som spiller rollen som sentripetalkraft i den konkrete situasjonen. Utled Keplers tredje lov fra gravitasjonsloven i stedet for å sitere den. Og forklar vektløshet som fritt fall og svært liten kontaktkraft.

Spørsmål du bør forberede

Hva er sentripetalkraften for en løper i sving, en bil i rundkjøring og en satellitt? Hvorfor faller månen mot jorda uten å treffe den? Hva er unnslipningsfart? Hvordan utleder du Keplers tredje lov? Og hvorfor må en geostasjonær satellitt ligge over ekvator og ikke over Oslo?