Hvorfor er gravitasjon lett å gjøre feil i?
Gravitasjon i Fysikk 1 virker ofte enkelt i starten: ting faller ned, jorda trekker på oss, og tyngden er mg. Men når oppgavene går videre til satellitter, gravitasjonsfelt, inverse kvadratlover og avstand fra jordas sentrum, blir temaet mer krevende. Mange feil skyldes ikke at eleven ikke kan formelen, men at formelen brukes i feil modell.
I LK20 skal elever kunne bruke og vurdere modeller. Det betyr at du ikke bare skal sette tall inn i en formel. Du må vite når formelen passer, hvilke antakelser den bygger på, og hva svaret betyr fysisk. Denne feilguiden viser de vanligste feilene i gravitasjon og hvordan du unngår dem. Bruk den sammen med `/ressursbank/artikler/viktige-begreper-om-gravitasjon`, `/ressursbank/artikler/forskjellen-pa-gravitasjon-og-beslektede-temaer` og `/ressursbank/artikler/hvordan-ove-til-prove-i-gravitasjon`.
Feil 1: Å blande masse og tyngde
Den vanligste feilen er å bruke masse og tyngde som om de var det samme. Masse måles i kilogram, mens tyngde er en kraft og måles i newton. En person med masse 70 kg har ikke tyngde 70 N på jorda. Tyngden er omtrent 70 · 9,81 N = 687 N.
Dette blir ekstra viktig når du sammenligner jorda og månen. Massen til personen er den samme, men tyngden er mindre på månen fordi gravitasjonsfeltet er svakere. Hvis du skriver at massen blir mindre på månen, blander du begrepene. Riktig formulering er at tyngden blir mindre, mens massen er uendret.
Feil 2: Å bruke g = 9,81 overalt
Nær jordoverflaten kan vi ofte bruke g = 9,81 m/s². Men denne verdien gjelder ikke overalt i universet. På månen er g mye mindre, og langt fra jorda blir jordas gravitasjonsfelt svakere. I satellittoppgaver må du ofte beregne g med formelen
g = GM/r²
Dersom du bruker 9,81 m/s² for en satellitt langt over jordoverflaten, overvurderer du gravitasjonskraften. En god regel er: Bruk mg når oppgaven handler om bevegelse nær jordoverflaten. Bruk gravitasjonsloven eller feltformelen når avstanden til en planet eller stjerne varierer vesentlig.
Feil 3: Å bruke feil avstand r
I Newtons gravitasjonslov er r avstanden mellom massesentrene:
F = Gm₁m₂/r²
Mange elever bruker høyden over jordoverflaten som r. Det er feil. Hvis en satellitt er 400 km over jordoverflaten, er avstanden fra jordas sentrum omtrent jordradius + 400 km. Siden jordradius er ca. 6370 km, er r omtrent 6770 km, ikke 400 km.