Szóbeli VII. Gravitáció, csillagászat

VII. Gravitáció, csillagászat

19. A gravitációs mező – gravitációs kölcsönhatás

Témakör
Gravitációs mező, bolygók mozgása
Elmélet:
Gravitációs erőtörvény, a Föld nehézségi erőtere, g változása és ennek oka, Föld-Hold rendszer mozgása, holdfázisok, holdfogyatkozás, napfogyatkozás magyarázata, bolygók mozgását leíró Kepler törvények

Feladat:
A gravitációs gyorsulás értékének meghatározása fonálinga lengésidejének mérésével – elvégzendő kísérlet

Szükséges eszközök:
Fonálinga: legalább 30–40 cm hosszú fonálon kisméretű nehezék; stopperóra; mérőszalag; állvány.

A kísérlet leírása:
A fonálingát rögzítse az állványra, majd mérje meg a zsinór hosszát és jegyezze le! Kis kitérítéssel hozza az ingát lengésbe! Ügyeljen arra, hogy az inga maximális kitérése 20 foknál ne legyen nagyobb! Tíz lengés idejét stopperrel lemérve határozza meg az inga periódusidejét! Mérését ismételje meg még legalább négyszer! A mérést végezze el úgy is, hogy az inga hosszát megváltoztatja – az új hosszal történő mérést is legalább ötször végezze el!

b)
Hasonlítsa össze a gravitációs mezőt a többi mezővel, és ismertesse legfőbb jellemzőit!
• Kísérlet: Mérje meg a nehézségi gyorsulást fonálinga segítségével!
• Határozza meg, és tegyen különbséget az ugyanarra a testre vonatkozó gravitációs erő, nehézségi erő, súly és a nyugalomban levő testet tartó erő között!
• Mutassa meg a kapcsolatot a helyzeti energia és a gravitációs mező energiájának megvál¬tozása között egy test emelése esetén!
• Számítsa ki az 1 kg tömegű testet érő nehézségi erőt, ha a test a Föld közvetlen közelé¬ben nyugalomban van, és ha szabadon esik!
• Ismertesse Eötvös Loránd kutatási eredményeit a gravitációs mezővel kapcsolatban!
Kísérleti eszközök: Bunsen-állvány, befogó „dió”, rövid fémrúd, zsineg, ólomnehezék, stopper.

A részfeladatok megnevezése	Adható pontok	Adott pontszám
A gravitációs mező és a többi mező összehasonlítása.	7
A gravitációs mező legfőbb jellemzői.	5 x 2
A kísérlet elvégzése és az eredmény ismertetése.	7
A négy erő meghatározása és megkülönböztetése.	4 x 4
A helyzeti energia és a gravitációs mező energiaváltozásának kapcsolata.	7
A feladat megoldása és elemzése.	3
Eötvös munkásságának ismertetése.	5
A felelet kifejtési módja.	5
Összesen	60

20. A Merkúr és a Vénusz összehasonlítása

Témakör
Nap és Naprendszer jellemzése

Elmélet:
a) A Naprendszer megismerése:
Heliocentrikus világkép felfedezése, a Naprendszert összetartó erőtörvény,
b) A Naprendszer felépítése:
a Naprendszer összetétele, a bolygók rendszerezése,
Az égitestek mozgása:
bolygók, holdak, üstükösök mozgása, Kepler törvényei.

Feladat:
A Merkúrra és a Vénuszra vonatkozó táblázati adatok elemzése, összehasonlítása – adatelemzés

		Merkúr	Vénusz
1.	Közepes naptávolság	57,9 millió km	108,2 millió km
2.	Tömeg	0,055 földtömeg	0,815 földtömeg
3.	Egyenlítői átmérő	4 878 km	12 102 km
4.	Sűrűség	5,427 g/cm³	5,204 g/cm³
5.	Felszíni gravitációs gyorsulás	3,701 m/s²	8,87 m/s²
6.	Szökési sebesség	4,25 km/s	10,36 km/s
7.	Legmagasabb hőmérséklet	430 °C	470 °C
8.	Legalacsonyabb hőmérséklet	−170 °C	420 °C
9.	Légköri nyomás a felszínen	~ 0 Pa	~ 9 000 000 Pa

A feladat leírása:
Tanulmányozza a Merkúrra és a Vénuszra vonatkozó adatokat! Mit jelentenek a táblázatban megadott fogalmak? Hasonlítsa össze az adatokat a két bolygó esetében, és értelmezze az eltérések okát a táblázatban található adatok felhasználásával!

A részfeladatok megnevezése	Adható pontok	Adott pontszám
A bolygók elnevezésének értelmezése	7
A Földdel való összevetés	7
A bolygók elhelyezkedése, keringési ideje	6
Tömeg, térfogat, sűrűség vizsgálata	7
Felszíni gravitáció és a szökési sebesség összehasonlítása	5
Hőmérséklet és nyomás a légkörben	7
A Föld lehetséges sorsa	5
A Merkur és a Vénusz tanulmányozásának története	6
Kepler munkásságának ismertetése.	5
A felelet kifejtési módja.	5
Összesen	60