Wyznaczanie zależności pomiędzy energią uderzenia meteorytu a
Transkrypt
Wyznaczanie zależności pomiędzy energią uderzenia meteorytu a
Wyznaczanie zależności pomiędzy energią uderzenia meteorytu a średnicą krateru Metodami domowymi przeprowadzimy eksperyment, który pozwoli wyznaczyć zależność między energią (E) meteorytu/planetoidy a rozmiarem krateru (D) powstającego przy zderzeniu z tymi ciałami. Powierzchnię ciała uderzanego (np. planety) będziemy symulować pojemnikiem z drobnoziarnistą substancją. Ciałem uderzającym, „meteorytem”, może być np. kilkucentymetrowy kamień. Schemat wykonywania doświadczenia jest następujący: Znajdujemy 3 „meteoryty” wyraźnie różniące się masą, ale nie przekraczające około 10 cm średnicy. „Meteoryty” powinny być w miarę okrągłe (dlaczego?). Wyznaczamy masę „meteorytów” na wadze. Każdy z „meteorytów” zrzucamy do pojemnika z piachem z kilku różnych wysokości. Do zwiększenia zakresu wysokości możemy wykorzystać krzesło lub drabinę. Przy każdym zrzucie zapisujemy wysokości zrzutu i średnicę powstałego krateru. Dla każdego pomiaru wyznaczamy energię potencjalną grawitacyjną E ze wzoru E=mgh, gdzie: m – masa „meteorytu”, g – przyspieszenie ziemskie 9.81 m/s2, h – wysokość zrzutu. W jakich jednostkach powinny być wyrażone m i h? Mając energię E i odpowiadającą jej średnicę krateru D, przygotowujemy wykres log(E) vs. log(D). Do naszych punktów obserwacyjnych na wykresie dopasowujemy linię prostą i wyznaczmy jej parametry a i b [log(E) = alog(D) + b]. Po wyznaczeniu tej linii prostej spróbujmy sprawdzić czy nasze dopasowanie dobrze przewiduje energię uderzenia prawdziwych meteorytów i planetoid na podstawie pomiarów średnicy kraterów. Tego sprawdzenia można dokonać na kraterze Barringera w Arizonie. Jego średnica wynosi 1200 m a energię ciała, które go uformowało szacuje się na 1018 – 1020J. Co może mieć wpływ na niedokładności w pomiarach i w otrzymanym wyniku? Jakie inne czynniki, oprócz energii E, mogą wpływać na średnicę D? miejsce na notatki i obliczenia „meteoryt” 1 (masa ………….….….) wysokość zrzutu h średnica krateru D log D energia potencjalna E log E log D energia potencjalna E log E log D energia potencjalna E log E „meteoryt” 2 (masa ………….….….) wysokość zrzutu h średnica krateru D „meteoryt” 3 (masa ………….….….) wysokość zrzutu h średnica krateru D