Laboratorium rotacji i rewolucji planet

Wszystkie planety naszego Układu Słonecznego obracają się wokół swoich osi i krążą po orbicie wokół Słońca. Słońce ma wystarczającą grawitację, aby wpływać na masę i pęd ciał planetarnych. Nawet księżyce planet mają własną energię rotacyjną i pozostają nieruchome na orbicie wokół swoich macierzystych planet z powodu przyciągania grawitacyjnego. Obrót i rewolucja odbywają się pod wpływem grawitacji, pędu odśrodkowego i kątowego i trwają od momentu powstania planet. Ćwiczenia laboratoryjne mogą zademonstrować siły i zachowanie planetarnego obrotu i obrotu.

Pochodzenie i formowanie się planet jest ważne, ponieważ rotacja i zachowanie orbitalne ewoluowały, gdy planety nabierały kształtu, zyskując masę powierzchniową i wagę. Planety zaczęły się jako akumulacja i zapadanie się gęstych międzygwiezdnych obłoków gazu i materiałów na poziomie atomowym. Nagromadzenie materiałów utworzyło małe planetoidy z materiału wirującego pierścienia. Im większa stała się masa, tym większa grawitacja i więcej materiału przechwycone przez protoplanety.

Słońce powstało poprzez zebranie większości międzygwiezdnych pyłów i gazów, co zapoczątkowało reakcję łańcuchową. Uformował się w gwiazdę, samowystarczalne dynamo jądrowe o ogromnej grawitacji. Planety przybrały kształt sferoid, ponieważ ich wewnętrzne jądra przyciągały i wychwytywały materię ze wszystkich kierunków. W pewnym momencie planety osiągnęły masę krytyczną i tak pozostały. Niektóre planety ciała stałego ukształtowały się, podczas gdy inne masy uformowały się w kuliste gazowe olbrzymy.

Dyski akrecyjne gazów i materii, z których zbudowane są planety, zaczynały się z powolną energią rotacji. W miarę jak zyskiwały masę, ich prędkość obrotowa drastycznie wzrosła i stopniowo stawała się coraz szybsza w miarę upływu miliardów lat. Obracając się, padły pod wpływem przytłaczającego słońca przyciąganie grawitacyjne. Ponadto materiał, który nie został przechwycony przez planety, pozostawał na orbicie wokół nich z powodu momentu pędu i przyciągania grawitacyjnego. Te mniejsze masy stały się księżycami. W pewnym sensie księżyce krążą wokół Słońca jak planety, ale tylko z powodu przyciągania i grawitacyjnego połączenia z ich macierzystymi planetami.

Wszystkie planety krążą wokół Słońca w systematycznym porządku w tym samym ogólnym kierunku i płaszczyźnie, z wyjątkiem perturbacji i małych fluktuacji. Neptun, Jowisz, Uran i Saturn obracają się szybciej na swoich osiach, ponieważ zawierają większość momentu pędu Układu Słonecznego. Słońce wykonuje jeden obrót raz w miesiącu, podczas gdy obrót planet wokół ich osi jest różny. Wenus i Uran obracają się wokół swoich osi w przeciwnym kierunku, w przeciwieństwie do innych planet. Odwrotną rotację Wenus i Urana przypisuje się zderzeniom w późnym okresie ich powstawania.

Czterech uczniów można ustawić plecami do siebie w kręgu, trzymając latarki skierowane na zewnątrz. Zewnętrzne świecące światło reprezentuje słońce. Reszta uczniów może utworzyć zewnętrzny krąg wokół Słońca w różnych odległościach. Uczniowie mogą spacerować po tym, co demonstruje rewolucję. Obracanie się ucznia w kółko podczas chodzenia wokół słońca pokaże znaczenie rotacji.

Para uczniów może reprezentować Ziemię i Księżyc. Ziemia może pozostać nieruchoma i obracać się, podczas gdy Księżyc krąży wokół Ziemi. Kiedy obaj uczniowie poruszają się wokół Słońca, demonstruje to dwa ciała w ruchu obrotowym, mimo że są one od siebie niezależne. Rezultatem jest połączony obrót i obrót ciała macierzystego i księżyca. Można podjąć dyskusję na temat tego samego zachowania z największymi planetami, Saturnem i Jowiszem, które mają wiele księżyców.

Zademonstruj, że światło, reprezentowane przez czterech uczniów, jak w części 5, świeci na zewnątrz, uderzając w twarz obracających się planet, ale gdy planety obracają się, tylko część ich sfer otrzymuje bezpośrednie światło dla określonego Ilość czasu. Powierzchnia planety otrzymująca światło słoneczne jest znana jako „dzień”. Ponadto, jeśli wszystkie latarki reprezentujące słońce są wyłączone, oznacza to, że planety są naprawdę oświetlone przez słońce i nie mają wewnętrznego światła źródło.

Przechylając nadmuchiwaną kulę o około 23,5 stopnia, można pokazać uczniom, że Ziemia nie obraca się wokół własnej osi prosto w górę iw dół. Nachylenie Ziemi umożliwia pory roku. Wyjaśnienie można podać dla każdej z pozostałych planet, które mają różne nachylenia. Kiedy wszyscy uczniowie poruszają się wokół Słońca, obracając się powoli, pokazuje to, że wszystkie planety pozostają w ciągłym ruchu przez cały czas. Żadna z planet ani księżyców nie pozostaje nieruchoma, z wyjątkiem słońca.