Laboratórium rotácie a revolúcie planét

Planéty našej slnečnej sústavy sa všetky otáčajú okolo svojich osí a otáčajú sa okolo obežnej dráhy okolo Slnka. Slnko má dostatočnú gravitáciu na ovplyvnenie hmotnosti a hybnosti planetárnych telies. Aj mesiace planéty majú svoju vlastnú rotačnú energiu a kvôli gravitačnému ťahu zostávajú fixované na obežnej dráhe okolo svojich materských planét. Rotácia a revolúcia prebiehajú kvôli gravitácii, odstredivému a momentu hybnosti a prebiehajú od vzniku planét. Laboratórne činnosti môžu demonštrovať sily a správanie rotácie a revolúcie planét.

Pôvod a formovanie planéty je dôležité, pretože rotácia a orbitálne správanie sa vyvinuli, keď sa planéty formovali a získavali povrchovú hmotu a váhu. Planéty začali hromadením a zrútením hustých medzihviezdnych mrakov plynu a materiálov na atómovej úrovni. Akrécia materiálov tvorila malé planétky z materiálu zvlákňovacieho krúžku. Čím väčšia bola hmotnosť, tým väčšia bola gravitácia a tým viac materiálu zachytili protoplanéty.

Slnko vzniklo zhromaždením najviac medzihviezdneho prachu a plynov, ktoré spustili jadrovú reťazovú reakciu. Sformovala sa do hviezdy, sebestačného jadrového dynama s nesmiernou gravitáciou. Planéty nadobudli tvar sféroidov, pretože ich vnútorné jadrá priťahovali a zachytávali materiál zo všetkých smerov. V určitom okamihu planéty dosiahli kritické množstvo a zostali tak. Niektoré planéty tuhého tela nadobudli tvar, zatiaľ čo iné hmoty sa formovali do sférických plynných obrov.

Akrečné disky plynov a materiálu, ktoré tvorili planéty, začali energiou pomalej rotácie. Keď získavali hmotu, ich rotačná rýchlosť sa dramaticky zvyšovala a postupne sa zvyšovala s pribúdajúcimi miliardami rokov. Keď sa otáčali, padali pod vplyvom ohromujúceho slnka gravitačný ťah. Okrem toho materiál, ktorý nezachytili planéty, zostal na obežnej dráhe okolo nich kvôli momentu hybnosti a gravitačnému ťahu. Tieto menšie masy sa stali mesiacmi. V určitom zmysle obiehajú mesiace okolo Slnka ako planéty, ale len kvôli ich príťažlivosti a gravitačnému zámku s ich materskými planétami.

Všetky planéty sa otáčajú okolo Slnka v systematickom poradí v rovnakom všeobecnom smere a rovine, s výnimkou odchýlok a malých výkyvov. Neptún, Jupiter, Urán a Saturn sa točia rýchlejšie na svojich osiach, pretože obsahujú väčšinu hybnosti slnečnej sústavy. Slnko robí jednu rotáciu raz za mesiac, zatiaľ čo rotácia planét okolo ich osí sa líši. Venuša a Urán sa na rozdiel od ostatných planét otáčajú okolo svojich osí v opačnom smere. Opačná rotácia Venuše a Uránu bola pripísaná zrážkam neskoro v ich formovaní.

Štyroch študentov je možné umiestniť dozadu do kruhu v kruhu a držať baterky smerujúce von. Vonkajšie žiariace svetlo predstavuje slnko. Zvyšok študentov môže okolo Slnka vytvoriť vonkajší kruh v rôznych vzdialenostiach. Študenti sa môžu poprechádzať, čo demonštruje revolúciu. To, že sa študent bude otáčať v kruhu pri chôdzi okolo slnka, ukáže význam rotácie.

Dvojica študentov môže predstavovať Zem a Mesiac. Zem môže zostať fixovaná a rotovať, zatiaľ čo sa Mesiac krúti okolo Zeme. Keď sa obaja študenti pohybujú okolo slnka, demonštruje to revolúciu dvoch tiel, aj keď sú na sebe nezávislé. Výsledkom je kombinovaná revolúcia a rotácia materského tela a mesiaca. Možno viesť diskusiu o rovnakom správaní s najväčšími planétami Saturn a Jupiter, ktoré majú viac mesiacov.

Preukázať, že svetlo reprezentované štyrmi študentmi ako v oddiele 5, svieti smerom von a zasahuje tvár otáčajúce sa planéty, ale to, že keď sa planéty otáčajú, iba časť ich gúľ prijíma priame svetlo pre konkrétnu planétu množstvo času. Povrch planéty prijímajúci slnečné svetlo je známy ako „deň“. Tiež, ak sú všetky baterky, ktoré predstavujú slnko sú vypnuté, ukazuje to, že planéty sú skutočne osvetlené slnkom a nemajú vnútorné svetlo zdroj.

Naklonením nafukovacieho glóbusu o približne 23,5 stupňa je možné študentom preukázať, že Zem sa netočí okolo svojej osi priamo hore a dole. Naklonenie Zeme umožňuje ročné obdobia. Vysvetlenie je možné poskytnúť pre každú z ďalších planét, ktoré majú rôzne odlišné sklony. Keď sa všetci študenti pohybujú okolo slnka a pomaly sa otáčajú, ukazuje to, že všetky planéty sú neustále v neustálom pohybe. Žiadna z planét ani mesiacov nezostane stáť, okrem slnka.