FIZIKA - astronomija

[DANICA]

Vprašanje iz Preizkusa znanja pri fiziki v 9. razredu OŠ:
Ali bi bila višina človeka na vseh planetih našega osončja enaka? Obkroži pravilni odgovor ( DA, NE) in ga utemelji.
Lepo prosim za odgovor in hvala.
Danica

[derik]

According to NASA, most astronauts grow about 2 inches while they're in space because the reduced gravity causes the fluid between vertebrae to expand. They lose the height within 10 days of returning to Earth's crushing gravity. Because of the growth, NASA uses space suits that have extra room to accommodate the additional height.

[vojko]

Vprašanje iz Preizkusa znanja pri fiziki v 9. razredu OŠ:
Ali bi bila višina človeka na vseh planetih našega osončja enaka? Obkroži pravilni odgovor ( DA, NE) in ga utemelji.
Lepo prosim za odgovor in hvala.
Danica

Mislim, da odgovor, ki ga je dal derik ne zadene bistva, kajti astronavti so bili v breztežnostnem prostoru. Bistvo je sila gravitacije (g) na posameznem planetu. Višina je obratno sorazmerna (iz očitnih razlogov) s silo gravitacije.
Pravilni odgovor je torej NE.

[DANICA]

Vesela sem vašega odgovora, da se lahko na koga obrnemo,...
Hkrati pa vas lepo prosim za dodatno nekoliko širšo pojasnilo, da bo le to bližje osnovnošolcu in tudi meni.
Razumem, da je teža drugačna zaradi gravitacije glede na velikost posameznega nebesnega telesa. Da pa se tudi višina človeka spreminja pa težje razumem. Nisem zasledila, da bi bili astronavti na luni nižji, višji,... zanimivo.
Lepo prosim za razlago za osnovnošolca. HVALA.
Danica

[derik]

Kadar stojimo, teža stiska hrbtenico, tako da se ta skrči in smo manjši. Kadar ležimo, pa ni več sile v smeri hrbtenice, zato se ta raztegne. Zjutraj smo višji kot zvečer. Kdor ne verjame, naj izmeri. Če imamo ves dan na hrbtu težak nahrbnik in s tem simuliramo večjo težo na nekem planetu, predpostavljam, da se bo hrbtenica malo bolj stisnila. Nisem pa poskusil. Obratno, če je na planetu manjša teža, bo hrbtenica zaradi manjše obremenitve malo daljša in bomo višji.

[DANICA]

Hvala za odgovor in osvetlitev dejstev.

Kako naj to ve osnovnošolec, glede na vsebino v pripravljeni literaturi in ni astronomija njegova primarna veda.
Lep pozdrav. Danica

[derik]

Kako naj to ve osnovnošolec, glede na vsebino v pripravljeni literaturi in ni astronomija njegova primarna veda.

Tako, kot si to ti naredila: poišče odgovor, potem pa ve.

[DANICA]

HVALA. Še dobro, da imamo splet.
Lepe praznike in vse dobro v Novem letu.
Danica

[vojko]

Kadar stojimo, teža stiska hrbtenico, tako da se ta skrči in smo manjši. Kadar ležimo, pa ni več sile v smeri hrbtenice, zato se ta raztegne. Zjutraj smo višji kot zvečer. Kdor ne verjame, naj izmeri. Če imamo ves dan na hrbtu težak nahrbnik in s tem simuliramo večjo težo na nekem planetu, predpostavljam, da se bo hrbtenica malo bolj stisnila. Nisem pa poskusil. Obratno, če je na planetu manjša teža, bo hrbtenica zaradi manjše obremenitve malo daljša in bomo višji.

To je pa povsem korektna razlaga.

[shrink]

Kadar stojimo, teža stiska hrbtenico, tako da se ta skrči in smo manjši. Kadar ležimo, pa ni več sile v smeri hrbtenice, zato se ta raztegne. Zjutraj smo višji kot zvečer. Kdor ne verjame, naj izmeri. Če imamo ves dan na hrbtu težak nahrbnik in s tem simuliramo večjo težo na nekem planetu, predpostavljam, da se bo hrbtenica malo bolj stisnila. Nisem pa poskusil. Obratno, če je na planetu manjša teža, bo hrbtenica zaradi manjše obremenitve malo daljša in bomo višji.

Kako pa si potem razlagaš znan primer padajočega astronavta, ki ga plimske sile zaradi gravitacijskega polja črne luknje najprej raztegnejo v "špaget", nato pa raztržejo?

Dejansko je pomemben gradient gravitacijske sile (t.j. sprememba gravitacije na enoto dolžine): večji kot je gradient, bolj se telo raztegne v smeri gradienta, in obratno. Posledično so tvoje gornje ugotovitve napačne, primer z nahrbtnikom pa je slaba analogija delovanja večje gravitacije, saj gravitacija ne deluje samo v eni točki telesa.

Kvantitativno lahko vpliv gravitacije na višino človeka ocenimo s to enačbo:

\(\displaystyle F = \frac{G M m l}{4 R^3}\)

ki pomeni natezno silo \(F\), ki deluje na središče palice dolžine \(l\) in mase \(m\) zaradi plimskih sil kot posledice gravitacijskega polja sferičnega masivnega telesa mase \(M\) na razdalji \(R\).

Za človeka npr. mase \(m=70\mathrm{~kg}\) in višine \(l=1.7\mathrm{~m}\) je natezna sila na Zemlji (\(GM=3.986 \cdot 10^{14}\mathrm{~m^3/s^2}\), \(R=6.371\cdot 10^{6}\mathrm{~m}\)):

\(F\approx 46\mathrm{~\mu N}\)

na Jupitru pa (\(GM=1.267 \cdot 10^{17}\mathrm{~m^3/s^2}\), \(R=70\cdot 10^{6}\mathrm{~m}\)):

\(F\approx 11\mathrm{~\mu N}\)

in je torej celo manjša kot na Zemlji, zato na Jupitru plimske sile manj "raztegujejo" človeka oz. palico.

[vojko]

Kadar stojimo, teža stiska hrbtenico, tako da se ta skrči in smo manjši. Kadar ležimo, pa ni več sile v smeri hrbtenice, zato se ta raztegne. Zjutraj smo višji kot zvečer. Kdor ne verjame, naj izmeri. Če imamo ves dan na hrbtu težak nahrbnik in s tem simuliramo večjo težo na nekem planetu, predpostavljam, da se bo hrbtenica malo bolj stisnila. Nisem pa poskusil. Obratno, če je na planetu manjša teža, bo hrbtenica zaradi manjše obremenitve malo daljša in bomo višji.

Kako pa si potem razlagaš znan primer padajočega astronavta, ki ga plimske sile zaradi gravitacijskega polja črne luknje najprej raztegnejo v "špaget", nato pa raztržejo?

Dejansko je pomemben gradient gravitacijske sile (t.j. sprememba gravitacije na enoto dolžine): večji kot je gradient, bolj se telo raztegne v smeri gradienta, in obratno. Posledično so tvoje gornje ugotovitve napačne, primer z nahrbtnikom pa je slaba analogija delovanja večje gravitacije, saj gravitacija ne deluje samo v eni točki telesa.

Kvantitativno lahko vpliv gravitacije na višino človeka ocenimo s to enačbo:

\(\displaystyle F = \frac{G M m l}{4 R^3}\)

ki pomeni natezno silo \(F\), ki deluje na središče palice dolžine \(l\) in mase \(m\) zaradi plimskih sil kot posledice gravitacijskega polja sferičnega masivnega telesa mase \(M\) na razdalji \(R\).

Za človeka npr. mase \(m=70\mathrm{~kg}\) in višine \(l=1.7\mathrm{~m}\) je natezna sila na Zemlji (\(GM=3.986 \cdot 10^{14}\mathrm{~m^3/s^2}\), \(R=6.371\cdot 10^{6}\mathrm{~m}\)):

\(F\approx 46\mathrm{~\mu N}\)

na Jupitru pa (\(GM=1.267 \cdot 10^{17}\mathrm{~m^3/s^2}\), \(R=70\cdot 10^{6}\mathrm{~m}\)):

\(F\approx 11\mathrm{~\mu N}\)

in je torej celo manjša kot na Zemlji, zato na Jupitru plimske sile manj "raztegujejo" človeka oz. palico.

Shrink, mislim, da gospa ni imela v mislih 'padajočega astronavta', ampak človeka na planetih z različno gravitacijo. Tudi bi bila za osnovnošolca tvoja razlaga z Weylovin tenzorjem (če sem te prav razumel) daleč, daleč pretežka (po moje je niti učitelj ne bi razumel ), čeprav je seveda teoretično pravilna.

Vprašanje je bilo zelo določno: 'Ali bi bila višina človeka na vseh planetih našega osončja enaka'? Z derikom sva odgovorila NE (iz razlogov, ki jih je navedel), pa ti tudi, le da si ti stvari pojasnil globlje, z zelo zahtevno razlago plimnega učinka (Weylov tenzor) zaradi različnega gravitacijskega gradienta (ki po mojem vedenju povzročajo tudi t.i. 'špagetifikacijo' teles, ki padajo v črno luknjo).

[derik]

Kadar stojimo, teža stiska hrbtenico, tako da se ta skrči in smo manjši. Kadar ležimo, pa ni več sile v smeri hrbtenice, zato se ta raztegne. Zjutraj smo višji kot zvečer. Kdor ne verjame, naj izmeri. Če imamo ves dan na hrbtu težak nahrbnik in s tem simuliramo večjo težo na nekem planetu, predpostavljam, da se bo hrbtenica malo bolj stisnila. Nisem pa poskusil. Obratno, če je na planetu manjša teža, bo hrbtenica zaradi manjše obremenitve malo daljša in bomo višji.

Kako pa si potem razlagaš znan primer padajočega astronavta, ki ga plimske sile zaradi gravitacijskega polja črne luknje najprej raztegnejo v "špaget", nato pa raztržejo?

Dejansko je pomemben gradient gravitacijske sile (t.j. sprememba gravitacije na enoto dolžine): večji kot je gradient, bolj se telo raztegne v smeri gradienta, in obratno. Posledično so tvoje gornje ugotovitve napačne, primer z nahrbtnikom pa je slaba analogija delovanja večje gravitacije, saj gravitacija ne deluje samo v eni točki telesa.

Kvantitativno lahko vpliv gravitacije na višino človeka ocenimo s to enačbo:

\(\displaystyle F = \frac{G M m l}{4 R^3}\)

ki pomeni natezno silo \(F\), ki deluje na središče palice dolžine \(l\) in mase \(m\) zaradi plimskih sil kot posledice gravitacijskega polja sferičnega masivnega telesa mase \(M\) na razdalji \(R\).

Za človeka npr. mase \(m=70\mathrm{~kg}\) in višine \(l=1.7\mathrm{~m}\) je natezna sila na Zemlji (\(GM=3.986 \cdot 10^{14}\mathrm{~m^3/s^2}\), \(R=6.371\cdot 10^{6}\mathrm{~m}\)):

\(F\approx 46\mathrm{~\mu N}\)

na Jupitru pa (\(GM=1.267 \cdot 10^{17}\mathrm{~m^3/s^2}\), \(R=70\cdot 10^{6}\mathrm{~m}\)):

\(F\approx 11\mathrm{~\mu N}\)

in je torej celo manjša kot na Zemlji, zato na Jupitru plimske sile manj "raztegujejo" človeka oz. palico.

Fiziološke lastnosti hrbtenice so pač take, da se pod težo telesa stiska in posledično krajša. Te sile, ki jih omenjaš, so videti v primeri s celotno težo telesa zanemarljive. Če je teža telesa na Marsu za 62% manjša kot na Zemlji, je to kar za nekaj sto N razlike.

[shrink]

Shrink, mislim, da gospa ni imela v mislih 'padajočega astronavta', ampak človeka na planetih z različno gravitacijo.

Saj je isto: gravitacijo tako črne luknje kot planeta opisujejo iste enačbe.

Fiziološke lastnosti hrbtenice so pač take, da se pod težo telesa stiska in posledično krajša. Te sile, ki jih omenjaš, so videti v primeri s celotno težo telesa zanemarljive. Če je teža telesa na Marsu za 62% manjša kot na Zemlji, je to kar za nekaj sto N razlike.

Ne, če človek ni podprt, kar sem sam predpostavljal. Drugače pa se tudi podprta jeklena palica stiska pod lastno težo in doživi skrček, ampak dvomim, da je OŠ učitelj(ica) imel(a) v mislih deformacije teles zaradi lastne teže.

[derik]

Mora biti podprt, ker sicer bo na tla padel. Razen, če kroži v orbiti, ampak takrat pa sploh ni na planetu.

[shrink]

Mora biti podprt, ker sicer bo na tla padel. Razen, če kroži v orbiti, ampak takrat pa sploh ni na planetu.

In če človek skoči, potem ni več na planetu? Ne, ni treba, da je podprt, saj ima enako težo tako podprt, kot nepodprt (na enaki razdalji od središča gravitacijskega izvora).