Krökta rumtiden
 
Roliga och enkla experiment för barn och vuxna.

Krökta rumtiden

Rymden
Vad är egentligen gravitation? Dags för lite relativitetsteori i detta experiment om omloppsbanor.
Gilla: Dela:

Film

Det här behöver du

  • 1 st stor kastrull
  • Plastfolie
  • Tejp
  • 1 st nål
  • 1 st tung kula eller boll (eller annat tungt och litet föremål)
  • 1 st lätt kula eller boll

Steg 1

Spänn plastfolie över kastrullen. Se till så att det inte finns några skrynklor på ytan. Håll plastfolien spänd och tejpa fast dess kanter på kastrullens utsida.

Steg 2

Stick två-tre hål i plastfolien med nålen (detta så att luft kan pysa ut där igenom).

Steg 3

Lägg den tunga kulan mitt i plastfolien. Tryck ner den så att en tratt bildas i plastfolien.

Steg 4

Sätt den lätta kulan i rullning runt den stora. Se hur den beter sig som om den befinner sig i omloppsbana (innan friktionen gör att den saktar ner och ”kraschar” in i den stora kulan). Det brukar bli bättre om du trycker ner den stora kulan samtidigt, så att tratten blir djupare.

Kort förklaring

Plastfolien fungerar i denna undersökning som rumtiden - den ”väv” som genomsyrar hela universum. Varje kropp med massa kröker rumtiden och får andra kroppar att röra sig i den krökning (”tratt”) som bildas. Det är så månen hålls i omloppsbana runt jorden och det är så jorden hålls i omloppsbana runt solen.

Lång förklaring

Innan 1916 var det en gåta hur gravitationen fungerar. Varför håller solen kvar jorden i omloppsbana och varför håller jorden kvar oss människor på marken? Man visste att gravitationen fanns, men hur fungerade den egentligen? Solen och jorden verkade ju inte på något sätt vara i kontakt med varandra. Hur förmedlades gravitationen?

Einstein gav lösningen i sin allmänna relativitetsteori. Universum består av fyra dimensioner - de tre rumsdimensionerna (upp-ner, höger-vänster, framåt-bakåt) samt dimensionen tid - vilka är sammanflätade i vad som kallas rumtiden. Jorden, liksom allt annat med massa, kröker rumtiden. Det är väldigt svårt, eller kanske omöjligt för den mänskliga hjärnan, att föreställa sig denna krökning. Men i denna undersökning liknas den fyrdimensionella rumtiden med den tvådimensionella ytan hos plastfolien, och vi får en idé av hur det fungerar. Egentligen sker ingen större krökning av tiden hos jorden - denna är först märkbar vid mer extrema tillfällen, såsom vid svarta hål eller strax efter Big Bang - så den tvådimensionella plastfolien kan snarare liknas med det tredimensionella rummet, något som ju inte är helt främmande för oss.

Om du tittar rakt ovanifrån på plastfolien ser du inte att den är krökt runt den stora kulan. Men ändå rör sig den lilla kulan i omloppsbana. Precis så är det i verkligheten. Rummet är krökt runt solen även fast vi inte ser det, och jorden rör sig runt, runt i denna tratt. Jorden saktar dock inte ner som den lilla kulan gör, och det beror på att det inte finns någon friktion i rymden, vilket det däremot gör mellan kulan och plastfolien.

Experimentera

För att göra denna undersökning till ett experiment kan du försöka besvara någon av nedanstående frågor. Glöm inte att förklara resultatet. Du kan även försöka svara på frågorna genom att diskutera i stället för att experimentera.
  1. Låtsas att den stora kulan är jorden och den lilla är en asteroid.
    1. Vad händer med rumtidens krökning om jorden skulle få större massa (du kan trycka på jorden för att simulera detta)?
    2. Vad händer då med jordens dragningskraft? Blir den större eller mindre?
    3. Vad händer då med risken att blir träffad av en asteroid? Blir den större eller mindre?
    4. Hur ska det gå till för att asteroiden ska hamna i omloppsbana runt jorden?
  2. Låtsas att den stora kulan är jorden och den lilla är månen.
    1. Hur påverkas månens omloppstid om månen skulle befinna sig närmare jorden?
    2. Vad händer om du placerar månen i en elliptisk (”oval”) omloppsbana?
    3. Vad skulle hända om jorden och månen hade samma massa?
    4. Vad skulle hända om jorden hade två likadana månar i omloppsbana?
    5. Kan du sätta månen i evig omloppsbana i denna modell?
  3. Vad händer om du lägger två stora kulor i mitten, med ett litet avstånd mellan dem, och sätter en liten kula i omloppsbana runt båda?
Gilla: Dela:

Senaste





Sidans innehåll

Systersajt från samma tillverkare

Världens Häftigaste


© Experimentarkivet. Roliga och enkla experiment (laborationer) i naturvetenskap (NO) och teknik. Biologi, kemi, fysik, jorden (geovetenskap), rymden (astronomi), teknik, eld, luft och vatten. För barn, vuxna, lärare och pedagoger, förskola, skola, fritids och hemma. Dessutom en lärarhandledning och en faktabok.

Till toppen


© Experimentarkivet. Roliga och enkla experiment (laborationer) i naturvetenskap (NO) och teknik. Biologi, kemi, fysik, jorden (geovetenskap), rymden (astronomi), teknik, eld, luft och vatten. För barn, vuxna, lärare och pedagoger, förskola, skola, fritids och hemma. Dessutom en lärarhandledning och en faktabok.

Till toppen
 
Experimentarkivet.se av Ludvig Wellander. Enkla och roliga experiment/laborationer i naturvetenskap (NO) och teknik att göra i skolan eller hemma. Fysik, kemi, biologi, geovetenskap (jorden), astronomi (rymden) och teknik. Foton och filmer.