Fysik

Elastik - Universet

19. november 2013 af 550631 (Slettet) - Niveau: B-niveau

Vi skulle bruge en elastik til et forsøg, men da jeg ikke havde en elastik, så fik jeg nogle data fra min fysiklærer. Dog gav læreren ikke alle data, og vi skulle komme med kvalificerede bud på, hvad der kan/skal stå på de tomme pladser/felter.

Min lærers data er markeret med blå.

Nøglebegreber som har med dette forsøg at gøre: Hubbles lov, vigehastigheder og universets udvidelse.

Forsøget som min lærer udførte
"Tag en elastik, hvor der er afsat punkterne A, B, … , F med 10 cm’s afstand, når ela­stik­ken er i slap tilstand. Punkterne repræsenterer forskellige galakser i Universet. Som be­kendt udvider Universet sig. Det vil vi lade svare til at elastikken udvider sig, når vi træk­ker i den. For hvert træk vil vi vedtage, at det svarer til, at der er gået 1 mia. år. I slap tilstand, hvilket svarer til nutiden, er afstanden mellem A og F lig med 50 cm. I før­ste træk sørger vi for, at A igen er udfor 0 på linealen og at F står ud for 60 cm på linea­len. Afstanden fra F til A er altså 60 cm, som anført i skemaet nedenfor. Du skal ud­fylde de øvrige afstande fra punkterne B til A, C til A, … , E til A. Stræk herefter igen ela­stik­ken, så A er udfor 0 og F er udfor 70 cm. Aflæs igen afstandene fra B til A, C til A, … , E til A og skriv dem i skemaet. I alt skal du foretage 5 træk."

http://cdn.imghack.se/images/a68843f457455f39dea776bbb346317a.png

Kan I hjælpe mig med, hvad der skal stå på de tomme pladser?
Tak :)


Brugbart svar (1)

Svar #1
19. november 2013 af hesch (Slettet)

Der er ved alle træk 5 afstande: A-B, A-C, . . . . A-F.

Ved træk 0, er der 50cm / 5 = 10cm mellem hver "galakse".

Ved træk 1, er der 60cm / 5 = 12cm, og tallene her burde teoretisk være: 0,  12,  24,  36,  48,  60

På samme måde med resten af trækkene.


Brugbart svar (0)

Svar #2
19. november 2013 af hesch (Slettet)

Fejlkilde:  Årsagen til afvigelse fra de teoretiske værdier skyldes formodentligt variationer i elasticitet langs "lærerelastikken".  Den har varierende tværsnitsareal.


Svar #3
19. november 2013 af 550631 (Slettet)

Tak for hjælpen.

Vi bliver spurgt, om afstandene vokser fra punkterne til A ca. med det samme for hvert træk.

Det forstår jeg ikke .. der står vel 0 ude for alle? ?


Svar #4
19. november 2013 af 550631 (Slettet)

Vokser afstandene fra punkterne til A ca. med det samme for hvert træk? Denne til­vækst er et mål for farten, målt i cm pr. træk. Udregn gennemsnitsfarten for hvert punkt (stjerne) i forhold til A. Det er klart, at gennemsnitsfarten for F er 10 cm/træk.  Indsæt værdierne af farten i tabellen for neden.

                                             A     B     C     D     E     F

Gennemsnitsfart (cm/træk)   0    2      4      6     8     10


Ser tabellen rigtig ud? Hvad med det der står med fede typer? Hvad er svaret? Tror svaret er ja og er 2 cm/træk ?

http://cdn.imghack.se/images/98ee76e38377f6530bebd212590dc0a2.png


Brugbart svar (1)

Svar #5
19. november 2013 af hesch (Slettet)

Vokser afstandene fra punkterne til A ca. med det samme for hvert træk?

A-B  vokser med 2cm/træk.

A-C  vokser med 4cm/træk.

osv.   

Skriv det.

Jeg ved ikke om svaret er ja eller nej, for spørgsmålet er lidt tvetydigt.


Svar #6
19. november 2013 af 550631 (Slettet)

Jeg har et spørgsmål mere:

Tegn farten som funktion af nutidsafstanden til A ind med Excel. Jeg forstår det ikke.

Nutidsafstand til A                 ?     ?     ?     ?     ?      ? 
Gennemsnitsfart (cm/træk)   0    2      4      6     8     10

Hvad skal der stå på spørgsmålstegnenes pladser?


Brugbart svar (0)

Svar #7
19. november 2013 af hesch (Slettet)

Det er afstandene ved træk 0:  

0 mia. år.


Svar #8
19. november 2013 af 550631 (Slettet)

Ved alle sammen?


Brugbart svar (0)

Svar #9
19. november 2013 af hesch (Slettet)

Ja, altså :  0, 10, 20, . . . . . .  cm


Svar #10
19. november 2013 af 550631 (Slettet)

Hvordan ved du det?


Brugbart svar (1)

Svar #11
19. november 2013 af hesch (Slettet)

Du skal jo skrive nutidsafstand,  nutid er er efter 0 mia. år.

Det er øverste talrække i skemaet i  #0  ( og i #4 ).


Svar #12
19. november 2013 af 550631 (Slettet)

Jeg fik lavet regressionen endelig og kom frem til en værdi af "elastik-univers-hubble-konstanten", som er hældningen af den bedste rette linje.

Så bliver vi bedt om:

"Prøv at tænke processen baglæns, svarende til at elastikken ”krymper”: Hvis F bevæger sig med den konstante fart på 10 cm/træk væk fra A, hvor mange træk (sva­rende til antal mia. år) var det så siden, at F og A var på samme sted? Denne over­vejelse kan give en værdi for Universets alder – husk, at ved Big Bang startede alle objekter i samme punkt! (OBS! Hvis du forsøger at udregne aldrene for de øvrige galakser også, vil du få det samme tal – overvej!)"

Kan du hjælpe her? :)


Brugbart svar (0)

Svar #13
20. november 2013 af hesch (Slettet)

Hvis du ekstapolerer skemaet "baglæns", får du ved træk nr. -5 ( -5 mia. år ) værdien 0 for alle afstande.


Svar #14
20. november 2013 af 550631 (Slettet)

Universets alder er 13,82 ± 0.05 milliarder år

Men du får det til 5 mia. år? (jeg er lidt forvirret)
Og er det 5 træk (svarende til antal mia. år), at det var, at F og A var på samme sted?
 


Brugbart svar (1)

Svar #15
20. november 2013 af hesch (Slettet)

Alder:  Du kan jo ikke bruge en postelastik til at modellere universet, eftervise Big Bang teorier, osv., med en nøjagtighed på ± 0,05 mia år.

Eller du må forklare din lærer, at 10cm postelastik = 2,764 mia. år, ikke 1 mia. år.  Det han da kunne indse.

Minus 5, ja.


Svar #16
20. november 2013 af 550631 (Slettet)

Tak :)

-Hvordan så elastikuniverset ud for 2,5 mia. år siden?

-Universets alder er som sagt 13,82 mia. år gammelt (forudsat at det har udvidet sig med samme hastighed fra starten af). Hvis universet udvidede sig hurtigere i starten, vil det betyde, at alderen er større eller mindre end de 13,82 mia. år?


Brugbart svar (0)

Svar #17
20. november 2013 af hesch (Slettet)

Galakser havde den halve afstand, så der har været mere "trængsel" på natte himlen, nætterne var lysere.

Hvis du mener set udefra, ved jeg det ikke, jeg har aldrig været udenfor universet, og ved derfor ikke engang, hvordan det ser ud idag.

Alder:   Universets alder er mindre, for den tilsyneladende tid bliver "komprimeret" ved hurtigere udvidelse.


Svar #18
20. november 2013 af 550631 (Slettet)

Til #17, der har med #16 at gøre
Første spørgsmål:

     Nu er der tale om elastikuniverset.. Men er svaret ikke bare, at de ikke var så langt væk fra os, som de var for 5 mia. år siden?

Andet spørgsmål

      Er du sikker på det med komprimeringen af tid ved hurtigere udvidelse?


Svar #19
20. november 2013 af 550631 (Slettet)

#13

     jeg kan ikke se, at det gælder for alle galakser?

     Ved B får man allerede ved første træk en værdi, hvor B og A er ved første punkt, eller forstår jeg det ikke helt?


Brugbart svar (0)

Svar #20
20. november 2013 af hesch (Slettet)

#18:  

Nu er der tale om elastikuniverset. . .     For 5 mia. år siden var alle afstande jo 0   ( du kommer ikke tættere på ).   Du må lige omformulere.

Jeg skriver tilsyneladende tid.  Ved en hurtigere udvidelse af elastikken, går der jo ikke 1 mia. år pr. 10cm.  I reel tid går der kortere tid.


Forrige 1 2 Næste

Der er 24 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.