Gravitatiekracht

Lisa stelde deze vraag op 19 november 2012 om 10:52.

Hallo, dankzij jullie goede hulp van een vorige vraag, ben ik nu aangekomen bij een vraag die ik niet begrijp. Ik hoop dat jullie mij hier ook bij kunnen helpen. Alvast bedankt.

Planeet X draait om Zon Z. Aan de oppervlakte van planeet X is de gravitiekracht op een standaardkilogram (precies 1kg) 7,5N. De straal van planeet X is 2,8 x 10^6 m.

a. Bereken de massa van de planeet

 

Planeet X cirkelt om zon Z in een baan met een middellijn van 5,0 x 10^13 m. De omlooptijd bedraagt 6,0 x 10^7 s. 

b. Bereken de massa van zon Z

c. Bereken de omlooptijd van planeet Y als deze planeet twee keer zo ver van zon Z af staat als planeet X

 

 

 

Reacties

Theo op 19 november 2012 om 13:32

> dankzij jullie goede hulp van een vorige vraag, ben ik nu aangekomen bij een vraag die ik niet begrijp

Dus door onze hulp ben je bij onbegrepen vragen gekomen... dan hebben we je van de wal in de sloot geholpen ;-)

Je zult in je boek over aantrekkingskracht tussen massa's vast de bekende formule van Newton zijn tegengekomen:

F = G m1m2/r2 

waarbij m1 en m2 elkaar aantrekkende massa's zijn op een afstand r .

Algemeen geldt

F = m.a

en als je beide formules vergelijkt dan kun je voor m1 de massa van planeet X nemen en voor m2 de standaard kilogram massa. Dan ziet de Newton formule er ineens uit als:

F = m2 . a  = m2  ( Gm1/r2) = m2 .g

ofwel de zwaartekrachtversnelling die de kilogram massa ondervindt is g = Gm1 /r2

De afstand r tussen beide massa's moet je dan wel als afstand tussen hun zwaartepunten nemen. Voor bolvormige voorwerpen ligt dit in hun middelpunt. Voor de planeet met massa m2 en de standaard kilogram die op het oppervlak van m2 ligt zal dit de straal R1 van de planeet zijn.  Als je de grootte van g kent op die planeet X (7,5 N), de massa m2 = 1 kg  en R = 2,8 . 106 m  en G kun je in Binas opzoeken als gravitatie-constante, dan weet je genoeg om de ontbrekende M1 uit te rekenen.

Op dezelfde manier zijn er ook formules gegeven voor omloopstijden T rond een zware zon Z als het voorwerp (planeet X) op een afstand R zijn baan draait. Daaruit kun je dan de massa van de zon Z berekenen.

G.E op 13 januari 2015 om 22:15
hallo,

Ik ben nu ook bezig met deze opgave, maar snap het nogsteeds niet. de G staat in Binas voor veschillende planeten, alleen weet ik niet welke waarde ik moet hebben voor planeet X.
Theo de Klerk op 13 januari 2015 om 22:25
G is de gravitatieconstante. Dat is een natuurconstante die onafhankelijk is van welk voorwerp of planeet ook. Waarde vind je in BINAS 7A als eerstgenoemde.
Je moet hem ook niet verwarren met "g" wat de versnelling aan een planeetoppervlak is. Die verandert wel per planeet en is alleen voor de aarde g = 9,81 m/s2. De verschillende g waarden vind je in BINAS 31 onder de kolom "gravitatieversnelling aan het oppervlak" voor de planeten in het zonnestelsel.

G.E op 14 januari 2015 om 14:23
oww oke dan wordt het:
 g = Gm1/r2 = 7,5 = 6,6726.10-11m1/(2,8.106)2
m1 = 7,5 .(2,8.106)2 / 6,6726.10-11 = 8,8.1023 kg
klopt dit?

en bij vraag B:
v2 . r = G.M
met r = 5,0.1013/2 =2,5.1013
T = 6,0.107 s
v= 2. (pi) . 2,5.1013 /6,0.107= 2,6.106 m/s
v2 .r = G. M
(2,6.106)2 . 2,5.1013 = 6,67.10-11 . M
1,7.1026=6,67.10-11 . M
M= 2,5.1036 kg

en c
T = 2 . (pi) .r/v
omdat planeet Y 2 keer zo ver staat is de straal 5,0 .1013 ??
T = 2.(pi) . 5,0 .1013 / 2,6 .106 = 1,2 .108 s

klopt dit? Bedankt :)
Theo de Klerk op 14 januari 2015 om 14:29
Ik ken je opgaven niet, maar (a) lijkt correct (zonder na te rekenen) en als (b) een baan rondom een grote massa is dan is centripetale kracht = zwaartekracht en daarmee  m1 v2/r  = Gm1M2/r2 en dus v2r = GM2   (en v = 2πr/T)
G.E op 14 januari 2015 om 14:38
Planeet X draait om Zon Z. Aan de oppervlakte van planeet X is de gravitiekracht op een standaardkilogram (precies 1kg) 7,5N. De straal van planeet X is 2,8 x 10^6 m.

a. Bereken de massa van de planeet

 

Planeet X cirkelt om zon Z in een baan met een middellijn van 5,0 x 10^13 m. De omlooptijd bedraagt 6,0 x 10^7 s. 

b. Bereken de massa van zon Z

c. Bereken de omlooptijd van planeet Y als deze planeet twee keer zo ver van zon Z af staat als planeet X

dit is de opgaven (zelfde als die van Lisa)

bij B heb ik dacht ook v2r = GM2 gebruikt
bij A heb ik v = 2πr/T gebruikt en kwam uit op
v= 2. (pi) . 2,5.1013 /6,0.107= 2,6.106 m/s
en dit heb ik dan vervolgens met v2r = GM2  berekent om M uit te rekenen en kwam uit op:
 v2 .r = G. M
(2,6.106)2 . 2,5.1013 = 6,67.10-11 . M
1,7.1026=6,67.10-11 . M
M= 2,5.1036 kg 

ik heb allen . M en niet M2 mis komt het daardoor , maar voor de rest zou het toch goed zijn zo ??

Theo de Klerk op 14 januari 2015 om 15:28
(a) en (b) lijken goed, maar (c) niet. Daar gebruik je voor de baansnelheid v = 2,6 . 106 en dat was de baansnelheid van planeet X, niet van Y.

Maar als v2r = GM = constant en ry = 2rx dan moet voor planeet Y toch gelden
(2π . 2rx)2. 2rx /Ty2 = GM = constant   G, M, rx ken je, invullen, Ty rolt eruit.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft twee appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)