Kraterdannelse - Forsøg med meteornedslag i fysik

Formål

At opstille en matematisk sammenhæng mellem kraterdiameter og kinetisk energi af en stålkugle, der falder ned i sand.

At bruge modellen til at vurdere den kinetiske energi af meteorer, der er faldet på ned på Jorden.

Teori

Jorden rammes jævnligt af små sten, der med høj fart trænger ind i atmosfæren, hvor luftmodstanden er så stor, at der brænder op som stjerneskud. Stenene er typiskrester af en komet, der på sin vej rundt om solen har passeret Jordens bane. I sjældne tilfælde er stenene store så store, at de kan overlevet turen ned gennem atmosfæren, og man taler så om en meteor. Hvis massen er større end ca. 1 kg, har meteoren nok energi til at lave et krater. Det bedst kendte meteorkrater er det ca. 1200 meter brede Barringer Crater i Arizona, USA. Der falder i gennemsnit en meteor pr. km i løbet af en 100 års periode. Meteoren der ramte jorden, og dannede det ca. 1200 meter brede krater, Barringer Crater, havde en diameter på 50 meter da den ramte jorden, og med en fart på 18 km/s. Da der findes asteroider ude i rummet, og den største er ca. 8 km i diameter, vil et sammenstød være katastrofalt. Kraterets størrelse afhænger først og fremmest af meteorens kinetiske energi E . Hvis krateret antages til at være en halvcirkel med radius r, så er massen m af det materiale, der skal løftes da materialet i gennemsnit løftes et stykke h, som er måske halvdelen af radius, kræver dannelsen af krateret et arbejde af størrelsesorden Meteorens kinetiske energi E er proportional med 4. Potens af kraterets radius. Det betyder omvendt, at kraterets radius vokser med proportionalt med meteorens kinetiske energi i potensen , kort skrevet

Forsøgsbeskrivelse

Apparatur: 1. Sand i bakke 2. Vægt 3. Stålkugle i forskellige størrelser 4. Meterstok 5. Skydelærer Udførelse: 1. De forskellige stålkugler vejes. 2. Der droppes én kugle fra forskellige højder, diameteren males der hvor det er nemmest, nemlig fra rand til rand. 3. Der overvejes, hvor fra der skal måles og hvor til. 4. Drop nu en anden stålkugle, og forsæt således med en af gangen, fra de forskellige højder. 5. Der overvejes, om diameteren på stålkuglen har indflydelse.

KASSE

Indsættes dette i en graf, med en potens funktion som tendenslinje ser det således ud Dette giver ligningen , til at arbejde videre med.

Analyse

Ud fra punkternes placering fandtes, at den …