Vraag 7Sporen op Phobos
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bedenk welke energiesoort een object nodig heeft om aan de zwaartekracht van Phobos te ontsnappen.
- Zoek de gravitatieconstante G op in Binas en noteer de gegevens uit tabel 1 die je nodig hebt.
- Stel de energie van het object bij het oppervlak gelijk aan nul, en werk de vergelijking uit naar de snelheid.
- Reken met eenheden mee en controleer of de uitkomst past bij de snelheid van 14 m s⁻¹ uit model 1.
Hier verliezen leerlingen punten
- Vergeet niet dat je de straal van Phobos nodig hebt en niet de omtrek uit tabel 1.
- Laat de berekening zien met de formule en de getallen, want alleen het eindantwoord levert geen punten op.
- Let op de mintekens bij de zwaarte-energie, want een fout daarin maakt de uitkomst onbruikbaar.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
In 1977 maakte de ruimtesonde Viking 1 een foto van Phobos. Zie figuur 1. Phobos is een maan van de planeet Mars. In tabel 1 staan de gegevens over Phobos die bij deze opgave gebruikt moeten worden. figuur 1 tabel 1 gemiddelde straal ( R ) 1,11 · 10 4 m omtrek 6,9 · 10 4 m valversnelling ( g ) 5,7 · 10 − 3 m s − 2 massa ( M ) 1,07 · 10 16 kg In figuur 1 zijn een grote inslagkrater en lange sporen over het oppervlak te zien. Over het ontstaan van de sporen zijn verschillende hypotheses opgesteld. Een daarvan luidt dat er rotsblokken werden weggeslingerd tijdens de inslag waardoor de krater ontstond. Deze rotsblokken kwamen met een snelheid in het gebied buiten de krater neer en werden na het neerkomen langzaam afgeremd door de schuifwrijvingskracht. Daarbij werden de sporen over het oppervlak van Phobos getrokken. Model 1 Men onderzoekt deze hypothese eerst met een eenvoudig model. Daarin wordt de kromming van het oppervlak van Phobos verwaarloosd. In het model gelden de volgende regels: 1 Er werken drie krachten op het rotsblok: de zwaartekracht F , de z normaalkracht F en de schuifwrijvingskracht F . N w 2 De schuifwrijvingskracht is gelijk aan F = 0,25 · F . w N 3 Het rotsblok schuift over een horizontaal vlak, waarbij F = F . N z Sommige sporen lopen helemaal om Phobos heen. Volgens model 1 komt een rotsblok met een beginsnelheid van 14 m s − 1 na precies 1 ronde van 6,9 · 10 4 m tot stilstand.
De beginsnelheid van 14 m s − 1 die volgt uit model 1 is groter dan de ontsnappingssnelheid van een object op Phobos.
Bereken deze ontsnappingssnelheid met behulp van de gegevens in tabel 1.