BUTS : Produire un ensemble de données significatives qui guideront les résultats des essais. Prouver que même les petits objets peuvent faire des dégâts importants s’ils vont assez vite. Prouver que l’énergie cinétique d’un objet a un rapport avec sa masse et sa vitesse.

VUE D’ENSEMBLE : L’expérience précédente vous a permis de voir qu’il existe un rapport entre la taille d’un cratère et la masse et la vitesse du "météorite". Ce module vise à vous donner des outils pour calculer la quantité d’énergie contenue dans un corps en action et à démontrer que même les particules microscopiques peuvent présenter un risque pour une station spatiale.

MATERIAUX : Poudre de gélatine, verre à bec verseur en plastique transparent ou verre mesureur (d’une profondeur d’au moins 15 cm), règle en centimètres, règle en mètres, mètre ruban, escabeau, papier millimétrique, 8-10 billes de même taille pour roulement à billes.

EXPERIENCE : 1. 24 heures à l’avance, préparez la gélatine dans le verre à bec verseur/verre mesureur. Vous pouvez préparer trois portions – l'une en suivant le mode d’emploi et les deux autres avec de moins en moins d’eau (350 ml pourraient suffire mais tout dépend de la taille du paquet). Couvrez la gélatine avec du film alimentaire et laissez prendre pendant la nuit. 2. Préparez une règle en centimètres et collez la soigneusement sur le verre. 3. Laisser tomber une bille de roulement à billes dans la gélatine d’une hauteur de 25 cm. Notez à quelle profondeur elle s'enfonce. Répétez avec des hauteurs de 50, 75, 100, 125, 150, 175 et 200 cm. Notez toutes les profondeurs correspondantes.

INVESTIGATION:

1. Quand on augmente la hauteur quelles sont les conséquences sur la profondeur que crée la bille en pénètrant dans la gélatine?

2. Quels éléments peuvent avoir une incidence sur la profondeur?

3. Pour avoir de vraies données nos résultats doivent vouloir dire quelque chose. Donc, il faut d’abord peser les billes toutes ensemble, puis diviser par huit pour obtenir la masse, m, d’une bille.

4. Pour obtenir la vitesse, v, de la bille, qui tombe d’une hauteur, d, de 150 cm avec une accélération, a, de 980 cm/sec-2, utilisez la formule suivante : v = racine (&Mac195;) 2ad.

5. Pour obtenir l’énergie cinétique, ou énergie d'une masse en mouvement, de la bille à son point d’impact, utilisez cette formule : KE = 1/2mv2, avec les valeurs de m et de v que vous avez obtenues.

6. Un objet possède de l'énergie potentielle en vertu de sa hauteur. Quand il commence à tomber, il fabrique de l'énergie cinétique. Alors, avec une hauteur de 150 cm., utilisez la formule suivante pour obtenir l’énergie potentielle de la bille : PE = m x g x h.

7. Maintenant, examinez les résultats de vos expériences. Quel est le rapport entre la mesure de la profondeur de la bille et son énergie cinétique? Tracez une courbe en mettant l’énergie cinétique (ergs) sur l’axe-x et la profondeur sur l’axe-y. Puis, sur un autre papier tracez une courbe avec la vitesse d’impact (cm/sec) sur l’axe-x et l’énergie cinétique sur l’axe-y. Que remarquez-vous sur les deux courbes? Laquelle indique l’importance de la vitesse dans ces calculs?

8. Un très petit météoroïde qui bouge très vite peut causer plus de dégâts qu’un objet plus grand qui bouge plus lentement. Par exemple: qui possède la plus grande énergie cinétique : un grain de sable de 0,2 gm qui bouge à 9000 mètres par seconde, ou un caillou de 8 gm qui bouge à 400 mètres par seconde? Utilisez la formule de l’énergie cinétique. Est-ce que les résultats vous surprennent?

Dans l’espace, les météoroïdes se déplacent à une vitesse comprise entre 11 et 72 km/sec; les déchets orbitaux orbitent autour de la terre à des vitesses relatives comprises entre 1 et 14 km/s selon la hauteur de l’orbite. Quelle sera l'orbite qui produit la plus grande vitesse? Pouvez-vous en fournir les raisons? Pouvez-vous découvrir dans quelle direction la plupart des déchets se déplacent? Quelles en sont les implications pour la station spatiale?

What danger do you thnk the space station is in.

Quels dangers encourt la station spatiale? Quelles mesures pourriez-vous prendre pour protéger la station spatiale et ses habitants des dangers potentiels liés aux impacts des micrométéoroïdes? N’oubliez pas, toute protection doit être de poids léger. Vous pourriez orienter vos recherches vers les gilets pare-balles.

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