Tempel 1 wir landen auf einem Kometenkern

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Ella Heintze
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Tepel wi landen auf eine Koetenken Lutz Claunitze Da folende ARBEITSBLATT füht die Schüle de ynaialen Obetufe (ölicheweie auch chon ab Klaentufe 9) al fiktive Atonauten auf die Obefläche eine

weden konnte Koeten elten nicht nu al chutzie Schneebälle, onden auch al koiche Tiefkühltuhen Weil ie au de Fühphae de Sonnenyte taen und o quai die Phyik und Cheie de daalien olaen Unebel koneviet

1 Tepel wi landen auf eine Koetenken Lutz Claunitze Da folende ARBEITSBLATT füht die Schüle de ynaialen Obetufe (ölicheweie auch chon ab Klaentufe 9) al fiktive Atonauten auf die Obefläche eine Koetenken, wo ie ih eiene Gewicht eitteln und Expeiente duchfühen Anchließend eechnen ie die bei 005- e Einchla (Deep Ipact) feieetzte Eneie und unteuchen, ob de Hielköpe daduch au de Bahn ewofen weden konnte Koeten elten nicht nu al chutzie Schneebälle, onden auch al koiche Tiefkühltuhen Weil ie au de Fühphae de Sonnenyte taen und o quai die Phyik und Cheie de daalien olaen Unebel koneviet haben, helfen ie, die Enttehun de Sonnenyte zu ekontuieen Da it de Hauptund jene oßen Inteee, welche den Koeten enteenebacht wid Mit Tepel wid etal in de Gechichte de Koetenatonoie ein Koet ein zweite Mal von eine Rauonde beucht Foto: Claunitze Foto: NASA Deep Ipact bezeichnet nicht nu einen Actionfil, de 998 den Einchla eine Hielköpe auf die Ede in Szene etzte, onden auch eine NASA-Sonde, die 005 den Koeten 9P/Tepel anflo Sie fotoafiete einen Ken und eittelte eine toffliche Zuaenetzun Inde ie ihn it eine klaviechween Kupfe-Gecho bobadiete (dahe auch de Nae de Raufahtpojekt), ah ie oa etal unte die Obefläche eine Koetenken De bei Einchla feieetzte Staub wa übeachend fein und vewehte de Mutteonde den Blick zu Kate Die fehlenden Foto ollen nun von Stadut nacheeicht weden, die 004 chon den Koeten Wild au de Nähe ekundete und oa Koetentaub auf die Ede zuückechickt hatte Bei ihe Zuatziion "New Exploation of Tepel ", NExT, oll ie a Tepel katieen und Veändeunen eenübe 005 aufpüen Übeicht de Bezüe i WIS-Beita Phyik Mechanik Köpe und Stoff, Keibeweun, Gavitation, Eneie, unelatiche Stoß, feie Fall, Fadenpendel Atonoie Kleinköpe, Raufaht Koeten, Fochunethoden, Flubahnen, Ipaktefah, Nahekundun i Sonnenyte, Raufahtiionen Deep Ipact und Stadut Lehe alleein Kopetenzen (Ekenntni, Bewetun) Beobachtun, Expeient, Meun, Modellieun und Beechnun, Wechelbeziehunen zwichen Natu, Menchheit, Wienchaft und Technik

ARBEITSBLATT: Tepel wi landen auf eine Koetenken Manchal zeit ich ein Koet a Hiel, de chon it eine Fenla ode a it bloße Aue zu ehen it 997 konnte an den Koeten Hale-Bopp ehee Wochen lan feiichti

2 ARBEITSBLATT: Tepel wi landen auf eine Koetenken Manchal zeit ich ein Koet a Hiel, de chon it eine Fenla ode a it bloße Aue zu ehen it 997 konnte an den Koeten Hale-Bopp ehee Wochen lan feiichti beobachten Man ah eine Koa (Koetenatophäe) und einen Schweif De dain veboene 40 k oße, fete Hielköpe wa viel zu klein und zu dunkel, u au de oßen Entfenun eehen zu weden Nach heutie Anicht beteht ein olche Koetenken au feten Foen von Wae, efoenen Gaen und Staub Et wenn e in den inneen Beeich de Sonnenyte elant, z B in die Nähe de Mabahn, at de Ken unte de Einflu de Sonnentahlun au und bildet die bi zu Millionen von Kiloeten oße Koa, die den dunklen Winzlin nun in eine ieie Leuchtkuel it Schweif vewandelt und weithin ichtba acht Koeten weden nicht nu it teetichen Telekopen, onden auch it Rauonden efocht Die NASA-Miion Deep Ipact blickte 005 bei 9P/Tepel, de 867 von de deutchen Atonoen Wilhel Tepel (8-889) entdeckt wude, oa unte die Obefläche Einen zweiten Beuch ehält de Hielköpe a 4 Febua 0 duch die ebenfall von de NASA ebauten Sonde Stadut Tepel uläuft die Sonne bei eine ittleen Entfenun von 6 a,767ae 466,40 k einal in T 5, 505 Jahen Koet Hale-Bopp i Apil 997 i Stenbild Peeu übe den Bautzene Been (Foto: Lutz Claunitze) a) Wi können Tepel in ute Näheun al eine Kuel it 6 k Duchee und eine ittleen Dichte von 0,5 c - (!) becheiben Eechnen Sie eine Mae! b) Sie wien, da ein Mench auf de Mond nu etwa ein Sechtel eine idichen Gewicht hat Wenn Sie z B 75 k Mae haben, o beitzen Sie auf de Ede ein Gewicht von F G Ede 75 k 9,8 76 N und auf de Mond ein olche von F G Mond 75 k,6 N Welche Gewicht hätten Sie auf de Koetenken? Eitteln Sie zunächt die Fallbechleuniun auf eine Obefläche! c) Ein Geentand fällt au Höhe zu Boden Wie lane dauet ein feie Fall? Nun bauen Sie ein 50 c lane Fadenpendel auf Welche Peiodendaue beitzt e? d) Ein Edatellit, de die Ede in 00 k Höhe uundet, beitzt eine Gechwindikeit von 7,7 k - und benötit fü einen Ulauf 90 in Anenoen, Tepel bekäe einen elliten, de eine Kenobefläche in 00 Höhe ukeit Welche Gechwindikeit und welche Ulaufdaue hätte diee? e) A 4 Juli 005 entließ Deep Ipact ihe 7 k chwee Tochteonde in Richtun Tepel, wo ie it 0, k - in die Obefläche de Koetenken einchlu Da Infaot-Spektoete de vobei flieenden Mutteonde und teetich ewonnene optiche Spekten veieten die toffliche Zuaenetzun de daunte veboenen Mateial Eechnen Sie die bei Ipakt feieetzte Eneie! f) Hat de Einchla die Beweun de Hielköpe nennenwet beeinflut? U wie viel Pozent wüde de Hielköpe chnelle weden, wenn e enau von hinten in Fluichtun etoffen wüde? U wie viel Mete wüde die al Kei anenoene Koetenbahn dann anehoben? Intepetieen Sie Ihe Eebnie! Hinwei: Zu Bahnanhebun von auf it die Abeit W G ( Sonne Koet ) nöti

3 Löunen: 4 4 a) De Koetenken beitzt da Voluen t oit eine Mae von Ken V 0,5, 0,9550 t 4,0 0 t 0 V (000 ), 0 und Ken b) Au Gleichheit von Gewicht (de Menchen) und Gavitation, Ken G, eibt ich it RKen auf de Obefläche de Koetenken eine Fallbechleuniun von G 6,67 0,9 0 k Ken 0,0009 R (000 ) k Ken Ken 0,0009 Geenübe de idichen Wet it da 0, ,00% ode de 0000-te 9,8 Teil Sie vepüten alo nu den 0000-ten Teil Ihe Gewicht Da ind 0,00 N Tepel zöe Sie kau eh an al die Ede ein --Wäetück c) Fü die Fallzeit ehält an t 8,6 0,0009 Ken Die Peiodendaue it l 0,5 T 60, alo eh al 4 in! 0,0009 Ken v Ken d) Au de Gleichheit von Radialkaft und Gavitationkaft, G, folt G Ken 6,67 0,955 0 k v 0,95 und fü die Ulaufdaue 00 k 00 ehält an T 4 5,9in 5 h 5in v 0,954 Beekun: Da Eebni fü v lät eahnen, da ein Mench auf de Kenobefläche beeit bei eine Spaziean die Fluchtechwindikeit eeicht, d h chon chnell enu it, u de Gavitationfeld de Koeten zu entfliehen Fü die Teilnehe eine fiktiven Hochpunwettkapfe wäe e ewi ih letzte Spun

4 e) Die euchte Eneie it die Beweuneneie de einchlaenden Sonde: 7 k E kin v,96 0 J 9,9 GJ f) De Voan kann annähend al unelatiche Stoß intepetiet weden, fü welchen die Gechwindikeit u beide Köpe nach de Stoß v v u it Nit an den Koeten al Bezuyte, o it eine Gechwindikeit vo de Stoß v 0 Nach de Einchla eibt ich v 7 k 000 u 0, ,995 0 k U o viel wid de Koet chnelle Die upünliche Keibahnechwindikeit eechnet an it v ode it de Anatz T au e) Letztee liefet: 0 G Sonne 6,67 0,990 k v Ken ,4 0 k 0, De elative Gechwindikeitzuwach it nun: 6,58 0 5,68 0 % 6870 In Wiklichkeit it e etwa kleine, weil die Gechwindikeit i Peihel öße it al die beechnete Keibahnechwindikeit v Ken und de Zuwach u oit einen kleineen Anteil bildet U wie viel Mete wüde die al Kei anenoene Koetenbahn anehoben? Ode ande fouliet: U wie viel Mete wächt de Bahnadiu? U den Bahnadiu eine Mae, die einen Zentalköpe M uläuft, von auf zu veößen, u die Abeit W G M ( ) veichtet weden Diee Gleichun kann in de Raufahtliteatu efunden ode wie folt heeleitet weden: Bei Veichten von Hubabeit i Gavitationfeld u ween de vo Abtand abhänien Hubkaft übe den Abtand inteiet weden: W F d Nach de Einetzen de Newtonchen Gavitationeetze ehält an: G G M W d Daau folt chließlich: W G M ( ) Fü den die Sonne ulaufenden Koetenken ilt oit: W G Sonne Ken ( )

5 Diee Abeit it leich de kinetichen Eneie de einchlaenden Sonde Dahe ilt: 0 Ekin,99 0 k 0 G 4, ,67 0 k,955 0 k,99 0 k Sonne Ken kin 4 E G Sonne Ken,44 0,656 0 Da die Wete vo und hinte de Minuzeichen zwölf Zehnepotenzen voneinande abweichen, liefet de Tachenechne i d R kein venünftie Eebni Nu de Solve eine aphikfähien Tachenechne löt die Gleichun in eine Zu Andenfall kann an faen, 4,656 0 welchen Buchteil de zweite Te vo eten auacht:,705 0,44 0 Dait it u,705 0 a, , ,795 öße al Die Bahn wüde alo u ledilich 80 c anehoben Obwohl Deep Ipact it eine Fochunobjekt nicht eade zipelich ueht, wid de Hielköpe doch abe nicht au de Bahn ewofen Die Gechwindikeit de Koeten wid nicht nennenwet beeinflut und die Bahnändeun liet vie Zehnepotenzen unte den Abeunen de Hielköpe! Sollte die in a) anenoene Dichte u den Fakto öße ein, wüden ich auch de Gechwindikeitzuwach und die Bahnanhebun vedoppelten, wa an de pinzipiellen Fettellun nicht änden könnte Da Eebni acht fene auch kla, da die Methode de unelatichen Stoße zu Abweh von auf die Ede zu aenden Koeten ode Planetoiden nu dann eeinet it, wenn ie eh lane vo de veeintlichen Einchla efolt

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