Hugtakaspurningar

7.1 Lögmál Keplers um hreyfingu reikistjarna

Spurning 1. Hringur er sértilfelli sporbaugs. Útskýrðu hvernig hringur er frábrugðinn öðrum sporbaugum.

1. Brennipunktar hrings eru í sama punkti og eru í miðju hringsins.
2. Brennipunktar hrings eru í sama punkti og eru á ummáli hringsins.
3. Brennipunktar hrings eru í sama punkti og eru utan hringsins.
4. Brennipunktar hrings eru í sama punkti og geta verið hvar sem er á þvermálinu, nema á miðpunkti þess.

Spurning 2. Halastjörnur hafa mjög ílangar sporbaugsbrautir með sólina í öðrum brennipunktinum. Notaðu lögmál Keplers til að útskýra hvers vegna halastjarna fer mun hraðar nálægt sólinni en hún gerir við hinn enda brautarinnar.

1. Vegna þess að fylgihnötturinn spannar jafnstór flatarmál á jafnlöngum tíma.
2. Vegna þess að fylgihnötturinn spannar misstór flatarmál á jafnlöngum tíma.
3. Vegna þess að fylgihnötturinn er í hinum brennipunkti sporbaugsins.
4. Vegna þess að annað veldi umferðartíma fylgihnattarins er í réttu hlutfalli við þriðja veldi meðalfjarlægðar hans frá sólu.

Spurning 3. Satt eða ósatt: Reikistjörnu-fylgihnattakerfi verður að vera einangrað frá öðrum massamiklum hlutum til að fylgja lögmálum Keplers um hreyfingu reikistjarna.

1. Satt
2. Ósatt

Spurning 4. Útskýrðu hvers vegna aðferðin með bandi, títuprjónum og blýanti virkar til að teikna sporbaug.

1. Aðferðin með bandi, títuprjónum og blýanti virkar vegna þess að lengd tveggja hliða þríhyrningsins helst stöðug á meðan sporbaugurinn er teiknaður.
2. Aðferðin með bandi, títuprjónum og blýanti virkar vegna þess að flatarmál þríhyrningsins helst stöðugt á meðan sporbaugurinn er teiknaður.
3. Aðferðin með bandi, títuprjónum og blýanti virkar vegna þess að ummál þríhyrningsins helst stöðugt á meðan sporbaugurinn er teiknaður.
4. Aðferðin með bandi, títuprjónum og blýanti virkar vegna þess að rúmmál þríhyrningsins helst stöðugt á meðan sporbaugurinn er teiknaður.

7.2 Þyngdarlögmál Newtons og almenn afstæðiskenning Einsteins

Spurning 5. Lýstu forsendunni sem Einstein byggði almennu afstæðiskenninguna á og lýstu hversdagslegri upplifun sem sýnir þessa forsendu.

1. Þyngdarafl og hraði hafa sömu áhrif og ekki er hægt að greina þau í sundur. Viðunandi dæmi er hvers kyns lýsing á tilfinningu fyrir jöfnum hraða við aðstæður þar sem ekkert ytra viðmiðunarkerfi er tekið með í reikninginn.
2. Þyngdarafl og hraði hafa mismunandi áhrif og hægt er að greina þau í sundur. Viðunandi dæmi er hvers kyns lýsing á tilfinningu fyrir jöfnum hraða við aðstæður þar sem ekkert ytra viðmiðunarkerfi er tekið með í reikninginn.
3. Þyngdarafl og hröðun hafa sömu áhrif og ekki er hægt að greina þau í sundur. Viðunandi dæmi er hvers kyns lýsing á tilfinningu fyrir hröðun við aðstæður þar sem ekkert ytra viðmiðunarkerfi er tekið með í reikninginn.
4. Þyngdarafl og hröðun hafa mismunandi áhrif og hægt er að greina þau í sundur. Viðunandi dæmi er hvers kyns lýsing á tilfinningu fyrir hröðun við aðstæður þar sem ekkert ytra viðmiðunarkerfi er tekið með í reikninginn.

Spurning 6. Títan, stærsta tungl reikistjörnunnar Satúrnusar, hefur radíusinn 2,58 × 10⁶ m. Ef massi Títans er 1,35 × 10²³ kg, hver er þyngdarhröðunin á yfirborði þessa tungls?

1. 1,35 m/s²
2. 3,49 m/s²
3. 3,49 × 10⁶ m/s²
4. 1,35 × 10⁶ m/s²

Spurning 7. Tungl Satúrnusar, Títan, hefur umferðartímann 15,9 daga. Ef Satúrnus hefur massann 5,68 × 10²³ kg, hver er meðalfjarlægðin frá Títan að miðju Satúrnusar?

1. 1,22 × 10⁶ m
2. 4,26 × 10⁷ m
3. 5,25 × 10⁴ km
4. 4,26 × 10¹⁰ km

Spurning 8. Útskýrðu hvers vegna tvöföldun á massa hlutar tvöfaldar þyngd hans, en tvöföldun á fjarlægð hans frá miðju jarðar minnkar þyngd hans fjórfalt.

1. Þyngdin er tvöfaldur þyngdarkrafturinn milli hlutarins og jarðar.
2. Þyngdin er helmingur þyngdarkraftsins milli hlutarins og jarðar.
3. Þyngdin er jöfn þyngdarkraftinum milli hlutarins og jarðar, og þyngdarkrafturinn er í öfugu hlutfalli við annað veldi fjarlægðarinnar milli hlutarins og jarðar.
4. Þyngdin er í réttu hlutfalli við annað veldi þyngdarkraftsins milli hlutarins og jarðar.

Spurning 9. Útskýrðu hvers vegna stjarna hinum megin við sólina gæti virst vera á stað sem er ekki raunveruleg staðsetning hennar.

1. Það er hægt að útskýra með hugtakinu ljósbrot í lofthjúpi.
2. Það er hægt að útskýra með hugtakinu takmörkuð afstæðiskenning.
3. Það er hægt að útskýra með hugtakinu almenn afstæðiskenning.
4. Það er hægt að útskýra með hugtakinu ljósdreifing í lofthjúpi.

Spurning 10. Cavendish-tilraunin markaði tímamót í rannsóknum á þyngdarafli. Hluti A: Hvaða mikilvæga gildi ákvarðaði tilraunin? Hluti B: Hvers vegna var þetta svona erfitt með tilliti til massanna sem notaðir voru í tækjabúnaðinum og styrks þyngdarkraftsins?

1. Hluti A: Tilraunin mældi þyngdarhröðunina, g. Hluti B: Þyngdarafl er mjög veikur kraftur, en þrátt fyrir þessa takmörkun tókst Cavendish að mæla aðdráttaraflið milli mjög massamikilla hluta.
2. Hluti A: Tilraunin mældi þyngdarfastann, G. Hluti B: Þyngdarafl er mjög veikur kraftur, en þrátt fyrir þessa takmörkun tókst Cavendish að mæla aðdráttaraflið milli mjög massamikilla hluta.
3. Hluti A: Tilraunin mældi þyngdarhröðunina, g. Hluti B: Þyngdarafl er mjög veikur kraftur, en þrátt fyrir þessa takmörkun tókst Cavendish að mæla aðdráttaraflið milli minna massamikilla hluta.
4. Hluti A: Tilraunin mældi þyngdarfastann, G. Hluti B: Þyngdarafl er mjög veikur kraftur, en þrátt fyrir þessa takmörkun tókst Cavendish að mæla aðdráttaraflið milli minna massamikilla hluta.