Приветствую вас мои одаренные, и не очень одаренные ученики!
Давненько на канале не проходили уроки физики для альтернативно-одаренных учеников. Да и честно сказать - не было повода.
Но сегодня на почту канала пришло письмо от одного "одаренного" ученика:
Здравствуйте! С удовольствием посмотрел видео на вашем канале о посадке на Луну зонда Blue Ghost компании Firefly Aerospace. Еще раз убеждаюсь в американской афере по Луне даже 55 лет спустя. Опять Голливуд и сплошная компьютерная графика! Даже мне это ясно! Вы обратили внимание - как в последний момент, перед касанием зонда поверхности Луны из-под него вылетает камушек?
Нет?
А я обратил. И вот что я увидел - снимали то это на Земле. Камушек совсем близко упал. А ведь на Луне гравитация в 6 раз слабее и камушек должен лететь ну ооочень далеко.. Шах и мат вам верующие в американские сказки!
Вот так вот ребята!
Ученик имел ввиду вот это видео:
Ну и собственно один из кадров полета загадочного камушка
Действительно камушек летит относительно не далеко. Так неужели все происходит на Земле, и коварная НАСА и вместе с ней Firefly Aerospace водят нас за нос?
Ну что же! Усаживаемся за наши космические парты, и берем в руки космические ручки.
Мы начинаем наш урок!
Обратимся к следующему рисунку:
И так, у нас есть тот самый лунный зонд находящийся на поверхности Луны. Также у нас есть траектория полета нашего лунного камушка. Требуется найти общую длину его полета - Lобщ.
Для этого нам нужно знать общее время полета лунного камня до момента падения. Обозначим его как tобщ. Его можно вычислить из видео.
tобщ=4,46 секунды.
Наш камень летит по дуге. Следовательно он достигнет наивысшей точки полета за время равное tобщ/2 то есть за 2,23 секунды. Обозначим это время как - t
t=2.23 секунды.
Далее мы можем определить наивысшую высоту полета H лунного камня через формулу:
H=(gt^2)/2
где: t - время полета
g - ускорение свободного падения.
Для Луны g=1,625 м/с²
Теперь вычисляем высоту полета нашего камня. H=4.02 м
Чтобы вычислить расстояние полета камня от лунного модуля до наивысшей точки полета или L применим формулу:
L=H/tgα
α - это угол между поверхностью Луны и наивысшей точкой полета лунного камня.
Но как же нам определить этот самый угол? И тут нам поможет Земля которая находится в кадре. Мы знаем, что высота Земли составляет 24,7 градуса. Также мы видим что высота полета камня не превышает высоты Земли над лунным горизонтом.
Тангенс 24,7 градусов равен - 0,46
Вычисляем искомую дальность полета лунного камня L.
L=4.02/0.46=8.7 м.
Общая же дальность полета нашего лунного камушка равна Lобщ=L*2=8.7*2=17.5 м.
Вот так то мои любимые ученики! Камушек летит на 17,5 метров.
Не густо? Да ребята не густо - то есть недалеко! Это видно и по высоте лунной тени. Камень приземляется ближе, чем самая дальняя часть тени космического аппарата, которая имеет длину 20-30 м.
Ну а теперь применим те же самые условия к условиям Земли.
Исходные данные оставляем те же. Меняем только величину ускорения свободного падения!
Принимаем g=9.81.
Получаем что высота полета камушка в земных условиях при тех же условиях составит:
H=24.4 м
Тогда как дальность полета составит:
L=24.4/0.46=53 м.
Lобщ=L*2=53*2=106 м.
А составит она - 106 метров. Так что же это получается все наоборот? Да ребятки! Траектория полета камня несовместима с земным притяжением.
Это физика, и все расчеты у вас перед глазами!
Ну а на сегодня все! Урок закончен, спасибо за внимание!