تأثير المسافة على السرعة
خلال عشرينيات القرن الماضي اكتشف أدوين هَبِل أنه ليس كل المجرات في الكون تتباعد عنا فحسب، ولكن أيضا أن المجرة الأكثر بعدا عنا هي المجرة الأعلى سرعة في التباعد . ويمكن استخدام شريط مطاطي كنموذج ذو بعد واحد للكون لمساعدتنا في فهم لماذا يعتبر اكتشاف هبل اكتشافا معقولاً.
المعدات والمواد
شريط مطاطى عريض طول 12س.
مسطرة .
قلم جاف .
جدول بيانات (أو ورقة) لتسجيل نتائجك .
مقص.
شريط لاصق(إذا لم يكن هناك من يعاونك) .
التجربة
إليك ما يجب عمله:
1. اقطع الشريط بحيث يكون لديك طول محدد .
2. ضع الشريط المطاطى الذي قمت بفصله بجوار المسطرة بحيث يكون أحد طرفية عند الصفر.
3. ملاحظة :لا تقم بشد الشريط المطاطى عند عمل العلامات .
4. افترض أن العلامة الأولى على الشريط المطاطى هي مجرة الطريق اللبنى، وأن العلامات الأخرى هي مجرات أخرى في الكون تقع على نفس الخط مع الطريق اللبنى.
5. أمسك أطراف الشريط ، كل طرف في إحدى يديك .
ملاحظة : إذا لم تكن تعمل مع شريك لك، يمكنك استخدام شريط لاصق لتثبيت أحد الأطراف بحيث يمكنك استخدام يدك الأخرى للكتابة . لاحظ أنك لا يمكن أن تعتمد اعتماداً كلياً على الشريط اللاصق في تثبيت الشريط المطاطي لفترة طويلة، وبالتحديد فإنك سوف تحتاج إلى أخذ القراءات بسرعة بحيث لا يكون هناك وقت متيسر للشريط المطاطي ليفلت من الشريط اللاصق. تأكد من أنك تضغط بشدة على الشريط اللاصق بحيث يلتصق التصاقاً جيداً مع الشريط المطاطي . وحيث أن أحد طرفي الشريط المطاطي تكون مثبتة، فقد يلزم تحريك المسطرة في الخطوات التالية .
6. حدد موضع الطريق اللبنى عند علامة 1سم . ويجب أن تتوافق باقي العلامات مع ما هو موجود في العمود أ في جدول البيانات .
7. قم بشد الشريط المطاطى بحيث يظل الطريق اللبنى عند علامة 1سم، ولكن أقرب علامة لها سوف تتحرك من علامة 2سم إلى علامة 3سم .
8. سجل الوضع الجديد لكل علامة على المسطرة بعد أن قمت بالشد ، وذلك فى العمود ب
9. احسب المسافة التي تحركتها كل مجرة بطرح القيمة الموجودة في العمود أ من القيمة الموجودة في العمود ب وسجل ذلك في العمود ج .
10. أحسب السرعة التي تتحرك بها كل مجرة . ولكي تقوم بذلك افترض أنك قد قمت بشد الشريط المطاطى وأن المجرات قد تحركت إلى أماكنها الجديدة خلال 0.5 ثانية، وحيث أن السرعة هي المسافة المقطوعة مقسومة على الزمن، فإن السرعة ستكون هي القيمة الموجودة في العمود ج مقسومة على 0.5 .
ما هي ملاحظاتك عن سرعة المجرات الأخرى على الشريط المطاطي عندما تتباعد عن الطريق اللبني ؟ هل تتفق بياناتك مع ما اكتشفه إدوين هَبِل ؟ هل تتحرك المجرات الأخرى على الشريط المطاطي في اتجاه الطريق اللبني أو بعيداً عنه ؟
ولكي تعرف إلى أين تتجه بياناتك، يستحسن عمل رسم بياني وتجعل "مسافة البداية من الطريق اللبني" على المحور الأفقي و "السرعة" على المحور الرأسي .
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)