Gjenstand faller mot planet og måne
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
2 av 3 deloppgaver kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En planet uten atmosfære har masse og radius . Et punkt P er en avstand fra overflata til planeten. Se bort fra alle andre felt enn planeten sitt gravitasjonsfelt i oppgave a og b. Se bort fra luftmotstand i hele oppgaven.

Hvor stor er gravitasjonsfeltstyrken i punktet P?
En gjenstand faller rett mot sentrum av planeten. I fallet passerer den punktet P med farten .
Bestem hvor stor fart gjenstanden treffer overflata på planeten med.
I et annet tilfelle er det en måne på linja mellom sentrum av planeten og punktet P. Månen har masse og radius . Avstanden fra punktet P til sentrum av månen . Figuren nedenfor er ikke i riktig størrelsesforhold. Se bort fra alle andre felt enn planeten og månen sitt gravitasjonsfelt i oppgave c.

En gjenstand slippes fra ro i punktet P. Se bort fra bevegelsen til planeten og månen.
Hvor lang tid tar det før gjenstanden treffer månen? Du kan ta utgangspunkt i koden ved siden av.
gamma = 6.67E-11
M = 2.60E26
m = 1.50E23
v = 0
t = 0
⁞
dt = 0.01
while ... :
print(t)
Fasit
(omtrent 41 minutter)
LøsningsforslagKI-generert
Gravitasjonsfeltstyrken er gravitasjonskraften per masse. Avstanden fra sentrum av planeten til P er :
Planeten har ingen atmosfære, så gravitasjonskraften er den eneste kraften på gjenstanden, og den mekaniske energien er bevart. Gravitasjonsfeltstyrken endrer seg mye på veien, så vi må bruke den potensielle energien , ikke . Med som massen til gjenstanden:
Massen forkortes bort:
Gjenstanden starter i ro og faller langs linja mot månen og planeten. Både planeten og månen ligger på samme side av gjenstanden, så begge gravitasjonskreftene peker samme vei, mot planeten. Kreftene øker når avstandene minker, så akselerasjonen er ikke konstant. Vi løser bevegelsen numerisk med Eulers metode.
La være strekningen gjenstanden har falt fra P. Da er avstanden til sentrum av planeten og avstanden til sentrum av månen . Newtons 2. lov gir
Gjenstanden treffer månen når avstanden til sentrum av månen er lik radien , altså når . Løkka går så lenge :
gamma = 6.67E-11
M = 2.60E26
m = 1.50E23
R = 2.30E7 # radius planet
d = 5.50E7 # avstand fra P til planetoverflata
r = 1.20E5 # radius måne
s = 1.00E7 # avstand fra P til månesentrum
v = 0
t = 0
x = 0 # strekning gjenstanden har falt fra P (positiv mot planeten)
dt = 0.01
while x < s - r:
avstand_planet = R + d - x
avstand_mane = s - x
a = gamma*M/avstand_planet**2 + gamma*m/avstand_mane**2
v = v + a*dt
x = x + v*dt
t = t + dt
print(t)
Programmet skriver ut
2479.1000000076924
Med gir programmet , så tidssteget er mer enn lite nok. Det tar , omtrent minutter, før gjenstanden treffer månen.
Vedlegg
Vedleggene i oppgavesettet til Fysikk 2 H2025. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).
Åpne på egen side: Faktavedlegg · Formelvedlegg · Programmeringsvedlegg