Tre klokker på linjen mellom to planeter
Lov på eksamen
- Skrivesaker, passer, linjal og vinkelmåler
- Vedlegg i oppgavesettet
Ingen kalkulator eller digitale verktøy. Vedleggene i oppgavesettet kan brukes på begge deler.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
I et tankeeksperiment ser vi på tre klokker som er på linjen mellom to planeter med massene og , hvor . Planetene er i ro.
Klokke 1 er like langt fra sentrum av planeten med masse som klokke 3 er fra sentrum av planeten med masse . Klokke 2 er i et punkt hvor gravitasjonsfeltstyrken fra planetene er like store.
Hva er riktig rekkefølge for hvor raskt klokkene går, fra tregest til raskest?
Fasit
B
LøsningsforslagKI-generert
Ifølge den generelle relativitetsteorien går en klokke saktere jo dypere den er i gravitasjonsfeltet, det vil si jo lavere den potensielle energien per masse er der klokka befinner seg. Vi ser på bidragene fra begge planetene:
- Klokke 1 og klokke 3 er like nær hver sin planet, men klokke 1 er nær den tyngste planeten. Bidraget fra den nære planeten dominerer, så klokke 1 ligger dypest og går tregest.
- Langs linjen mellom planetene er gravitasjonsfeltet et mål på hvor raskt den potensielle energien endrer seg. Der feltene fra planetene er like store og motsatt rettet (klokke 2), er den potensielle energien størst, siden feltet på begge sider peker bort fra dette punktet. Klokke 2 går derfor raskest.
Rekkefølgen fra tregest til raskest er 1, 3, 2.
Vedlegg
Vedleggene i oppgavesettet til Fysikk 2 V2024. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).
Åpne på egen side: Faktavedlegg · Formelvedlegg · Programmeringsvedlegg