Baggrundsviden - Experimentarium

Forsøg og opgaver til astronomi.Kære lærere og elever.Her er nogle idéer til øvelser og opgaver I kan lave i forbindelse med undervisning iastronomi. De fleste øvelser er lettet at udføre, men der skal afsættes tid til forberedelse.Materialet her blev oprindeligt udviklet af projektet ‘Børn af Galileo’ ved Michael Svalgaard,Erland Andersen og Carsten Skovgård Andersen.Børn af Galileo er et langt undervisningsforløb på 9 dobbeltlektioner, hvor eleverne arbejderintenst med astronomi, bygger kikkerter i klassen og får besøg af en amatørastronom som en del af undervisningen. Der er derfor materiale til ca 7 dobbeltlektioner idette materiale.Børn af galileo kører stadig som et projekt: www.boernafgalileo.dkExperimentarium har, efter aftale, arbejdet vider på idéen og materialet, og udvikletAstronomi Værkstedet.Prioritering af eksperimenterne:Hvis I arbejder med astronomi som emne, men skal prioriterer mellem opgaverne fordi Iikke kan nå alle eksperimenterne, vil forfatterne foreslå atI begynder med A) Modelforsøg om Solen, Månen og Jorden. Derefter kan I vælge mellemB) ’Forsøg der forklarer solsystemets udvikling’ og C) ’Forsøg med rumfart’. Senere kan Ilave de eksperimenter I ikke nåede i denne omgang.Forfatter og udvikler:August 2007, Erland Andersen og Carsten Skovgård Andersen, Børn af Galileo.Redaktion:August 2009, Maya Høffding Nissen, Experimentarium.1Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Oversigt:A) Modelforsøg om Solen, Månen og Jorden• Solens bevægelse på himlen i dagens løb• Skyggen fra clipsen• Hvorfor er der årstider på Jorden?• Skifter månen form?• Lav modeller af solsystemet.• Hvad fortæller stjernernes farve os?• Hvorfor er himlen blå og solnedgangen rød?B) Forsøg der forklarer solsystemets udvikling• Hvordan mener astronomerne at Solen og Jorden er blevet dannet?• Hvorfor tændes en nyfødt stjerne?• Hvorfor ligger alle planeterne i samme bane som Jorden?• Hvorfor bliver planeterne liggende i det samme plan?C) Forsøg med rumfart• Hvordan opsendes en raket?• Hvordan kan raketten bevæge sig i rummet?• Forsøg med faldende mønter - hvordan kommer satelitter i kredsløb?• Hvorfor slynges planeterne ikke væk fra solen? - tyngdekraften• Hvordan bliver man vægtløs? - lav en vægtløshedsmåler• Hvorfor bremses satelitten ikke? - Lav en luftpudebåd• Hvornår skal man bruge rumdragt?D) Andre forsøg med astronomi• Lav forsøg med runfart på ESA’s uddannelses-side• Hvad er Big Bang, spiralgalakser, supernovaer og sorte huller?• Bliver universet større?• Hvordan kan astronomerne måle afstanden til en stjerne?• Bremselængde• Udforskning af Mars• Hvordan er livet opstået - Hvad er betingelserne for at liv kan eksisterer?2Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Solens bevægelse på himlen i dagens løbFormål: at lære om Solens bevægelse på himlenI skal bruge:En spånplade 30cm x 30 cm,en pind på 5 cm,en boremaskine,papir,tape,et kompasen blyant.Sådan gør I:Bor et 1 cm dybt lodret hul midt ispånpladen og stik pinden ned i,så den står lodret op og når 4 cmover pladen.Lav et hul midt i papiret og lægdet ned på pladen, sådan at pindenstikkes gennem hullet i papiret.Tape papiret fast. Tegn en pil i den ene retning og skriv Nord på pilen. I modsat retningaf Nord skrives Syd.Se i retningen af ” Nord-pilen” på papiret og skriv Øst til højre og Vest til venstre på papiret.Find retningen Nord med et kompas og læg om morgenen pladen vandret ude i solskinnet,sådan at pilen peger mod Nord.Fra pinden i midten går der en skygge. Hver time tegner I en prik, der hvor skyggen ender.I må gerne fortsætte efter skoletid.Til sidst skal I tegne en linie gennem alle prikkerne. I har nu målt og tegnet, hvordan solenhar bevæget sig i dagens løb. Markér med en pil på kurven, hvilken vej skyggen bevægersig.Arbejdsspørgsmål:I hvilken retning flytter skyggen sig?Hvordan bevægede solen sig i løbet af dagen?Lav samme forsøg på en solskinsdag på en anden årstid. Er skyggen da kortere eller længere?Skyggen er længere den _____________(dato) end den er den_____________3Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

BaggrundsvidenMere om Solens bane på himlen:Jorden drejer rundt om solen en gang i løbet af et år. Det er med til at give os årstider.Samtidig snurre orden rundt om sig selv en gang i døgnet. Det er det der gør at vi hardag og nat.På ækvator drejer man rundt om Jordens akse med 1667 km/t, fordi der er 40.000 kmrundt Danmark roterer rundt om Jordens akse med ca.1000 km/t, fordi omkredsen påvores breddegrad er mindre.Solen står op i øst, fordi Jorden roterer mod øst. Vi ser at Solen står op, når vi drejer ind ilyset. På samme måde ser vi, at Solen går ned i vest, når vi drejer ind i skyggen.Husk på, at I ikke må se på Solen. Hvis nogen stirrede mod solen i blot få sekunder, villederes øjne tage alvorligt skade.Gode hjemmesider og søgeordSøgeord: ‘solen’ for gode illustrationerHjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’4Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Skyggen fra clipsenFormål: at vise Jordens rotationI skal bruge:En overheadprojektor,en globus,en papirclipslidt tapemørke gardiner.Sådan gør I:Bøj en ende af tråden i papirclipsen op, sådan at denstikker lodret op fra papirclipsen.Tape clipsen fast på Danmark på globussen. Nu stikkerder en pind lodret op fra jorden.Rul gardinerne ned. Tænd en overheadprojektor, sådanat den lyser ind på globusen fra siden. Det er ligesomSolen, der lyser lodret ned på ækvator.Billedforkaring1. Det er nu middagstid i Danmark. Man ser en skyggepege mod Nord, ligesom ude i solskinnet, hvor Solenstår i syd.2. Globen drejes mod øst. Det svarer til eftermiddag iDanmark. Solen står i sydvest så skyggen peger modNordøst.3. Globen drejes længere mod øst. I Danmark er detsnart aften. Solen er næsten kommet over til Vest,fordi Jorden hele tiden drejer mod øst. Skyggen er tætpå at pege mod øst. Skyggen er blevet lang, fordi lysetfalder mere skråt.Arbejdsspørgsmål:Se på skyggen fra pinden i Danmark. Drej jeres globus mod øst – mod uret set fra Nordpolen.Drejer pindens skygge på samme måde som skygger normalt gør udenfor?5Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

BaggrundsvidenTiden forskellige steder på Jorden:På dette verdenskort kan I se, hvordan lande på samme lændegrad har samme tid. Deligger i samme tidszone.Kortet er fra NASA.Dog har mange lande rykket tiden en time frem for at få samme tid som deres nabolande.F.eks. har Spanien samme tid som Frankrig, Tyskland og Danmark. Egentlig ligger Spanienpå samme lændegrad som England. Kan I finde andre eksempler?Jorden drejer 15 grader mod øst hver time.Når man flyver 15 grader mod øst, skal man stille sit ur 1 time frem.Når man flyver 15 grader mod vest, skal man stille uret 1 time tilbage.Gode hjemmesider og søgeordSøgeord: ‘jordens rotation’ for gode illustrationerHjemmesider:• climateminds.dk - under ‘jordens bane omkring solen’• rummet.dk• dmi.dk - under ‘solen, månen og Jorden - en tegneserie’6Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvorfor er der årstider på Jorden?Formål: at lære om årsagen til at årstiderne skifterI skal bruge:Gardiner,en bordlampe uden skærmen globus.Sådan gør I:Sæt lampen midt i lokalet.Tag globen og gå rundt om lampen mod uret, på samme måde som Jorden drejer rundtom Solen,Drej samtidigt Jorden rundt om sig selv som en karrusel.Læg mærke til at en globus hælder 23,5 grader. Når Jorden er på den ene side af lampen,er Sydpolen belyst, og samtidigt har Nordpolen i nat i hele døgnet.Men når Jorden er kommet til den modsatte side et halvt år senere, vil Nordpolen hældeind mod ”Solen”, mens Sydpolen vil ligge i skygge.Det er juni. Jordens Nordpol hælder lidt indmod Solen. Der er midnatssol, men på Sydpolener der nat hele døgnet. I Danmark er det sommer.I Sydafrika er det vinter.Det er januar. Jorden er drejet om på denanden side af Solen. Jorden hælder på sammemåde. Derfor får Sydpolen meget lys,mens Nordpolen ligger i skygge hele døgnet.Årstider på andre planeter:Hvis Jordens akse havde hældt mindre end 23,5 grader, ville der være mindre forskel påårstiderne. Hvis jordaksen havde hældt mere, ville der være større forskel på årstiderne.7Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Tænk, hvis Jorden var væltet. På billedetligger globusen ned, sådan ataksen fra Sydpolen til Nordpolenrammer Solen. Drej den liggendeglobus om sin akse. Man kan se, atder ville være midnatssol på hele dennordlige halvkugle i hele sommeren.Andet billede viser globussen et halvtår senere med den væltede akse. Nuer det den sydlige halvkugle der hardag hele tiden. På den Nordlige halvkuglevil Solen ikke stå op på denårstid.Planeten Uranus har en akse, der liggerned parallelt med banen om Solen.Uranus er væltet på samme mådesom globen er på de to billederneoven for.Arbejdsspørgsmål:Jordens årstider varer hver tre måneder, fordi det er ¼ af et af jordens omløb rundt omSolen (1 år). Hvordan står jorden i forhold til solen på de 4 forskellige årstider?Hvordan ville jorden stå i de 4 årstider, hvis jorden ikke roterede om sig selv?Vis et omløb om Solen for Uranus med en globus, mens du drejer planeten om sin akse.Hvornår er det nat og dag på polerne? Og på ækvator?Uranus bruger 84 år på at nå rundt om Solen. Hvor lang tid varer en årstid på Uranus?Mars´ akse har samme hældning som Jordens. Mars drejer rundt omkring Solen på ca. 24måneder. Hvor mange måneder varer sommeren på den nordlige del af Mars?Gode hjemmesiderHjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’8Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Skifter månen form?Formål: at lære om månens faser og om tidevandetI skal bruge:En overheadprojektor,en bordtennisbold elleren lille bold (helst massiv – ellers er den gennemsigtig)et bor,en pind,et mørkt gardin.Sådan gør I:Bor et hul i en bordtennisbold eller i en lille bold ogsæt pinden i.Mørklæg lokalet og lad overheadprojektoren kaste sitlys på bordtennisbolden. Projektoren skal forestille Solen.Et stykke foran projektoren står en elev og drejer rundtom sig selv venstre om. Eleven forestiller en person påJorden. En anden elev går rund om ’Jorden’ - langsomtimod uret med den lille bold, der skal ligne månen.’Månen’ er kommet én gang helt rundt om Jorden, når ’Jorden’ har drejet ca. 29 gangeom sig selv.Halvmåne: Månen og Jorden tilbagekaster begge Solens lys. Skyggesiden har nat. Der erhalvmåne, når halvdelen af månens dag vender mod os. Lyset kommer her fra venstre, ogmånens står vinkelret på den retning.Arbejdsspørgsmål:Lav en opstilling med solen (en projektor), Jorden (en globus) og månen (en bordtennisbold)som på billedet.Hvordan ser månen ud fra Jorden, når den i modsat retning af solen, med Jorden imellem?Hvordan ser månen ud fra Jorden, når den står mellem Jorden og solen?Hvordan ser månen ud, når den står vinkelret på retningen til Solen?Hvornår er næste fuldmåne? og nymåne?Hvor mange dage er der mellem to fuldmåner? og fra halvmåne til fuldmåne?Hvad er forskellen på nymåne og Måneformørkelse?9Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

BaggrundsvidenMånen bevæger sig hele tiden til venstre, set fra Jordens nordlige halvkugle. Når den bevægersig væk fra Solen er den tiltagende. Efter at den har været fuld, bevæger den sigigen hen mod Solen. Den er så aftagende indtil den igen er ud for Solen.Fra Jorden kan man næsten ikke se månens nat. Omkring nymåne kan man ane månensnat på grund af jordskin, altså genskind fra jordens overflade når solen skinner på den.Både Jordens og Månenslys er sollys, der er blevettilbagekastet.Månens faser1. Nymåne. Månen er mellemSolen og jorden, ogkort efter nymåne ser månenud til at være tæt påsolen. Men Solen er 400gange længere væk fra osend månen og Solen er400 gange så bred somMånen. Månen ses ikke, dakun dens bagside er oplyst.3. Første kvarter. Efter enuge er månen halv. Denstår 90 grader til venstrefor Solen. Månens højreside er oplyst. Den ses fraJorden om eftermiddagenog aftenen.5. Fuldmåne. Der er gået 2 uger siden nymåne.Når månen er i modsat retning af Solen, kan manse hele Månen hele natten.7. Tredje kvarter. Tre uger er gået. Kun halvdelenaf månen er oplyst af Solen. Den højrehalvdel ligger i skygge. Man ser denne halvmånesidst på natten og om formiddagen.1. Nymåne. Efter fire uger står månen igen nærved Solen på himlen.Månens faser - tegnet af NASASollyset kommer fra venstre.Månen vender altid samme side modJorden. Vi kan kun se den del, der eroplyst af Solen.Månen drejer en omgang omkringJorden på 29 dage – altså på godt 4uger. I løbet af de 4 uger har allesteder på månen haft en dag og ennat.Se månekalender på Tycho BrahePlanetariets hjemmeside.10Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Kan vi se planeternes rotation om solenI en kikkert kan man se, at planeten Venus også har faser. Jo mere den bevæger sig indforan Solen, des smallere ser Venus ud i en kikkert. Man ser kun det, der er belyst af Solen.Da Galilei så det i sin kikkert, var han sikker på, at Venus drejede omkring Solen. Andreplaneter har også faser som Venus.Månens vej på himlenMånen drejer langsomt mod øst (venstre), medens Jorden drejer under den. Derfor gårder ca. 6 timer og 12 minutter mellem ebbe og flod. Det er lidt mere end 6 timer, fordimånen altid bevæger langsomt mod øst.Man kan se, at månen rykker nærmere de stjerner, der står øst for den.Det tager 24 timer og 50 minutter inden månen er nået rundt til det samme verdenshjørne.TidevandMånen er ca. 81 gange lettere end Jorden, men den er dog står nog til at trække markanti Jorden. Jordens tyngdekræft holder månen på plads. Månens tyngdekraft trækker såmeget i Jorden, at vandet i havet hæver sig der hvor månen står. Det danner en bølge afhavvand, en tidevandsbølge. Jorden drejer rundt om sig selv under Månen, hvilket gør atbølger flytter med månen rundt. I løbet af ca. 1/4 døgn skifter det altså fra ebbe til flodeller fra flod til ebbe, der er altså 2 gange flod og 2 gange ebbe i løbet af et døgn.Når månen står i syd over Danmark, trække bølgen ind mod land, og op på stranden. Derbliver højvande. Det kaldes flod. Når månen står op eller går ned, trækker den vandetvæk fra stranden. Der er ebbe. Når Månen står over den modsatte side at Jorden, vil derogså være højvande hos os.Solen trækker også i vandet. Ved nymåne og ved fuldmåne virker Solen og Månen sammen.Så får tidevandet lidt større højdeforskel mellem ebbe og flod.Ved halvmåne modvirker deres træk hinanden. Så får tidevandet lidt mindre højdeforskelmellem ebbe og flod.Gode hjemmesider og søgeordSøgeord: ‘månens faser’ for gode illustrationerHjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’• Planetariets hjemmeside: tycho.dk - under ‘himlen netop nu’11Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Lav modeller af solsystemet.Formål: lære om afstande og størrelsesforhold i SolsystemetSolen er helt enormt stor i forhold til planeterne. Afstandene i Solsystemet er meget store.I kan få en fornemmelse af det ved at bygge en model af Solsystemet. Man kan finde inspirationtil modellen fra Tycho Brahe Planetariets hjemmeside. Tycho Brahe planetarietsmodel er 2 mia. gange mindre end Solsystemet.Det skal I bruge:Planeter og sol skal illustreres ved en rund ting i den rigtige størrelse. Find sandkorn,runde sten, frugter og bolde i de rigtige størrelser til de forskellige planeter. Hvis I skallave en model, der er 5 gange mindre, altså 1:10 mia. skal alle diametre og afstande skaldivideres med 10.000.000.000.Diameter i kmDiameter i modelleni mmMiddelafstandfra Solen i mio.kmSolen 1.400.000 140 0 0Merkur 4.880 0,5 57,9 5,8Venus 12.100 1,2 108,2 10,8Jorden 12.769 1,3 149,6 15Mars 6.790 0,7 227,9 22,8Jupiter 142.800 14,3 778,3 77,8Saturn 120.000 12,0 1427 142,7Uranus 51.000 5,1 2870 287Neptun 49.800 5,0 4497 450Afstand fra Soleni modellen imSådan gør I:Læg ”Solen” midt på en stor plads. Mål afstanden fra solen ud til de forskellige planeter.Placer planeterne i den rigtige afstand fra solen – enten på en linje eller i forskellige banerForslag til gennemgang med hele klassen:Hele klassen skal nu sammen gå en tur ud gennem solsystemet. Mål afstanden og stopved hver planet.12Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Baggrundsviden:Find inspiration og information om solsystemetFølgende hjemmesider og søgeord er gode at søge på hvis man vil vide mere om solsystemet,solen og de enkelte planeter:• Rummet.dk• Tycho Brahe Planetariets hjemmeside• De 9 planeter• Hubble teleskopet• Rundetårn• Kitts astronomiAndre Stjerner:Solen er en stjerne. Den virker bare langt større, fordi den er tæt på. Sammenlignet medandre stjerner er Solen faktisk en meget lille stjerne. Stjerner er enorme kugler af gas. Indeniforegår der kernereaktioner, hvor atomkerner smelter og frigiver energi. Den energier kilden til stjernernes lys og varme hele deres levetid.I modellen, hvor Jorden er 15 m fra Solen, ligger Solens nærmeste stjernenabo ca. 4.000km væk! I modellen flytter jorden sig 30 m på et halvt år. Sigtelinien fra Jorden til enstjerne ændres derfor kun utroligt lidt på grund af Jordens årlige bevægelse. Alligevel kandenne lille bitte ændring i sigtelinien til nogle stjerner måles med astronomiske teleskoper.Man kan på den måde bevise, at Jorden bevæger sig.Lys i rummet.Lys er bølger, der bevæger sig gennem luften med en hastighed på 299.792 km i sekundet.Lys kaldes også elektromagnetiske bølger. Det taget lyset 8,3 minutter at nå fra Solentil Jorden, og omkring 5,5 time at nå ud til Pluto og omkring 4 år for at komme ud tilden nærmeste stjerne.Den tid lyset tilbagelægger på 1 år, kaldes et lysår. Det lys, vi ser fra stjernerne, på himlener altså flere 100, 1000 eller millioner år gamle.Arbejdsopgave: Lysets hastighedLyset bevæger sig med ca. 300.000 km i sekundet. Det når frem fra Solen til Jorden på ca.8 min. I modellen 1:10mia. bevæger lyset sig 3 cm på et sekund. Det er 108 meter på entime.Hvor lang tid ville det vare at gå i modellen fra Solen til Neptun med den fart?13Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvad fortæller stjernes farve os?Formål: at lære om lys og farverI skal bruge:En vandforstøver,en vandslange eller et springvand,Sådan gør I:Stil dig med Solen i ryggen og sprøjtvand fremad. Det er muligt at lave enregnbue. Flyt strålen rundt indtil du kanse en regnbue.Forklaring:Solens lys er hvidt, men det er sammensataf alle regnbuens farver. Nårlyset går gennem en vanddråbe afbøjes farverne forskelligt. Det blå lys afbøjes meget, ogdet røde lys afbøjes mindre. Derfor ser du farverne adskilt i en regnbue.I skal bruge:en glasprisme eller et optisk gitter.Sådan gør I:Prøv at holde et glasprisme op i lyset. På et bestemt sted ser du også en regnbue. Det erfordi farverne skifter retning, når lyset går gennem glasset.BaggrundsvidenRegnbuen i regnvejrVanddråberne i modsat retning af Solen adskillersolens hvide lys i de farver, det beståraf. I den inderste regnbue er den røde farveyderst, fordi det røde lys afbøjes mindst. I densvage ydre regnbue har dråberne spejlvendtrækkefølgen, så at den røde farve er inderst.Foto: Randers HF14Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Prismens regnbuePrismet adskiller det hvide lys i bl.a.violet, blåt, grønt gult og rødt. Det rødelys afbøjes mindst.Stjernes farverAstronomerne undersøger farvernestjernernes lys. Derved kan de måle,hvilke grundstoffer, der er øverst i hverstjerne. De kan også beregne, hvor hurtigtstjernen bevæger sig væk fra os eller hen mod os. Desuden kan de beregne, hvorvarm stjernen er, hvor gammel den er, og hvor stor den er. Lyset fra en stjerne fortællerutroligt meget om stjernen. Nogle gange kan man også måle, om en stjerne har planeter.Lyset, som jorden kaster tilbage kan undersøges. Det kan fortælle, at der er meget ilt ijordens atmosfære. En eventuel fremmed civilisation vil derfor kunne måle, at der erplanter på jorden. Endnu har vi ikke målt meget ilt i en anden planets atmosfære.15Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvorfor er himlen blå og solnedgangenrød?Formål: at lære om hvordan himlen får farveI skal bruge:En overheadprojektor,et stort glas vandlidt skummetmælk.Sådan gør I:Sæt et stort glas med vand på en overheadprojektor ogtænd den.Hæld nogle få dråber skummelmælk i vandet.I ser, at glasset bliver lidt blåligt, og at lyset på skærmenbliver rødligt.Forklaring:Projektorens hvide lys adskilles af mælken. Men hvidt lysbestår af alle regnbuens farver. Det blå lys afbøjes meget,og det røde lys afbøjes mindre. Glasset bliver blåt, fordidet blå lys afbøjes mest. Det røde lys afbøjes mindre, sådet når den lange vej gennem mælke-vandet og rammerskærmen i den rødlige ring inden for glassets kant.BaggrundsvidenHvorfor er himlen blå?Solens lys er hvidt. Det hvide lys består af alle regnbuens farver. Luften afbøjer det blå lysmest. Derfor bliver himlen blå.Hvorfor er solnedgangen rød?Når Solen står lavt på himlen, passerer dens lys en meget længere vej gennem jordensatmosfære. Derfor afbøjes selv den røde farve så meget så meget, at solopgangen ogsolnedgangen bliver røde. Månen bliver også rødlig, når den står lavt på himlen. Månenslys kommer fra Solen og kastes tilbage fra Månen. En planet bliver også rødlig, når denstår op eller går ned.Hvorfor er himlen sort uden for jordens atmosfære?Rejser man over atmosfæren med et rumskib, vil man se himlen helt sort. Det er fordi,der ikke er noget luft, der afbøjer lyset. Man kan så se stjerner og planeter, selvom Solener fremme.16Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvordan mener astronomerne at Solen ogJorden blevet til?Formål: at lære om Solsystemets tilblivelseEleverne undersøger på nettet. Aktiviteten giver eleverne en forklaring på stjerners tilblivelseog om hvordan planetsystemet blev dannet.Gode hjemmesider og søgeord, hvis man vil læse mere:Søgeord: ‘solsystemets dannelse’Hjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’• Planetariets hjemmeside: tycho.dk - under ‘himlen netop nu’• De ni planeterBaggrundsvidenStjerner er enorme kugler af gas. Indeni foregår der kernereaktioner, hvor atomkernersmelter og frigiver energi. Den energi er kilden til stjernernes lys og varme hele deres levetid.Stjerner dannes i store gasskyer i rummet. Gas og støv trækkes sammen af tyngdekraften.Det begynder at rotere om et centrum. I kernen begynder kernereaktioner, og derfrigives energi - stjernen lyser.Solen er en stjerne. Den virker bare langt større, fordi den er tæt på. Sammenlignet medandre stjerner er Solen faktisk en meget lille stjerne. Solen brænder lige nu stabilt og vilgøre det de næste mange milliarder år. Andre stjerner lever kortere eller længere end Solen.Det afhænger af deres størrelse - jo større stjerne, jo kortere levetid. Når Solen dør,bliver den en rød kæmpestjerne. Store, tunge stjerner ender som gigantiske supernovaer.En supernova er en gigantisk eksplosion i rummet. Det er kæmpestjerner, der eksploderer,når de brænder ud.Supernovaer er vigtige brikker i universets udvikling. Ved supernova eksplosioner spredesen masse tunge grundstoffer ud i rummet, og er med til at bygge nye stjerner og planeter- og liv.17Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvorfor tændes en nyfødt stjerne?Formål: at forstå hvorfor stjernedannelse giver varmeI skal bruge:en cykelpumpeen cykelSådan gør I:Pump en cykel. Hvordan føles ventilenlige efter, at du har pumpet?Prøv også at pumpe uden cykel, mens duholder fingeren foran hullet i pumpen, såluften pifter ud. Det kan føles megetvarmt på fingeren.Forklaring:Ventilen bliver varm, fordi der er blevetpresset luft sammen. Fingeren følesvarm, når man presser luft sammen på den.Det samme sker når en stjerne dannes. Gassen trækkes ind i stjernen og presses sammen.Til sidst er stjernen blevet så varm inde i midten, at der startes fusion af hydrogen -en slags ”brintbombe”. Dette giver stjernen energi til at lyse.BaggrundsvidenMere om stjernens liv:I universet findes gigantiske skyer af gas og støv. Dette støv og gas kan begynde at trækkesig sammen og danne en klump i midten. Gas og støv udenom trækkes ind mod centrumaf tyngdekraften og begynder samtidig at roterer. Når klumpen i centrum er blevetmeget stor, begynder trukket at stige. Når trykket er højt nok starter der en kernereaktionmhvor atomerne smelter sammen. Det afgiver så meget energi at stjernen begynderat udsende lys, og stjernen tændes på himlen.Stjerners liv afhænger af hvor store de er. Små stjerner lever længere end store stjerne.Vores sol er relativ lille. Eksperterne mener at solen kan leve i ca 5 milliarder år endnu,enden den udvider sig til at blive en rød kæmpestjerne, så er energien opbrugt, og solendør. Når stjernen dør, synker stjernens indre sammen og bliver varmere. Men stjernensydre lag udvider sig meget og bliver koldere. Det ender med at stjernen eksploderer, ogblæser det meste af sin gas ud i rummet. Senere kan gassen blive samlet til nye stjerner.De største stjerner eksploderer til sidst som en supernova.18Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Gode billederPå ”Google Earth” kan du finde billeder af ‘Crab Nebula’ – Krabbetågen, som er resterneaf en supernova og billeder af Oriontågen M42, hvor man ser hvordan stjerner blive dannet.Se Hubbleteleskopets fantastiske billeder på:hubble.nasa.gov under ‘multimedia’Billedforklaring:Til højre vises et af Hubbles billeder af OriontågenM42.Fire enorme stjerner er netop begyndt at lyse pågrund af sammentrækningen af gas. De lyser så kraftigtat hele tågen gløder som et neonrør. Derfor kanman skelne over 3000 andre nydannede stjerner iOriontågen.Gode hjemmesider og søgeord, hvis man vil læse mere:Søgeord: ‘stjernedannelse’, ‘stjerner fødes’Hjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’• Planetariets hjemmeside: tycho.dk• De ni planeter19Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvorfor ligger alle planeterne i sammeplan som jorden?Formål: at forstå hvordan planeterne kom i kredsløb omSolenI skal bruge:en kontorstolet stort frit områdeSådan gør I:Hold ben og arme strakte, mens du roterer påen kontorstol. Træk derefter ben og arme indmod kroppen.Hvad sker der med rotationen?Forklaring:Du kom i hurtigere rotation, da du trak armeog ben indad.BaggrundsvidenSolen er dannet ud fra en stor sky af støv og gas, som roterede langsomt rundt om etcentrum. Da solen og solsystemet blev dannet, begyndte støv og gas at falde indad moddet centrum på grund af tyngdekraften og dannede solen. Det medførte at støvskyen begyndteat roterer hurtigere. Det støv og gas der ikke faldt ind i solen, dannede en lagrundt om solen, i et plan vinkelret på solens rotationsakse. Dette plan kaldes også for endisk af støv og gas. Støvet og gassen samledes sig med tiden til de planeter vi ser i dag,og derfor ligger de stadig i samme plan – vinkelret ud fra solen.Gode hjemmesider, hvis man vil læse mere:Hjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’• Planetariets hjemmeside: tycho.dk• De ni planeter20Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvorfor bliver planeterne liggende i detsamme plan?Formål: at forstå hvorfor planeterne befinder sig i sammeplanI skal brugeet cykelhjul – uden cykelSådan gør I:Hold forhjulet fra en cykel i akselskruernemed begge hænder. Lad en kammerattrække hjulet i rotation. Prøv derefter atvippe hjulet en lille smugle fra side til side.Hvad kan du mærke?ForklaringDu oplever at det stritter imod på en overraskendemåde. Det kaldes gyro-effekten.Det er den der gør, at man kan holde balancenpå en cykel i fart. Det er svært atholde balancen på en cykel, når man holderstille. Det er gyro-effekten, der gør, at snurretoppen ikke vælter og at frisbee'en kanholde retningen.Udvidet forsøg:I skal brugeEt cykelhjul – uden cykelEn drejeskive på gulvet, uden modstandSådan gør I:Stil jer på drejeskiven med det roterende hjul i hænderne. Hvis hjulet vippes lidt den enevej, begynder kroppen at dreje til den ene side. Hvis det vippes den anden vej, drejerkroppen tilsvarende i modsat retning.BaggrundsvidenPlaneterne holdes i Dyrekredsens plan (Solens bane på himlen) af kræfter i deres rotation.Derfor bliver de ved med at køre rundt gennem Dyrekredsen. Der er ikke mulighed for, aten planet kan bevæge sig væk fra Dyrekredsen.21Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvordan opsendes en raket?.Formål: at lære hvordan en raket kan opsendesI skal bruge:En raket-affyringsrappe,en plasticflaske,en cykelpumpelidt vandSådan gør I:Køb en raket-affyringsrampe(f.eks. Experimentarium’s butik eller Den gamle Skole:vare nr. J382)Foto: Den gamle SkoleFyld en plasic-sodavandsflaske en fjerdedel med vand.Gå ud på en stor græsplane og pres plastflasken ned påaffyringsrampen med åbningen nedad. Pump luft i flaskenmed en fodpumpe eller en cykelpumpe. Læn jerikke ind over flasken.Pludselig sprøjter vandet ud med stor kraft, og flaskenryger højt op.ForklaringRaketten flyver op, fordi vanden kastes nedad, og derved skubber raketten gennem luften.BaggrundsvidenEn rumraket virker på samme måde. I rumraketten er det en forbrænding, der kaster gassernedad med stor fart.Få flere idéer til sjove raketforsøg på Dansk Rumforskningsinstituts hjemmesideGode hjemmesider, hvis man vil læse mere:Hjemmesider:• rummet.dk• Planetariets hjemmeside: tycho.dk• nasa22Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvordan kan raketten bevæge sig i rummet?Formål: at lære om raketprincippetI skal bruge:To par rulleskøjterTo personeren basketballSådan gør I:Tager rulleskøjter påog stiller jer godt enmeter fra hinandenmed ansigterne modhinanden.Kast en basketball tilhinanden med så storkraft, at modtagerenlige netop kan gribebolden.ForklaringHvorfor kører de to baglæns efter hvert kast? Det er fordi de kaster bolden fremad. Raketprincippetsiger, at man selv skubbes i den modsatte retning af det man kaster. Johårdere man kaster, og jo mere masse man kaster fremad, des hurtigere ryger man selvbagud.BaggrundsvidenSådan styrer man i rummet:Raketter virker på samme måde. En vægtløs astronaut midt i et rumskib kan komme ud tilen væg ved at kaste noget den modsatte vej.Rumskibet kan forøge sin fart ved, at man lader en motor skyde gasser bagud.Rumskibetkan sænke sin fart ved, at man lader en motor skyde gasser fremad.23Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Ekstra forsøg med rulleskøjter:De to på rulleskøjter står tæt sammen med hænderne mod hinanden. De skubber samtidigt til hinandenmed hænderne.Lad først to lige tunge elever prøve forsøget.De kører begge baglæns lige hurtigt.Lad derefter en let og en tungere elev skubbe til hinanden, somvist på billedet. Hvadsker der? - Den lettestefår mest fart.Det er en fordel at være let, hvis man vil hurtigt afsted.Derfor har man opfundet flertrinsraketten.De tømte brændstoftanke kastes af, for at restenkan få mere fart på, når næste rakettrin tændes.Gode søgeord, hvis man vil læse mere:Søgeord: ‘raketprincippet’Hjemmesider:• rummet.dk• nasa24Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Forsøg med faldende mønterFormål: at forstå hvorfor en satellit kan komme i kredsløbom JordenHvordan kan en satellit eller et rumskib undgå at falde ned på jorden. Mange tror, attyngdekraften ikke virker i stor højde. Men, tyngdekraften virker heldigvis altid. I kan laveet lille forsøg, der viser, hvorfor en satellit kan være i kredsløb om jorden.I skal bruge:En træplade, enlineal eller entræliste, en skrueog to mønter.Sådan gør I:Skru listen fast itræpladens kant,som vist ovenfor.Læg de to møntertæt på hinanden.Skub dem ud over bordkanten samtidigt ved at dreje listen. De rammer jorden samtidigt.Lav også forsøget med en let og en tung mønt. Rammer de også jorden samtidigt? Ja,alle ting falder lige hurtigt, hvis der ikke er luftmodstand. I starten af et fald betyderluftmodstanden ikke meget. Så mønterne rammer jorden samtidigt.Læg nu mønterne længere fra hinanden. Skub dem igen ud over kanten ved at dreje listen.Den fjerneste mønt får det hurtigste skub, så den flyver længst. Hvilken af de tomønter vil først ramme gulvet?Prøv at lægge mønterne endnu længere fra hinanden, så at der bliver endnu større forskelpå deres faldbaner. Kan det passe, at mønterne igen rammer gulvet samtidigt? Ja det errigtigt. Det ændrer ikke faldet, at en af mønt samtidigt flyver hurtigt langs med jorden.ForklaringNår satellitten kommer i kredsløb omkring jorden, kommer den op i en højde der er nøjeafstemt med dens hastighed, så satellitten konstante er i frit fald omkring jorden. Mankan sige at satellitten hele tide falder lidt ved siden af jorden, og derfor konstant faldervidere, eller falder i ring. Hvis mønten kunne få fart nok på, ville den også kunne gå ikredsløb.Det er lidt samme princip der holder planeterne fast i deres bane omkring solen.25Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

BaggrundsvidenRumstationenDen Internationale Rumstation ISS bevæger sig med ca. 28.000 km/t i vandret retning.Samtidigt trækkes den i retningen ind mod Jordens midte på grund af tyngdekraften.Derfor falder den ved siden af Jorden. Den er i kredsløb omkring Jorden. Den kredser i enbane omkring Jorden ca. 400 km over jordoverfladen. Der er næsten lige så stor tyngdekrafti 400 kilometers højde, som der er på jorden. En meget lille luftmodstand sænkerdens fart så meget, at den til sidst ville styrte ned, hvis man ikke gjorde noget. Derfortænder man en gang imellem dens motor, for at bringe den tilbage til den ønskede højde.I ca. 100 kilometers højde er luften for tæt til, at man kan flyve hurtigt nok til at komme ikredsløb. Når man vil lande med et rumskib eller en rumfærge, sænker man dens fart såmeget, at den falder ned i luften i en skrå bane. Derved bremser luften så meget, at varmeskjoldetkommer til at gløde. Med en computer har man forinden beregnet, hvor landingenvil finde sted.En rumfærge lander på en bane. En rumkapsel lander med faldskærm.Gode søgeord, hvis man vil læse mere:Søgeord: ‘tyngdekraft’, ‘satelitter om jorden’,hjemmesider:• rummet.dk• nasa• niels bohr instituttet - under ‘spørg om fysik’26Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvorfor slynges planeterne ikke væk frasolen?Formål: at forstå at Jordens træk holder satellitten i sinbane - tyngdekraftenI skal bruge:En prop (eller en anden let genstand)stærk fiskesnøre (eller anden stærk snor)elektrikerrør,lodder (eller sten i en pose)Sådan gør I:Sav et stykke elektriker-rør på ca. 20 cm af.Bind en prop fast i et stykke 1m langt stærkt fiskesnøre,og stik snøren igennem elektrikerrøret..Bind et lod eller en lille pose med sten fast i denanden ende.Hold i elektriker-røret og slyng proppen rundt.ForklaringLoddet trækker i proppen, men proppen bliverikke trukket ind, fordi den roterer. Hvis man får proppen til at dreje hurtigere, løftes loddetlidt og proppen kommer ud i en større bane. Loddet illustrerer tyngdekraften i fx solen,og proppen illustrerer jorden (eller en anden planet). Jorden har en fast tyngdekraft.Det betyder at satellitter omkring jorden skal have en bestemt fart for at kunne holde deresbane. Hvis der er for langsomme, så falder de ned og hvis de er for hurtige, så slyngesde væk.Arbejdsspørgsmål:Prøv derefter at lade proppen miste fart. Hvad sker?Hænger man et tungere lod på, skal proppen snurre hurtigere for at undgå at blive trukketind. Prøv at hænge et tungere lod på og mærk forskellen.Hvad sker med proppen, hvis loddet tages af og snøren slippes, mens proppen roterer?Sæt et ekstra lod på snøren. Hvilken forandring er der sket?27Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

BaggrundsvidenSatellitterForsøget minder meget om en satellit, der kredser omkring jorden. Loddet trækker iproppen, lige som jordens tyngdekraft trækker i satellitten, så den ikke flyver væk. Hvistyngdekraften svigtede, ville satellitten flyve væk fra Jorden og aldrig komme tilbage. Mentyngdekraften svigter aldrig.Men man kan give satellitten mere fart på ved at tænde en raketmotor, der er rettet bagud.Den ekstra energi vil løfte satellitten op i en højere bane. På samme måde kommerproppen ud i en større kreds, når man slynger proppen hurtigere rundt. Men selvom satellittener fjernere fra jorden, vil den stadig være i kredsløb.I 200 km´s højde vil satellitten undgå at styrte ned, hvis dens hastighed er ca. 28 000km/t.Når farten forøges vil satellitten komme længere fra jorden. Hvis hastigheden kommer oppå ca. 36.000 km/t vil satellitten flyve væk fra jorden. Jordens tyngdekraft vil stadigtrække i den, men ikke nok til at holde den i kredsløb om Jorden. Efterhånden som satellittenkommer længere væk, bliver Jordens træk i den mindre og mindre. Men Jordenstyngdekraft vil stadig påvirke dens bane lidt. Man kan give satellitten så meget fart, atden flyver væk fra Jorden i retningen mod Månen, mod en planet eller i en anden retning.Proppen bliver trukket ind, når den mister fart. På samme måde kan man lande med etrumskib, hvis man tænder en raketmotor, der er rettet fremad, så den sænker rumskibetsfart. Kommer hastigheden under ca. 28.000 km/t, kommer rumskibet ned i atmosfærenog bremses yderligere. Når tyngekraften er større, kræves det at satellitten bliver hurtigere,hvis man vil undgå at den styrter. På samme måde trækker et tungere lod proppenind, hvis den ikke snurrer hurtigere.Planeterne er Solens satellitter.Solen har meget større tyngdekraft end Jorden, og den når derfor også meget længere udi rummet end Jordens. Planeterne drejer meget hurtigt rundt om Solen, for at kunnemodvirke solens tyngdekraft. Jordens fart er ca. 107.000 km/t. Det er ca. 30 km hvertsekund. Hvis Jorden mistede fart, ville den styrte ind mod Solen. Men det sker ikke.Solen vejer næsten tusind gange så meget, som planeterne vejer tilsammen. Planeternedrejer rundt om Solen, fordi Solen trækker i dem. De falder ikke ind i solen fordi de er ifart.Planeterne trækker også lidt i Solen. Derfor bevæger Solen sig meget langsomt rundt i enlille kreds inde i midten. Desuden roterer Solen omkring sin egen akse på 25 døgn vedsin ækvator og på 30 døgn ved sine poler.28Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvordan bliver man vægtløs?Formål: at forstå at vandet er vægtløst, når det falder fritI skal bruge:Et bor,en plastflaske,vandSådan gør I:Bor tre små huller med 1mm bredde ien plasticflaske eller en plastikdunk. Ethul nederst på siden, et midt på sidenog et øverst. Gå udendørs og fyld vandi. Tab flasken og grib den igen.ForklaringUnder faldet stopper det med at sprøjtefra alle tre huller. Før og efter faldersprøjter der vand ud af hullerne. Detsprøjter mest fra det nederste hul, forditrykket er størst i dybden. Det ved alle,der har prøvet at dykke i en svømmehal.1: Vandet sprøjter ud på grund af vægtenog trykket2: Vandet er vægtløst og trykker ikkeHvorfor er der intet sprøjt under faldet? Det er fordi der ikke er tryk på vandet. Trykket ivand skyldes, at vandet vejer noget. Når man dykker længere ned, bærer man en størrevandmasse. Derfor oplever man et større tryk. Under faldet vejer vandet ingenting. Derfortrykker det ikke. Derfor sprøjter det ikke ud af hullerne. Alt er vægtløst, når det falderfrit.Prøv at kaste vandflasken opad. Både på vej op og på vej ned i faldet er der ikke nogetsprøjt. Vandet er vægtløst i hele faldet – både på vej op og på vej ned. På samme måde erdu også vægtløs, når du springer. Du er vægtløs under hele springet fra dine fødder harforladt jorden til du lander igen. I start og landing vejer du meget mere, end du plejer.Det kan man mærke- og det kan man måle, hvis man springer fra en vægt eller lander påen vægt. Men under springet er man vægtløs.Astronauter er heller ikke vægtløse under start og landing. Da presses de ned i sædetmed stor kraft. I rummet presses de også, så længe raketmotoren er tændt. Men der erstort set vægtløse under kredsløbet rundt om jorden - på samme måde som I er vægtløse,når I springer. På jorden og i rummet gælder de samme naturlove.29Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Lav en vægtløshedsmålerFormål: at forstå at alt er vægtløst, når det falder fritI skal bruge:En plasticslange, en magnet der så bred som slangensindre diameter, en skrue, en mur-dyvel, ensnor og en mindre slange, der passer i den storeslanges indre bredde.Sådan gør I:I en klar plastslange indsættes en magnet i denene ende.En jernskrue, der er fastskruet i en mur-dyvel, kantrækkes væk fra magneten med en snor.Et rør i slangen stopper skruen, så den kun kantrækkes ned til en bestemt afstand fra magneten.Afstanden fra magneten til skruen gøres så stor, atmagneten netop ikke kan løfte skruen.Slangen skal holdes med magneten øverst og medskruen trukket ned.Taber man slangen, hopper skruen straks op medet smæld.Forklaring:Fordi magneten og skruen falder lige hurtigt. Underdet frie fald bliver de begge vægtløse. Skruentrækkes op, fordi den ikke vejer noget under detfrie fald.Kast slangen opad. Skruen trækkes op til magneten igen, fordi vejen opad er en del af detfrie fald. På grund af kastet går det frie fald i begyndelsen opad – på samme måde somnår du kaster en bold eller under parabolflyvning. Under parabolflyvning falder flyet frit iet stykke tid – og i den tid er passagererne vægtløse.Hold slangen i hånden og hop. Skruen springer op. Det viser at du også var vægtløs underhoppet. Din vægt var næsten nul. På samme måde oplever en astronaut vægtløshedunder et kredsløb om Jorden.Find flere forsøg om vægtløshed på Bellahøj Skoles hjemmeside: vælg Stjernekammeretog Kroppen i rummet.30Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvorfor bremses satellitten ikke?Formål: at forstå hvorfor en satellit i høj bane ikke bremses– princip fra luftpudebådI skal bruge:et låg til en æggebakke,en wc-rulle,tape ogen saksSådan gør I:Klip låget af æggebakken.Sæt rullen ovenpå og tegn en cirkel rundt om.Klip et hul langs stregen.Sæt rullen i hullet, og tape de små huller til.Når I puster i rullen, kommer æggebakken til at svævei kort tid.En anden mådeI kan også bruge:En kasseret CD,et bor,en plast-filmdåse,limen ballonSådan gør I:Bor et 3mm hul i CD-skiven og et lidt større hul i bunden af filmdåsen.Lim filmdåsen oven på CD-skiven i midten, så der er hul igennem. Vent til limen er tør.Pust ballonen op og sæt den over filmdåsen.ForklaringCD-en og æggebakken vil svæve på bordet. Skubber man til den, stopper den ikke. Gnidningskraftenmangler! En luftpudebåd gnider kun lidt mod jorden. Derfor fortsætter denmed jævn fart, uden at nogen skubber på. Den stopper først, når den bremses af en kraft.31Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

BaggrundsvidenSatellitter fortsætter og fortsætterVi er vant til at gnidningskraften stopper alle køretøjer. Slukker man for motoren, vil destoppe.I rummet er der næsten ingen gnidningskraft. Derfor kan en satellit fortsætte i lang tiduden at få tilført energi. Den bliver i sin bane.Dog bremses satellitter i lav bane lidt af en uhyre tynd luft i rummet tæt på Jorden. Derforskal man en gang imellem tænde raketmotoren på lavtkredsende satellitter.32Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvornår skal man bruge rumdragt?Formål: at vise at vand koger i vakuumI skal bruge:En plastsprøjte og en kop med varmt vand på f.eks. 50 grader C – ikke så varmt at nogenbrænder sig.Sådan gør I:Sug lidt varmt vand ind i sprøjten. Sæt fingeren for og træk hurtigt i stemplet, så der bliverundertryk inde i sprøjten.Vandet koger i kort tid ved 50 grader C. Du brænder dig ikke på dette kogende vand.ForklaringVi er vant til at vand koger ved 100 grader C. Når man opvarmer vand, kommer der smådampbobler i vandet. Men lufttrykket presser boblerne sammen igen. Man hører det somen syden i en kedel vand, der endnu ikke koger.I trak i stemplet. Trykket blev så lavt, at selv lunkent vand kom i kog. I vakuum er der sletingen luft. I vakuum koger selv koldt vand.Over Jordens atmosfære og på Månen er der vakuum. Ingen luft trykker på astronauten,hvis han er på rumvandring uden for rumskibet. Derfor ville astronautens blod straks begyndeat koge, hvis han tog sin rumdragt af. Derfor skal astronauter have en lufttæt rumdragtpå med tryk i, når de er på rumvandring uden for rumskibet. Hvis to astronauter erpå rumvandring, må de tale med hinanden gennem radio, for der er ingen luft mellemdem, som lyden kan udbrede sig igennem.33Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Lav forsøg med rumfart på ESA`s uddannelses-sideFormål: at lære om rumfartAktiviteterne på hjemmesiden kan give eleverne:• Nogle sjove eksperimenter om Astronomi ‘on line’• De samler viden om Solsystemet• De kan finde en video om livet på Rumstationen• Siden kan vise sjove ting om moderne teknologi• Eleverne kan besøge en astronaut på den internationale rumstation34Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvad er Big Bang, spiralgalakser, supernovaer,sorte huller, neutronstjerner, hvidedværge?Formål: at eleverne får svar på deres spørgsmål om detforunderlige univers og dets tilblivelseEleverne søger på nettet. Aktiviteten giver eleverne en forklaring på nogle af de mysterierder er i universet, samtidig med at de øver sig i at søge viden på nettet.Gode hjemmesider, hvis man vil læse mere:Hjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’• Planetariets hjemmeside: tycho.dk• De ni planeter35Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Bliver universet større?Formål: at lære om universets udvidelseI skal bruge:En ballonen sprit-tuschSådan gør I:Pust ballonen lidt op.Sæt prikker på ballonen med en tus. Det skal forestillegalakser.Pust ballonen mere op.I ser at der nu bliver længere mellem prikkerne. Påsamme måde bliver der længere mellem galakserne,efterhånden som rummet udvider sig.BaggrundsvidenMere om rummets udvidelse:Rummets udvidelse startede med Big Bang for 13,7mia. år siden. Allerede en milliard år senere var deropstået et enormt antal galakser. Siden da har rummetudvidet sig mange gange. Derfor er der blevetlængere mellem galakserne. Hvis du hører en ambulance,der kører væk, vil lyden høres dybere, end når den kører hen imod dig. På sammemåde bliver lyset rødligt fra en galakse, der hurtigt fjerner sig. Lyset bliver trukket ud afuniversets udvidelse. Rødt lys er det synlige lys, der har den største bølgelængde.Astronomerne har opdaget at universet udvider sig hurtigere og hurtigere. De forklarerdet med at, der må være noget mørkt energi, der skubber på. Det tyder på at den mørkeenergi har over 17 gange så meget energi som alle universets stjerner tilsammen! Mankan også måle at der findes mørkt stof, der holder galakserne sammen. Det mørke stofhar ca. 5 gange så stor masse som alle universets stjerner tilsammen!Gode hjemmesider, hvis man vil læse mere:Hjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’• Planetariets hjemmeside: tycho.dk36Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvordan kan astronomerne måle afstandentil en stjerne?Formål: at eleverne lærer hvordan astronomerne kan måleafstandeI skal bruge:Nogle stokke eller sine to tommelfingreEn græsplæneSådan gør I:Stik nogle stokke i jorden. Sæt dig på hug oghold en stok lodret hånden med strakt arm. Holden anden stok ud for din albue med den andenhånd.Sigt mod stokkene i jorden. Se første med detvenstre øje, mens det højre holdes lukket. Sederefter med det højre øje, mens det venstre holdeslukket.Forklaring:Det venstre billede er taget ved venstre øje. Dethøjre billede er taget ved højre øje. Der er forskelpå billederne – på samme måde som man opdageren forskel, når man lukker det ene øje og åbner detandet.Den nærmeste lyse stok ved albuen flytter sig meget,når man skifter fra det ene billede til det andet.Stokken med det orange mærke i hånden er længerevæk. Den flytter sig mindre. Stokken med det blåmærke er endnu længere væk, og den flytter sigendnu mindre. Jo længere væk noget er, des mindreflytter det sig, når man åbner det andet øje og lukkerdet første.Man kan nøjes med at bruge to tommelfingre i forsøget,og man kan helt undvære alle pindene. Denene arm skal være strakt med tommelfineren synlig.Den anden tommelfinger holdes ved albuen. Dennærmeste tommelfinger vil flytte sig mest under forsøget.37Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Sådan kan I beregne afstanden til en tegnet stjerne på tavlen:I skal bruge:to borde,en A4 papir-blok,tre nåle,tape,et målebånden lommeregnerSådan gør I:På tavlen tegnes en stjerne med en lodret stregigennem. Bagerst i lokalet sættes to borde sammen,så de står i forlængelse af hinanden paralleltmed tavlen.I kan beregne afstanden fra bordenes bagerstekant til stjernen på tavlen uden at behøver at gåhen til tavlen!Sæt en nål lodret midt på den øverste kant på A4blokken. Nålen skal stikkes så langt ned i papiret, at den kan stå lodret.Sæt A4 blokken så dens nederste kant flugter med bordets bagerste kant i venstre side.Hold en nål lodret over A4 blokkens nederste venstre kant, sådan at du sigter mod stjernenmed de to nåle. Sæt den bagerste nål (den blå) fast lodret ned ved kanten af papirblokken.Marker positionen af denne nål med tape på bordet.Ryk nu A4blokken til højre, så dens nederste kant stadig flugter med bordets bag-kant.Sigt igen mod stjernen på tavlen gennem den forreste (hvide) nål. Sæt en tredje nål ( denrøde) i sigtelinien ved A4 blokkens underkant. Marker positionen af den tredje nål medtape på bordet.Mål afstanden A mellem de to stykker tape på bordet. Dividér dette tal med afstandena mellem de to bagerste nåle. Gang resultatet med A4 blokkens (højde 29,5 cm).Så har I afstanden til stjernen på tavlen. Mål selv efter.Eksempel: (se tegningen på næste side)De tre nåle står på under- og overkanten af A4 blokken. Højden h af A4 blokken er 29,5cm.Afstanden mellem den blå og den røde nål kan f. eks være 5 cm.Afstanden mellem tapemærkerne kan f. eks være 2 m.A/a = 200cm/5 cm = 4038Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Den store trekant er 40 gange bredere end den lille. Den store trekant er da også 40gange højere end den lille, fordi to trekanter er ligedannede.H/h = 40 ; H = 40 * h ; 40 * 29,5 cm = 11,80 mMål efter om stjernen på tavlen er mellem11 m – 13 m borte.Astronomerne bruger en lignende metode, men de kan ikke kontrollere med et metermål.39Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

BaggrundsvidenAfstanden til Stjernerne.Stjernerne er så langt væk, at de ikke flytter sig, selv om man lukker først det ene og sådet andet øje. Men man kan jo iagttage gennem et teleskop med et halvt års mellemrum.Så har jorden i mellemtiden flyttet sig om på den anden side af Solen. Med så stor afstandmellem ”øjnene” kan der alligevel blive en uhyre lille forskel på vinklen til en stjerneMed teleskoper kan astronomerne måle, at de nærmeste stjerner i årets løb ser ud til atbevæge sig i uhyre små cirkler. De lidt fjernere stjerner ser ud til at bevæge sig i endnumindre cirkler. Årsagen er at Jorden drejer rundt om Solen.Mennesker, Ørne og kaninerMennesker kan bedømme afstand, fordi vi ser tingene med begge øjne. Afstanden mellemøjnene gør, at hjernen kan bedømme, hvor langt noget er væk. Derfor kan menneskerf.eks. holde en tråd nøjagtigt ud for et nåleøje og stikke tråden gennem nåleøjet.Begge ørnens øjne er fremadrettede. Derfor er den så dygtig til at bedømme afstand, atden kan slå ned på en kanin i stor fart.Kaninen derimod har sine øjne på siden af hovedet, så hvert øje ser på sin side. En kaniner ikke god til at bedømme afstand, fordi den kun ser en ting med ét øje. Kaninen harheller ikke brug for at bedømme afstand. Med øjnene på siden har den et større synsfelt,så den lettere kan opdage et rovdyr i bevægelse.Astronomernes målinger:Astronomernes målinger skal være meget mere nøjagtige. Tænk på modellen af solsystemeti 1: 10 mia. I modellen drejer Jorden i en afstand på 15 meter fra Solen. Der erkun 30 m mellem Jordens position om foråret og dens position om efteråret. Men i modellener den nærmeste stjerne 4000 km borte! Det er helt fantastisk at astronomerneoverhovedet kan måle en vinkelforskel til stjernen i årets løb.Tycho Brahe havde bygget måleinstrumenter, der kunne bestemme en stjernes positionmed 1/60 grads nøjagtighed. Det var ti gange mere nøjagtigt end andre kunne måle påden tid. Med Tycho Brahes målinger for Mars´ bane kunne Kepler beregne, at Mars bevægedesig i en eliptisk bane omkring Solen – og altså ikke i en rund bane omkring Jorden,som de fleste havde troet.Tycho Brahe undersøgte, om der var en vinkelforskel til en stjerne i årets løb. Men hankunne ikke måle nogen forskel. Derfor antog han at jorden stod stille. Han kunne ogsåhave antaget at stjernen blot var uhyre meget længere væk end alle troede. Det villenemlig også have kunnet forklare, at han ikke kunne måle nogen vinkelforskel til stjerneni årets løb. Men så enorme afstande virkede utrolige på den tid.40Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Først langt senere, da astronomerne fik teleskoper opsat i en såkaldt meridianerkreds,kunne de måle, at nogle stjerner flyttede sig lidt i forhold til baggrunden i årets løb.Astronomerne sagde, at de havde målt stjernens parallakse. Andre stjerner flyttede sigmindre – og de måtte altså være fjernere – deres parallakse er mindre.Hvis en stjerne er mere end 300 lysår borte, kan man ikke måle dens parallakse. Astronomernebruger andre metoder, når de skal beregne afstanden til stjerner, der er fjernereend 300 lysår. De finder ud af hvilken type stjerne, det er. Deraf kan de beregne hvormeget stjernen lyser i en bestemt afstand. Hvis stjernen så er i den dobbelte afstand, vilden tilsyneladende kun lyse en fjerdedel så meget set fra Jorden. Er stjernen tre gange sålangt borte, vil dens tilsyneladende lysstyrke kun være 1/9. Ved at måle stjernens lysstyrkeset fra Jorden, kan man derfor beregne, hvor langt borte den er.Udfyld selv de tomme pladser i skemaet.Stjernens afstandStjernens tilsyneladende lysstyrke set frajorden1 enhed 12 enheder 1/43 - 1/94 - 1/165 -6 -7 -8 -9 -10 - 1/100100 - 1/10.0001000 - 1/ 1.000.00010.000 -100.000 -1.000.000 - 1/1.000.000.000.000Man kan læse mere om afstandsbestemmelse på www.rundetaarn.dk, og på Tycho BrahePlanetariets hjemmesideAfstanden til planeterne i SolsystemetAfstanden til planeterne blev tidligere målt med parallakse. Nu bruger astronomerne radar.De måler, hvor lang tid der går inden et radar- ekko fra en planet kommer tilbage41Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

til Jorden. På den måde kan de beregne afstanden til planeten med få kilometers nøjagtighed.På samme måde kan du bedømme afstanden til en mur med lukkede øjne. Når du råber,hører du et ekko fra muren. Hvis der går lang tid inden et ekko når frem, så må murenvære langt væk.42Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

BremselængdeFormål: At lære hvordan bremselængden afhænger af hastighedenI skal brugeet smalt bræt (se billedet) med indhak passende til tre 200g lodderen stor træplade (se billedet)3 stk 200g lodderSådan gør IEt bræt er skruet sammen med en træplade i siden, således at brættet kan drejes rundtpå pladen. Der skal laves en forhindring så brættet stopper i positionen som vist på billedet.I en tilfældig afstand fra skruen sættes et 200 g lod i en indskæring i brættet. Dobbelt sålang fra skruen anbringes et andet 200 g lod i en udskæring. I tredobbelt afstand anbringespå samme måde et tredje 200 g lod.Brættet med de 3 lodder drejes indtil det rammer en stopklods. De 3 lodder gilder videre.hvor langt glider de?ForklaringDet midterste lod har bevæget sig dobbelt så langt som det første på den samme tid.Derfor har det midterste lod dobbelt så stor hastighed som det første lod.Det yderste lod har bevæget sig 3 gange så langt som det første. Derfor har det tredje lodved sammenstødet med forhindringen tre gange så stor hastighed som det første lod.ArbejdsspørgsmålLav flere forsøg med forskellige hastighed.forsøg Lod 1 glider cm Lod 2 glider cm Lod 3 glider cmSammenlign lod 2 med lod 1: Hvor mange gange længere glider lod 2 end lod 1?43Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Sammenlign lod 3 med lod 1: Hvor mange gange længere glider lod 3 end lod 1?Hvorfor glider de hurtige lodder så langt?Hvordan går det med bremselængden af en bil, når den fordobler hastigheden?Hvordan går det med bremselængden af en bil, når den tredobler hastigheden?ArbejdsopgaveNår hastigheden fordobles vil bremselængdenblive fire gange længere. Når hastigheden tredoblesvil bremselængden blive 9 gange længere.Bremslængden forlænges i forhold til hastighedeni anden. Beregn bremselængden i skemaet tilhøjre.Bremselængden afhænger også af vejbelægningen.Hvis der er is, bliver bremselængden ekstremlang.Udregn bremselængden i dette eksempel: skemaneden for.HastighedBremselængde1 12 43 94510 100304050100130Hastighed i km/tReaktionslængde i m med 1 sek. reaktionstidBremselængde i m10 2,8 0,6320 5,6 2,530 8,3 640 11.1 1050 13,9 1660 16,7 2470 19,4 3280 22,2 4090 25,0 Udregn selv100 27,7110 30,6 80120 33,344Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

BaggrundsvidenReaktionslængden er den vej man kører fra man opdager faren indtil man begynder atbremse. Rektionslængden vokser med hastigheden.Bremselængsen er den vej man kører, mens man bremser – altså fra man begynder atbremse til man holder helt stille. Bremselængden vokser med kvadratet på hastigheden.Bremselængden bliver overraskende lang, hvis man sætter farten op.Reaktionslængden og bremselængden tilsammen kaldes standselængden.Asteroider og KometerAsteroider og kometer kan ramme jorden med hastigheder der er ca. 1000 gange størreend bilers hastigheder. Deres energi bliver derfor 1000 gange 1000 tusind større. Desudener deres masse enorm. Find billeder af nedslagskratere på internettet.45Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Udforskningen af MarsFormål: at lære om udforskningen af MarsEleverne undersøger på nettet. Aktiviteten giver eleverne en indsigt i• ekspeditionerne til Mars• klimaet på Mars• meteoritter fra Mars• de magnetiske eksperimenter på MarsHvis henter øvelserne fra Bellahøjskole’s hjemmeside, er der forsøg hvor eleverne prøverat udføre magnetiske eksperimenter. Der er vist, hvordan man kan lave forsøg med magnetiskjord på næsten samme måde som forskerne gør på Mars.Gode hjemmesider og søgeord, hvis man vil læse mere:Søgeord: ‘mars’, ‘liv på mars’,Hjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’• Planetariets hjemmeside: tycho.dk - under ‘himlen netop nu’• De ni planeter• videnskab.dk• nasa’s hjemmeside• Bellahøj Skoles hjemmeside - vælg Stjernekammeret og Magnetisme på Jorden og påMars.46Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk

Hvordan er livet opstået. Hvad er betingelsernefor at liv kan eksistere?Formål: at lære teorier om livets opståenEleverne undersøger på nettet. Aktiviteten giver eleverne en forklaring på hvordan livet eropstået og hvordan der kan eksistere liv under ekstremeforhold samt hvor og hvordanman søger efter liv uden for Jorden.Gode hjemmesider og søgeord, hvis man vil læse mere:Søgeord: ‘livets opståen’, ‘liv i rummet’Hjemmesider:• rummet.dk• rundetaarn.dk - under ‘artikler’• Planetariets hjemmeside: tycho.dk• videnskab.dk• liviuniverset.dk47Boernafgalileo.dkExperimentarium.dk