Studiul vremii prin maparea oceanelor cu GPS

Învață cum funcționează sateliții Sistemului de Poziționare Globală (GPS).

Află cum folosesc sateliții Topex și Jason-1 datele GPS pentru a face hărți topologice foarte precise ale oceanelor.

Discipline: Știința Pământului, geometria, tehnologia spațială

Activitate: Întreaga clasă, interior, demonstrație de tip joc

Studiul vremii prin maparea oceanelor cu GPS

Lansează un nanosatelit pe orbită!

Cum se lansează o navă spațială ca aruncarea unui frisbee? Descrie procesul de analiză care a fost folosit în proiectarea unui mecanism inteligent pentru lansarea mai multor „nanosateliți” pe orbită dintr-o rachetă, oferind în același timp rotația necesară pentru a-i face să funcționeze corect. Prezintă viteza unghiulară, accelerația unghiulară, inerția de rotație, și cuplul, și arată modul în care conceptele sunt utilizate pentru a proiecta mecanismul pentru a oferi o viteză corespunzătoare de rotire. Oferă tiparele și instrucțiunile pentru construirea unui mini „Lansator de nanosateliți” care funcționează foarte asemănător cu lansatoarele reale.

Discipline: Fizică, matematică și proiectare de inginerie.

Activitate: Activitate practică în grupuri mici și mari.

Lansează un nanosatelit pe orbită!

Reinventarea timpului

Această activitate rezumă istoria tehnologiei măsurării timpului (cronologiei) și invențiile secundare pe care oamenii le-au folosit pentru a reconcilia cronometrarea noastră mecanică cu cronometrul nostru principal, Soarele. Explică curba analemma (figura desenată pe cer de diferitele poziții ale Soarelui înregistrate la aceeași oră și din aceeași locație pe parcursul unui an calendaristic) și cum să o folosești pentru a calcula ora exactă a prânzului în orice locație.
Discipline: Sistemul de coordonate al Pământului, astronomia, tehnologia și societatea, matematica
Activitate: Activitate și discuții în grup.

Reinventarea timpului

Construiește un detector LISA pentru undele gravitaționale

Această activitate se focalizează pe undele gravitaționale și tehnologia NASA dezvoltată pentru a le detecta în spațiu. Activitatea presupune construirea unui interferometru metaforic care demonstrează modul în care funcționează misiunea (și toată interferometria).
Putem imita într-un mod simplu tehnologia de interferometru cu laser precisă a LISA folosind materiale obișnuite și trei persoane pentru cele trei nave spațiale LISA. Veți construi trei modele de „interferometru cu fascicul laser” pentru întreaga clasă. Fiecare dintre aceste modele va reprezenta o parte a triunghiului format din cele trei nave spațiale LISA, iar cele trei persoane vor fi „atașate” la două dintre laturile sale.
Discipline: fizică (lumină, lasere, interferometrie), matematică (proporții).
Activitate: activitate practică în grupuri mici și discuții în clasă.

Construiește un detector LISA pentru undele gravitaționale

Construiește un spectrometru (spectroscop)

Construiește un spectrometru (spectroscop) Cum identifică un spectrometru substanțele doar uitându-se la lumină? Spectrul electromagnetic are lungimi de undă variind de la radiații cu energie mare și raze X, până la radiații UV, vizibile, infraroșii, microunde și, în final, undele radio cu energie redusă. Spectrometrele de emisie analizează spectrul luminii emise dintr-o sursă, iar spectrometrele de absorbție caută culori lipsă sau absorbite în spectrul luminii care a trecut printr-un gaz sau vapori.
Este ușor să vă construiți propriul spectroscop și să observați diferite spectre emise de diferite tipuri de lumină. CD-urile și DVD-urile, aproape la fel de ieftine și abundente ca foile de hârtie, sunt grile ideale pentru difracție pentru spectroscop. O grilă de difracție funcționează similar cu o prismă, separând lumina în lungimile de undă ale componentelor sale.
Discipline: știința Pământului, fizică (optică), chimie, proiectare inginerească.
Activitate: discuție și proiect practic; poate fi construit în grupuri mici sau individual.

Construiește un spectrometru (spectroscop)

Construiește un spectrometru (spectroscop)

 

Termodinamica: Legi, Concepte, Sisteme, Stări

Termodinamica se ocupă cu studiul energiei, a conversiilor sale între diferite forme, cum ar fi căldura, și capacitatea energiei de a produce lucru mecanic. Ea este strâns legată de mecanica statistică, din care pot fi derivate multe relații termodinamice.
Se poate argumenta că termodinamica a fost greșit denumită astfel întrucât aceasta nu se referă de fapt la rate de schimbare ca atare și, prin urmare, ar fi fost probabil mai corect ca domeniul să se denumească termostatica. Termodinamica se referă la posibilitatea de declanșare a anumitor reacții chimice, și nu cât de repede au loc acestea.

Termodinamica: Legi, Concepte, Sisteme, Stări

Construiește o cameră obscură

Construiește o cameră obscurăÎn această activitate manuală destul de intensă, elevii își fac propriile camere obscure dintr-un model dat în acest articol. Camera se poate construi dintr-o cutie de cereale din carton. Toate materialele sunt ușor disponibile, cu excepția, poate, a filmelor fotografice, pentru obținerea cărorava fi nevoie de un mic efort. Elevii vor învăța principiile fotografiei și se vor bucura de un nivel de creativitate care neîntâlnit în fotografia digitală.
O cameră obscură, care se poate face din materiale obișnuite și folosind film foto obișnuit, poate fi plasată oriunde și lăsată acolo timp de mai multe minute pentru a īnregistra toți fotonii care intră īn ea. La fel ca GALEX, poate fi plasată īn lumină slabă sau aproape īn īntuneric, și, dacă este lăsată deschisă suficient timp, va īnregistra prin impresie fotografică tot ce intră īn cāmpul ei vizual.
Discipline: fizică (optică), proiectare inginerească, astronomie
Activitate: proiect manual, care se poate lucra individual sau în grupuri mici de doi sau trei elevi, experimente teste.

Construiește o cameră obscură

Isaac Newton despre acțiunea mediată

Interpretarea textelor lui Isaac Newton a suscitat numeroase controverse, până în zilele noastre. Una din cele mai aprinse dezbateri este legată de acțiunea între două corpuri aflate la distanță unul de celălalt (atracția gravitațională), și în ce măsură Newton a implicat pe Dumnezeu în acest caz. Practic, majoritatea lucrărilor discută patru tipuri de atracții gravitaționale în cazul corpurilor aflate la distanță: acțiunea la distanță directă ca proprietate intrinsecă a corpurilor în sens epicurian; acțiunea la distanță directă mediată divin, de Dumnezeu; acțiunea la distanță mediată printr-un eter material; sau acțiunea la distanță mediată printr-un eter imaterial.
DOI: 10.13140/RG.2.2.33372.03203

Isaac Newton despre acțiunea mediată

Călătoria în timp

Călătoria în timpCălătoria în timp implică deplasarea într-un timp diferit de cel prezent, în trecut sau în viitor, în principiu fără o deplasare în spațiu cu referire la un sistem de coordonate local. Călătoria în timp poate fi făcută de un corp material care poate fi sau nu o ființă vie, și pentru care se folosește de obicei un dispozitiv special denumit mașina timpului.
Călătoria în timp este un concept recunoscut în filosofie și știință, dar a cărui posibilitatea este foarte disputată, dând naștere la numeroase paradoxuri atât în filosofie cât și în știință. Călătoria în timp este considerată de unii acceptată atât de relativitatea generală cât și de mecanica cuantică, dar există un consens unanim că nu este fezabilă cu tehnologia actuală. Problemele ridicate sunt diferite pentru călătoria în timp în trecu față de călătoria în timp în viitor.
DOI: 10.13140/RG.2.2.33621.06889

Călătoria în timp

Gravitația newtoniană și relativistă

Gravitația newtoniană și relativistăGravitația clasică newtoniană admite o descriere geometrică. Împreună cu relativitatea specială, aceasta permite o descriere euristică a teoriei relativității generale. Mișcarea inerțială din mecanica clasică este legată de geometria spațiului și timpului, practic de-a lungul unor geodezice în care liniile de univers sunt linii drepte în spațiu-timpul relativist. Conform relativității generale, forţa de gravitaţie este o manifestare a geometriei locale spaţiu-timp. Relativitatea generală este o teorie metrică a gravitației. La baza ei sunt ecuațiile lui Einstein, care descriu relația dintre geometria unei varietăți patrudimensionale, pseudo-Riemanniene, reprezentând spațiu-timpul și energia-impulsul conținut în acel spațiu-timp. Gravitația corespunde schimbărilor în proprietățile spațiului și timpului, care, la rândul lor, modifică traseele obiectelor.
DOI: 10.13140/RG.2.2.36460.41606

Gravitația newtoniană și relativistă