关键概念
天文学
物理学
流星和陨石
尺寸
几何学
引言
你有没有见过“流星”在夜空中飞驰而过？流星是高速冲过地球大气层并因摩擦而燃烧殆尽的陨石。现在正是亲眼目睹它们的最佳时机之一。英仙座流星雨是每年从七月中旬到八月下旬发生的壮观流星雨，其高峰期在8月11日至14日左右。它们是由地球穿过斯威夫特-塔特尔彗星的碎片引起的。幸运的是，大多数流星都很小，在撞击地面之前就燃烧殆尽了。但是，如果陨石没有解体，它会对地球产生什么影响呢？在这个活动中，你将探索陨石的大小与其撞击形成的陨石坑的大小之间的关系。
背景
陨石坑是圆形、碗状的凹陷，周围环绕着一圈环状结构。它们是由太空中的流星体与行星、卫星或其他天体碰撞形成的。（“陨石”是指在陨石落地之前没有燃烧殆尽的陨石。当陨石在太空中时，它被称为“流星体”。）陨石坑使我们的月球看起来像一块瑞士奶酪。每个圆孔都是陨石撞击月球表面的地方，因此陨石坑通常被称为“撞击坑”。通常，形成陨石坑的陨石在撞击时会爆炸，因此只留下陨石坑作为碰撞事件的空洞提醒。
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自太阳系形成以来，月球和行星就一直受到陨石的撞击。我们在月球上看到了许多陨石坑，因为它没有太多大气层。大气层（例如我们拥有的那种）通常会产生足够的摩擦力使坠落的岩石燃烧殆尽。与地球不同，月球也缺乏天气和水文特征，这些特征最终会侵蚀陨石坑以及更新其表面的构造活动。然而，在地球上，只有大约170个经过科学证实的撞击坑（其他被认为存在，但随着时间的推移已经变得面目全非）。而且，许多这些已证实的陨石坑并不明显，因为它们已被地质力改变、侵蚀、被沉积物覆盖或淹没在水下。科学家们通过使用几种不同的线索识别出每个陨石坑，例如富含铁的陨石碎片或卫星图像。
材料
• 纸板箱，比鞋盒大且相当深（类似小型可移动的盒子就很完美。）
• 大约10磅面粉
• 尺子
• 三个不同尺寸的近球形物体，例如橡胶弹力球、棒球和一块圆形水果（比棒球大，例如葡萄柚）。较小的物体，例如弹珠和珠子，不适用于此活动。
• 找到一个表面，盒子在其上稳定，您可以舒适地从面粉表面上方约两英尺的高度掉落圆形物体（一旦面粉倒入盒子中）。这个工作区也应该易于清洁；一些面粉可能会最终落在周围的表面上。
准备工作
• 慢慢地将面粉倒入纸板箱中。左右移动盒子以均匀分布面粉。面粉的深度应至少为两英寸。如果面粉不够，您可以将面粉转移到较小的盒子中，或添加另一袋面粉。
步骤
• 使用尺子，测量其中一个近球形物体的直径。在本次活动中，这些物体将充当“陨石”。这个物体的直径是多少？
• 将陨石从面粉上方约两英尺的高度掉落到面粉中，方法是将物体伸出手臂，放在盒子上方，然后松手。当陨石撞击表面时发生了什么？
• 小心翼翼地从面粉中取出物体——不要扰乱留下的“陨石坑”。然后将同一个物体在面粉盒中的不同位置再掉落两次。确保以相同的方式和从相同的高度掉落所有陨石。
• 现在仔细测量三个陨石坑中每一个的直径。（通过测量面粉凹陷中心点的距离来做到这一点。）陨石坑的直径是多少？它们与陨石本身的直径相比如何？
• 左右摇晃盒子，使面粉均匀平整，为下一个陨石准备盒子。
• 测量另一个陨石的直径，并像第一个陨石一样将其掉落到面粉盒中。像之前一样（从相同的高度）再掉落两次，形成三个独立的陨石坑，并测量每个陨石坑的直径。陨石坑的直径是多少？它们与陨石本身的直径相比如何？
• 再次左右摇晃盒子，使面粉平整，为最后一个陨石准备盒子。
• 测量最后一个陨石的直径，并像其他两个陨石一样，总共掉落三次到面粉盒中。测量这些陨石坑的直径。陨石坑的直径是多少？它们与陨石本身的直径相比如何？
• 最小的物体形成了多大的陨石坑？最大的物体形成了多大的陨石坑？总的来说，你认为陨石的直径与其撞击形成的陨石坑的直径有什么关系？
• 额外活动： 再次进行此活动，但这次只选择你的一个“陨石”，并尝试从不同的高度掉落它。陨石掉落的高度会影响形成的陨石坑吗？
• 额外活动： 你可以将本次活动的结果绘制成图表，在一个轴上绘制陨石坑的平均直径，在另一个轴上绘制陨石的直径。根据你的图表，你注意到陨石坑的大小和陨石的大小之间有什么模式吗？
• 额外活动： 重复此活动，使用尺寸相似但重量不同的物体。陨石坑如何受到陨石重量的影响？ 观察和结果
陨石坑总是比形成它们的陨石大吗？最小的物体形成了最小的陨石坑，而最大的物体形成了最大的陨石坑吗？
当真正的陨石与行星或卫星碰撞时，它不仅会形成陨石坑，而且通常会在撞击时爆炸。在本次活动中，没有产生足以使陨石爆炸的力，但你仍然应该看到它足够用力地撞击面粉，从而形成一个直径略大于陨石本身的陨石坑。最小的陨石坑应该由最小的物体形成，最大的陨石坑应该由最大的物体形成。
如果使用了轻型和/或空心物体，并且该物体没有至少一半沉入面粉层中，则可能是这种情况的例外——如果发生这种情况，则可能形成相对较小的陨石坑，因为撞击面粉的物体部分直径小于物体实际的最宽直径。如果发生这种情况，您可以尝试从更高的高度掉落所有物体，以使其在撞击时获得更大的速度。
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陨石坑和陨石，来自科学伙伴
此活动由 科学伙伴合作呈现