Pi geht in der NASA-Herausforderung – Lernmomente bis ins Unendliche und darüber hinaus

Erfahren Sie mehr über Pi und einige Möglichkeiten, wie die Zahl bei der NASA verwendet wird. Tauchen Sie dann in die Wissenschaft hinter der Pi Day Challenge ein.

Das Konzept dieses Künstlers zeigt das Lunar Flashlight-Raumschiff, einen sechsteiligen CubeSat, der mit speziellen Lasern nach Eis auf der Mondoberfläche suchen soll. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech | › Vollständige Bilddetails

Wolken ziehen über das gewölbte Seismometer, bekannt als SEIS, das zum InSight-Lander der NASA auf dem Mars gehört. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech. | › Vollständiges Bild und Bildunterschrift

Diese Animation zeigt die Sammlung von Daten über den Bundesstaat Florida, der reich an Flüssen, Seen und Feuchtgebieten ist. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech | + Bild vergrößern

Illustration des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA. Bildnachweis: NASA | + Bild vergrößern

Der Pi-Tag gibt uns jedes Jahr einen Grund, nicht nur das mathematische Wunderwerk zu feiern, das der NASA bei der Erforschung des Universums hilft, sondern auch unsere süßen und herzhaften Lieblingskuchen zu genießen. In unserer neunten Ausgabe können Schüler Spaß daran haben, pi zu verwenden, um die Erde und den Weltraum selbst zu erkunden NASA-Pi-Day-Herausforderung.

Lesen Sie weiter, um mehr über die Wissenschaft hinter der diesjährigen Herausforderung zu erfahren, und finden Sie heraus, wie Schüler ihre mathematischen Fähigkeiten auf die Probe stellen können, um echte Probleme zu lösen, mit denen Wissenschaftler und Ingenieure der NASA konfrontiert sind, während wir Erde, Mond, Mars und mehr erforschen!

Wenn Sie den Umfang eines beliebigen Kreises durch seinen Durchmesser teilen, erhalten Sie eine Antwort von Pi, die normalerweise auf 3,14 aufgerundet wird. Da pi eine irrationale Zahl ist, dauert ihre Dezimaldarstellung ewig und wiederholt sich nie. Im Jahr 2021 berechnete ein Supercomputer Pi auf über 62 Billionen Stellen. Aber Sie werden vielleicht überrascht sein zu erfahren, dass für die Weltraumforschung Die NASA verwendet viel weniger Stellen von Pi.

Hier bei der NASA, wir verwenden Pi um zu verstehen, wie viel Signal wir von einem entfernten Raumschiff empfangen können, um die Rotationsgeschwindigkeit eines Helikopterblatts auf dem Mars zu berechnen und um Proben von Asteroiden zu sammeln. Aber Pi wird nicht nur verwendet, um den Kosmos zu erforschen. Da Pi verwendet werden kann, um die Fläche oder den Umfang von runden Objekten und das Volumen oder die Fläche von Formen wie Zylindern, Kegeln und Kugeln zu finden, ist es in vielerlei Hinsicht nützlich. Architekten verwenden pi beim Entwerfen von Brücken oder Gebäuden mit Bögen; Elektriker verwenden Pi, um den Leitwert zu berechnen; und vielleicht möchten Sie sogar Pi verwenden, um zu bestimmen, wie viel gefrorene Güte Sie in Ihre Eistüte bekommen.

In den Vereinigten Staaten kann der 14. März als 3.14 geschrieben werden, weshalb dieses Datum gewählt wurde, um alles Pi zu feiern. Im Jahr 2009 verabschiedete das Repräsentantenhaus der Vereinigten Staaten eine Resolution, die den 14. März offiziell zum Pi-Tag erklärte und Lehrer und Schüler dazu ermutigte, den Tag mit Aktivitäten zu feiern, die Schülern etwas über Pi beibringen. Und genau darum geht es bei der NASA Pi Day Challenge!

Dieser neunte Teil von NASA-Pi-Day-Herausforderung enthält vier Rätsel, die es den Schülern ermöglichen, Pi zu verwenden, um Frost tief in Kratern auf dem Mond zu messen, die Dichte des Marskerns abzuschätzen, den Wasserfluss von einem Damm zu berechnen, um seine potenziellen Auswirkungen auf die Umwelt abzuschätzen und zu bestimmen, wie weit ein Planet jagt der Satellit muss reisen, um Daten zurück zur Erde zu senden.

Lesen Sie weiter, um mehr über die Wissenschaft und Technik hinter den Problemen zu erfahren, oder klicken Sie auf den Link unten, um direkt an der Herausforderung teilzunehmen.

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Lunare Logik

von der NASA Mond-Taschenlampe Mission ist ein kleiner Satellit, der in tiefen, permanent verschatteten Kratern rund um den Südpol des Mondes nach Anzeichen von Gefrieren suchen wird. Indem sie Infrarot-Laserpulse an die Oberfläche senden und die Menge des reflektierten Lichts messen, können Wissenschaftler bestimmen, welche Bereiche der Mondoberfläche Frost enthalten und welche trocken sind. Die Kenntnis der Standorte von Wassereis auf dem Mond könnte der Schlüssel dazu sein zukünftige bemannte Missionen zum Mond, wenn Wasser eine kostbare Ressource sein wird. In Lunar Logic verwenden die Schüler pi, um herauszufinden, welchen Bereich die Mondtaschenlampe mit einem einzigen Impuls ihres Lasers misst.

zentrales Rätsel

Seit 2018 ist die InSight-Lander untersuchten das Innere des Mars, indem sie die Vibrationen von Marsbeben und das „Wackeln“ des Planeten maßen, wenn er sich um seine Achse dreht. Durch sorgfältige Analyse der von InSight zurückgegebenen Daten, Wissenschaftler konnten die Größe des flüssigen Kerns des Mars messen zum ersten Mal und schätzen Sie seine Dichte. In Core Conundrum verwenden die Schüler pi, um einige der gleichen Berechnungen durchzuführen, das Volumen und die Dichte des Kerns des Roten Planeten zu bestimmen und es mit dem des Erdkerns zu vergleichen.

Damm Abzug

Die Topographie von Oberflächengewässern und Ozeanen, oder die SWOT-Mission wird die erste globale Untersuchung der NASA über die Oberflächengewässer der Erde durchführen. Das hochmoderne Radar von SWOT wird die Wasserhöhe in großen Seen, Flüssen, Feuchtgebieten und Stauseen messen und gleichzeitig beispiellose Details auf der Meeresoberfläche enthüllen. Diese Daten werden Wissenschaftlern dabei helfen, Veränderungen dieser Wassermassen im Laufe der Zeit zu verfolgen und Wetter- und Klimamodelle zu verbessern. In Dam Deduktion lernen die Schüler, wie SWOT-Daten können verwendet werden, um die Umweltauswirkungen von Dämmen zu bewerten. Die Schüler verwenden dann pi, um ihre eigene Analyse durchzuführen, die Leistungsabgabe eines Staudamms basierend auf der Wasserhöhe in seinem Reservoir zu ermitteln und die potenziellen Auswirkungen dieses schnell fließenden Wassers abzuleiten.

Tango am Teleskop

der Exoplaneten-Studiensatellit im Transit, oder TESS, wurde entwickelt, um den Himmel nach Planeten abzusuchen, die nahegelegene helle Sterne umkreisen. TESS tut dies, während sie die Erde in a umkreist einzigartige Umlaufbahn, nie zuvor verwendet die das Raumschiff etwa alle zwei Wochen näher an die Erde heranführt, um seine Daten zu übertragen. Diese spezielle Umlaufbahn hält TESS stabil und gibt ihm gleichzeitig eine klare Sicht auf den Weltraum. In den ersten zwei Jahren hat TESS mehr als 2.600 mögliche Exoplaneten in unserer Galaxie identifiziert, und Tausende weitere wurden während seiner ausgedehnten Mission entdeckt. In Telescope Tango verwenden die Schüler pi, um die Entfernung zu berechnen, die TESS jedes Mal zurücklegt, wenn es Daten zur Erde zurücksendet.

Feiern Sie den Pi-Tag, indem Sie Schüler inspirieren, wie NASA-Wissenschaftler und -Ingenieure zu denken, um reale Probleme zu lösen NASA-Pi-Day-Herausforderung. Vervollständigen Sie den Problemsatz und lesen Sie mehr über andere wie die NASA pi verwendet ist eine großartige Möglichkeit für Schüler, die Bedeutung des M in STEM zu erkennen.

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