Misiuni de astronomie. Exemple de soluții la probleme din astronomie. Tesiuni de auto-studiu în astronomie

Exemple de rezolvare a problemelor din astronomie

§ 1. Steaua Vega este situată la o distanță de 26,4 s. ani de Pământ. Câți ani ar zbura o rachetă spre ea cu o viteză constantă de 30 km/s?

Viteza rachetei este de 10 0 0 0 ori mai mică decât viteza luminii, așa că astronauții vor zbura la alergare de 10.000 de ori mai mult.

Solutii:

§ 2. La amiază umbra ta are jumătate din înălțimea ta. Determinați înălțimea Soarelui deasupra orizontului.

Solutii:

Înălțimea soarelui h măsurată prin unghiul dintre planul orizontului și direcția către luminare. Din triunghi dreptunghic unde sunt picioarele L (lungimea umbrei) și H (înălțimea ta), găsim

§ 3. Cum diferă ora locală din Simferopol de ora Kiev?

Solutii:

In iarna

Adică, iarna, ora locală din Simferopol este înaintea orei Kievului. În primăvară, mâinile tuturor ceasurilor din Europa sunt mutate cu 1 oră înainte, astfel încât ora Kievului este cu 44 de minute înaintea orei locale din Simferopol.

§ 4. Asteroidul Amur se deplasează de-a lungul unei elipse cu o excentricitate de 0,43. Ar putea acest asteroid să se ciocnească de Pământ dacă perioada lui de rotație în jurul Soarelui este de 2,66 ani?

Solutii:

Un asteroid se poate ciocni cu Pământul dacă traversează orbitaPământ, adică dacă distanța la periheliu rmin =< 1 а. o .

Folosind a treia lege a lui Kepler, determinăm semi-axa majoră a orbitei asteroidului:

unde a 2 - 1 a. o .- semiaxa majoră a orbitei Pământului; T 2 = 1 an - perioada

rotatia pamantului:

Orez. P. 1.

Răspuns.

Asteroidul Cupidon nu va traversa orbita Pământului, prin urmare nu se poate ciocni cu Pământul.

§ 5. La ce înălțime deasupra suprafeței Pământului ar trebui să se rotească un satelit geostaționar, atârnând peste un punct? Pământ?

Trandafir LS (X - H LIL

1. Folosind a treia lege a lui Kepler determinați semi-axa majoră a orbitei satelitului:

unde a2 = 3 80.000 km este semiaxa majoră a orbitei Lunii; 7i, = 1 zi - perioada de rotație a satelitului în jurul Pământului; T "2 = 27,3 zile - perioada de revoluție a Lunii în jurul Pământului.

a1 = 41900 km.

Răspuns. Sateliții geostaționari se rotesc de la vest la est în planul ecuatorial la o altitudine de 35.500 km.

§ 6. Pot cosmonauții să vadă Marea Neagră cu ochiul liber de pe suprafața Lunii?

Rosv "yazannya:

Determinați unghiul la care Marea Neagră este vizibilă de pe Lună. Dintr-un triunghi dreptunghic, în care picioarele sunt distanța până la Lună și diametrul Mării Negre, determinăm unghiul:

Răspuns.

Dacă este zi în Ucraina, atunci Marea Neagră poate fi văzută de pe Lună, deoarece diametrul său unghiular este mai mare decât puterea de rezoluție a ochiului.

§ 8. Pe suprafaţa cărei planete din grupa terestră va fi greutatea astronauţilor cea mai mică?

Solutii:

P = mg; g = GM / R2,

unde G - constantă gravitațională; M este masa planetei, R este raza planetei. Cea mai mică greutate va fi pe suprafața planetei unde accelerația liberuluicădere. Din formula g = GM / R determinăm că pe Mercur # = 3,78 m / s2, pe Venus # = 8,6 m / s2, pe Marte # = 3,72 m / s2, pe Pământ # = 9,78 m / s2.

Răspuns.

Greutatea va fi cea mai mică pe Marte de 2,6 ori mai mică decât pe Pământ.

§ 12. Când, iarna sau vara, mai multă energie solară intră pe geam la amiază? Luați în considerare cazurile: A. Fereastra este orientată spre sud; B. Fereastra este orientată spre est.

Solutii:

A. Cantitatea de energie solară pe care o primește o unitate de suprafață pe unitatea de timp poate fi calculată folosind următoarea formulă:

E = qcosi

unde q - constanta solara; i este unghiul de incidență al razelor solare.

Peretele este situat perpendicular pe orizont, astfel că iarna unghiul de incidență al razelor solare va fi mai mic. Deci, în mod ciudat, iarna vine mai multă energie de la Soare în fereastra apartamentului tău decât vara.

Ar fi. Dacă fereastra este orientată spre est, atunci razele soarelui la amiază nu îți luminează niciodată camera.

§ 13. Determinați raza stelei Vega, care emite de 55 de ori mai multă energie decât Soarele. Temperatura suprafeței este de 1 1000 K. Ce fel ar avea această stea pe cerul nostru dacă ar străluci în locul Soarelui?

Solutii:

Raza stelei se determină folosind formula (13.11):

unde Др, = 6 9 5 202 km este raza Soarelui;

Temperatura suprafeței soarelui.

Răspuns.

Steaua Vega are o rază de 2 ori mai mare decât cea a Soarelui, așa că pe cerul nostru ar arăta ca un disc albastru cu un diametru unghiular de 1°. Dacă Vega ar străluci în loc de Soare, atunci Pământul ar primi de 55 de ori mai multă energie decât este acum, iar temperatura de la suprafața sa ar fi peste 1000 ° C. Astfel, condițiile de pe planeta noastră ar deveni nepotrivite pentru toate formele de viață.

Sarcini.

I. Introducere.

2. Telescoape.

1. Diametrul obiectivului refractor D = 30 cm, distanta focala F = 5,1 m. Care este rezolutia teoretica a telescopului? Care este mărirea cu un ocular de 15 mm?

2. La 16 iunie 1709, după stilul vechi, armata condusă de Petru I a învins armata suedeză a lui Carol al XII-lea lângă Poltava. Care este data gregoriană pentru acest eveniment istoric?

5. Compoziție Sistem solar.

1. Ce corpuri cerești sau ce fenomene în antichitate erau numite „stea rătăcitoare”, „stea păroasă”, „stea căzătoare”. Pe ce se baza asta?

2. Care este natura vântului solar? Ce fenomene cerești provoacă?

3. Cum se poate distinge un asteroid de o stea de pe cerul înstelat?

4. De ce densitatea numerică a craterelor de pe suprafața lunilor galileene ale lui Jupiter crește monoton de la Io la Callisto?

II. Modele matematice. Coordonatele.

1. Folosind o hartă în mișcare a cerului înstelat, determinați coordonatele ecuatoriale ale următoarelor obiecte:

a) α Dragon;

b) Nebuloasa Orion;

c) Sirius;

d) clusterul de stele Pleiade.

2. Ca urmare a precesiunii axei Pământului, Polul Nord al lumii descrie un cerc de-a lungul sferei cerești timp de 26000 de ani centrat într-un punct cu coordonatele α =18h δ = + 67º. Determinați ce stea strălucitoare va deveni polară (lângă polul nord al lumii) în 12.000 de ani.

3. La ce înălțime maximă deasupra orizontului poate fi observată Luna în Kerci (φ = 45 º)?

4. Găsiți pe harta stelară și denumiți obiectele cu coordonatele:

a) α = 15 h 12 min δ = - 9˚;

b) α = 3 h 40 min δ = + 48˚.

5. La ce altitudine are loc punctul culminant superior al stelei Altair (α Vultur) la Sankt Petersburg (φ = 60˚)?

6. Determinați declinația unei stele dacă la Moscova (φ = 56˚) culminează la o altitudine de 57˚.

7. Determinați intervalul de latitudine în care se pot observa ziua polară și noaptea polară.

8. Determinați condiția de vizibilitate (domeniul de declinare) pentru VZ - stele cu așezare ascendentă, NS - neascunsare, NV - neascensoare la diferite latitudini, corespunzătoare următoarelor poziții de pe Pământ:

9. Cum s-a schimbat poziția Soarelui de la începutul anului școlar până în ziua olimpiadei, determină coordonatele ecuatoriale ale acestuia și înălțimea punctului culminant în orașul tău astăzi.

10. În ce condiții nu se vor schimba anotimpurile pe planetă?

11. De ce Soarele nu este alocat nici unei constelații?

12. Determinați latitudinea geografică a locului în care steaua Vega (α Lyrae) se poate afla la zenit.

13. În ce constelație se află Luna, dacă coordonatele ei ecuatoriale sunt 20 h 30 min; -18º? Determinați data observării, precum și momentele răsăririi și apusului acesteia, dacă se știe că luna este în lună plină.

14. În ce zi au fost efectuate observațiile dacă se știe că înălțimea Soarelui la amiază la latitudinea geografică 49º a fost de 17º30´?

15. Unde este Soarele mai sus la amiază: la Ialta (φ = 44º) în echinocțiul de primăvară sau la Cernigov (φ = 51º) la solstițiul de vară?

16. Ce instrumente astronomice pot fi găsite pe harta cerului înstelat sub formă de constelații? Și numele a ce alte dispozitive și mecanisme?

17. Un vânător în toamnă merge noaptea în pădure în direcția Stelei Polare. După ce răsare soarele, se întoarce. Cum ar trebui să se miște un vânător pentru asta?

18. La ce latitudine va atinge punctul culminant Soarele la prânz la o altitudine de 45º pe 2 aprilie?

III. Elemente de mecanică.

1. Iuri Gagarin a urcat la 12 aprilie 1961 la o altitudine de 327 km deasupra suprafeței Pământului. Cu ce ​​procent a scăzut forța gravitațională a astronautului față de Pământ?

2. La ce distanță de centrul Pământului ar trebui să existe un satelit staționar care să orbiteze în planul ecuatorului Pământului cu o perioadă egală cu perioada de revoluție a Pământului.

3. Piatra a fost aruncată la aceeași înălțime pe Pământ și pe Marte. Vor coborî ei simultan pe suprafața planetelor? Ce zici de un fir de praf?

4. Nava spațială a aterizat pe un asteroid cu un diametru de 1 km și o densitate medie de 2,5 g/cm 3 ... Cosmonauții au decis să ocolească asteroidul de-a lungul ecuatorului într-un vehicul de teren în 2 ore. Vor reuși s-o facă?

5. Explozia meteoritului Tunguska a fost observată la orizont în orașul Kirensk, la 350 km de locul exploziei. Stabiliți la ce înălțime a avut loc explozia.

6. Cu ce ​​viteză și în ce direcție ar trebui să zboare avionul în regiunea ecuatorială pentru ca timpul solar să se oprească pentru pasagerii avionului?

7. În ce punct al orbitei cometei este energia sa cinetică maximă și în ce punct este minimă? Și cel potențial?

IV. Configurații de planetă. Perioadele.

12. Configurații ale planetelor.

1. Determinați pentru pozițiile planetelor a, b, c, d, e, f marcate pe diagramă, corespunzătoare descrierilor configurațiilor acestora. (6 puncte)

2. De ce se numește Venus steaua dimineții și a serii?

3. „După apusul soarelui a început să se întunece repede. Primele stele nu se luminaseră încă pe cerul albastru închis, iar Venus strălucea deja orbitor în est”. Este totul corect în această descriere?

13. Perioade siderale și sinodice.

1. Perioada stelară a revoluției lui Jupiter este de 12 ani. După ce perioadă de timp se repetă confruntările lui?

2. Se observă că opozițiile unor planete se repetă după 2 ani. Care este semi-axa majoră a orbitei sale?

3. Perioada sinodica a planetei este de 500 de zile. Determinați semi-axa majoră a orbitei sale.

4. După ce interval de timp se repetă opozițiile lui Marte dacă perioada stelară a revoluției sale în jurul Soarelui este de 1,9 ani?

5. Care este perioada orbitală a lui Jupiter dacă perioada sa sinodică este de 400 de zile?

6. Aflați distanța medie a lui Venus față de Soare dacă perioada sa sinodică este de 1,6 ani.

7. Perioada de revoluție în jurul Soarelui a cometei cu cea mai scurtă perioadă Encke este de 3,3 ani. De ce se repetă condițiile vizibilității sale cu o perioadă caracteristică de 10 ani?

V. Luna.

1. Pe 10 octombrie a fost observată o eclipsă de lună. Ce dată va fi luna în primul trimestru?

2. Astăzi luna a răsărit la 20 00 când să te aștepți la răsăritul ei poimâine?

3. Ce planete pot fi văzute lângă Lună în timpul lunii pline?

4. Care sunt numele oamenilor de știință, ale căror nume sunt prezente pe harta lunii.

5. În ce fază și la ce oră a zilei a fost observată luna de către Maximilian Voloshin, descrisă de acesta într-o poezie:

Pământul nu va distruge realitatea viselor noastre:

În parcul razelor zorii se topesc în liniște,

Murmurul dimineților se va contopi în corul zilei,

secera cu defecte se va putrezi și va arde...

6. Când și în ce parte a orizontului este mai bine să observăm Luna cu o săptămână înainte de eclipsa de Lună? Până însorit?

7. În enciclopedia „Geografie” scrie: „Doar de două ori pe an Soarele și Luna răsare și apune exact în est și apus – în zilele echinocțiului: 21 martie și 23 septembrie”. Este adevărată această afirmație (absolut adevărată, mai mult sau mai puțin adevărată, în general falsă)? Dați o explicație extinsă.

8. Pământul plin este întotdeauna vizibil de pe suprafața Lunii sau, ca și Luna, suferă o schimbare de fază succesivă? Dacă există o astfel de schimbare în fazele pământului, atunci care este relația dintre fazele lunii și pământ?

9. Când va fi Marte mai strălucitor împreună cu Luna: în primul trimestru sau în lună plină?

Vi. Legile mișcării planetare.

17. Prima lege a lui Kepler. Elipsă.

1. Orbita lui Mercur este în esență eliptică: distanța periheliului planetei este de 0,31 UA, afeliul 0,47 UA. Calculați semi-axa majoră și excentricitatea orbitei lui Mercur.

2. Distanța perihelială a lui Saturn la Soare este de 9,048 UA, afeliul 10,116 UA. Calculați semi-axa majoră și excentricitatea orbitei lui Saturn.

3. Determinați înălțimea IZS care se deplasează la o distanță medie de suprafața Pământului de 1055 km, în punctele de perigeu și apogeu, dacă excentricitatea orbitei sale este e = 0,11.

4. Aflați excentricitatea din cunoscutele a și b.

18. A doua și a treia lege a lui Kepler.

2. Determinați perioada orbitală a unui satelit artificial Pământului, dacă punctul cel mai înalt al orbitei sale deasupra Pământului este de 5000 km, iar cel mai jos este de 300 km. Considerați pământul ca o minge cu o rază de 6370 km.

3. Cometa Halley face o revoluție completă în jurul Soarelui în 76 de ani. În punctul cel mai apropiat al orbitei sale de Soare, la o distanță de 0,6 UA. de la Soare, se deplasează cu o viteză de 54 km/h. Cu ce ​​viteză se mișcă în punctul cel mai îndepărtat al orbitei de Soare?

4. În ce punct al orbitei cometei este energia cinetică maximă și în ce punct este minimă? Și cel potențial?

5. Perioada dintre două opoziții ale corpului ceresc este de 417 zile. Determinați distanța sa față de Pământ în aceste poziții.

6. Cea mai mare distanță de la Soare la o cometă este de 35,4 UA, iar cea mai mică de 0,6 UA. Ultimul pasaj a fost observat în 1986. Ar putea Steaua din Betleem să fie această cometă?

19. A rafinat legea lui Kepler.

1. Determinați masa lui Jupiter comparând sistemul Jupiter cu un satelit cu sistemul Pământ-Lună, dacă primul satelit al lui Jupiter se află la 422.000 km distanță de acesta și are o perioadă orbitală de 1,77 zile. Datele pentru Lună ar trebui să vă fie cunoscute.

2 Calculați distanța de la Pământ pe Pământ - Linia Lunii sunt acele puncte în care atracția Pământului și a Lunii este aceeași, știind că distanța dintre Lună și Pământ este de 60 de raze Pământului, iar Pământ și Lună masele sunt 81: 1.

3. Cum s-ar schimba durata anului terestru dacă masa Pământului ar fi egală cu masa Soarelui, iar distanța ar rămâne aceeași?

4. Cum se va schimba lungimea anului pe Pământ dacă Soarele se va transforma într-o pitică albă cu o masă egală cu 0,6 cea a Soarelui?

Vii. distante. Paralaxă.

1. Care este raza unghiulară a lui Marte în opoziție, dacă raza sa liniară este de 3 400 km, iar paralaxa orizontală este de 18 ′ ′?

2. Pe Lună de la Pământ (distanță 3,8 * 10 5 km) cu ochiul liber se pot distinge obiecte cu lungimea de 200 km. Determinați ce dimensiune vor fi obiectele vizibile pe Marte cu ochiul liber în perioada de opoziție.

3. Paralax Altair 0,20 ′ ′. Care este distanța până la o stea în ani lumină?

4. Galaxia situată la o distanță de 150 Mpc are un diametru unghiular de 20″. Comparați dimensiunile sale liniare ale galaxiei noastre.

5. Cât timp durează o navă spațială care zboară cu o viteză de 30 km/h pentru a ajunge la cea mai apropiată stea de Soare, Proxima Centauri, a cărei paralaxă este de 0,76 ′′?

6. De câte ori este Soarele mai mare decât Luna, dacă diametrele lor unghiulare sunt aceleași, iar paralaxele orizontale sunt de 8,8 ′ ′ și, respectiv, 57 ′?

7. Care este diametrul unghiular al Soarelui văzut de pe Pluto?

8. Care este diametrul liniar al Lunii dacă este vizibilă de la o distanță de 400.000 km la un unghi de aproximativ 0,5˚?

9. De câte ori mai multă energie se primește de la Soare pentru fiecare metru pătrat de suprafață a lui Mercur decât Marte? Preluați datele necesare din aplicații.

10. În ce puncte ale firmamentului vede observatorul terestru luminarul, aflându-se în punctele B și A (Fig. 37)?

11. În ce relație se schimbă numeric diametrul unghiular al Soarelui, vizibil de pe Pământ și Marte, de la periheliu la afelie, dacă excentricitățile orbitelor lor sunt egale cu 0,017 și, respectiv, 0,093?

12. Sunt vizibile aceleași constelații de pe Lună (sunt vizibile în același mod) ca și de pe Pământ?

13. La marginea lunii se vede un munte zimțat de 1 ′ ′. Calculați-i înălțimea în kilometri.

14. Folosind formulele (§ 12.2), determinați diametrul circului lunar Alphonse (în km) măsurându-l în figura 47 și știind că diametrul unghiular al Lunii, văzută de pe Pământ, este de aproximativ 30′, iar distanta pana la acesta este de aproximativ 380.000 km.

15. Obiectele cu dimensiunea de 1 km sunt vizibile de pe Pământ pe Lună printr-un telescop. Care este cea mai mică dimensiune a detaliului vizibilă de pe Pământ pe Marte cu același telescop în timpul opoziției (la o distanță de 55 milioane km)?

VIII. Natura ondulatorie a luminii. Frecvență. Efectul Doppler.

1. Lungimea de undă corespunzătoare liniei de hidrogen din spectrul stelei este mai mare decât în ​​spectrul obţinut în laborator. O stea se îndreaptă spre noi sau se îndepărtează de noi? Va exista o schimbare în liniile spectrale dacă steaua se mișcă peste linia vizuală?

2. În fotografia spectrului stelei, linia sa este deplasată față de poziția sa normală cu 0,02 mm. Cât de mult s-a schimbat lungimea de undă dacă în spectru o distanță de 1 mm corespunde unei modificări a lungimii de undă cu 0,004 μm (această valoare se numește dispersia spectrogramei)? Cât de repede se mișcă steaua? Lungime de undă normală 0,5 μm = 5000 Å (angstromi). 1 Å = 10-10 m.

IX. Stele.

22. Caracteristicile stelelor. legea lui Pogson.

1. De câte ori este Arcturus mai mare decât Soarele dacă luminozitatea lui Arcturus este de 100 și temperatura este de 4500 K? Temperatura soarelui este de 5807 K.

2. De câte ori se schimbă luminozitatea lui Marte dacă magnitudinea sa aparentă fluctuează de la +2,0 m până la -2,6 m?

3. Câte stele de tip Sirius (m = -1,6) ar fi necesare pentru ca acestea să strălucească în același mod ca Soarele?

4. Cele mai bune telescoape moderne de la sol au obiecte de până la 26 m ... De câte ori pot fixa obiecte mai slabe în comparație cu ochiul liber (magnitudinea limită este considerată 6 m)?

24. Clase de stele.

1. Desenați calea evolutivă a Soarelui pe diagrama Hertzsprung-Russell. Te rog explica.

2. Sunt date tipuri spectrale și paralaxe ale următoarelor stele. Distribuiți-le

a) în ordinea descrescătoare a temperaturii, indicați-le culorile;

b) în ordinea distanței față de Pământ.

25. Evoluția stelelor.

1. Sub ce procese din Univers se formează elemente chimice grele?

2. Ce determină rata de evoluție a unei stele? Care sunt posibilele etape finale ale evoluției?

3. Desenați un grafic calitativ al variației de luminozitate a unei stele binare dacă componentele sale au aceeași dimensiune, dar însoțitorul are o luminozitate mai mică.

4. La sfârșitul evoluției sale, Soarele va începe să se extindă și să se transforme într-o gigantă roșie. Ca urmare, temperatura suprafeței sale va scădea la jumătate, iar luminozitatea va crește de 400 de ori. Va înghiți soarele vreuna dintre planete?

5. În 1987, în Marele Nor Magellanic a fost înregistrată o explozie de supernovă. Cu câți ani în urmă a avut loc o explozie dacă distanța până la BMO este de 55 kiloparsecs?

H. Galaxii. nebuloase. Legea lui Hubble.

1. Deplasarea către roșu a quasarului este 0,8. Presupunând că mișcarea unui quasar respectă aceleași legi ca și pentru galaxii, luând constanta Hubble H = 50 km/sec * Mpc, găsiți distanța până la acest obiect.

2. Comparați elementele relevante în ceea ce privește tipul de obiect.

Tesiuni de auto-studiu în astronomie.

Subiectul 1. Studiul cerului înstelat folosind o hartă în mișcare:

1. Setați o hartă în mișcare pentru ziua și ora de observare.

data observarii __________________

timpul de observare ___________________

2. Enumerați constelațiile care sunt situate în partea de nord a cerului de la orizont până la polul lumii.

_______________________________________________________________

5) Stabiliți dacă vor intra constelațiile Ursa Minor, Bootes, Orion.

Ursa Mică___

cizme___

______________________________________________

7) Aflați coordonatele ecuatoriale ale stelei Vega.

Vega (α Lyrae)

Ascensiunea dreaptă a = _________

Declinația δ = _________

8) Indicați constelația în care se află obiectul cu coordonatele:

a = 0 ore 41 minute, δ = +410

9. Aflați poziția Soarelui pe ecliptică de astăzi, stabiliți lungimea zilei. Orele răsăritului și apusului

Răsărit____________

Apus de soare _____________

10. Timpul petrecut de Soare în momentul punctului culminant superior.

________________

11. În ce constelație zodiacală se află Soarele în timpul punctului culminant superior?

12. Determină-ți semnul zodiacal

Data de nastere___________________________

constelația __________________

Tema 2. Structura sistemului solar.

Care sunt asemănările și diferențele dintre planetele terestre și planetele gigantice? Completați forma unui tabel:

2. Selectați planeta conform opțiunii din listă:

Realizați un raport despre planeta sistemului solar în funcție de opțiune, concentrându-vă pe întrebările:

Cum este planeta diferită de altele?

Ce masă are această planetă?

Care este poziția planetei în sistemul solar?

Cât de lung este un an planetar și cât de lungă este o zi sideală?

Câte zile siderale încap într-un an planetar?

Durata medie de viață a unei persoane pe Pământ este de 70 de ani pământeni, câți ani planetari poate trăi o persoană pe această planetă?

Ce detalii pot fi văzute pe suprafața planetei?

Care sunt condițiile de pe planetă, este posibil să o vizitezi?

Câți sateliți are planeta și care?

3. Alegeți planeta dorită după descrierea corespunzătoare:

Tema 3. Caracteristicile stelelor.

Selectați o stea în funcție de opțiunea dvs.

Indicați poziția stelei pe diagrama spectru-luminozitate.

Formule necesare:

Densitatea medie:

Luminozitate:

Durata de viață:

Distanța până la stea:

Tema 4. Teorii despre originea și evoluția Universului.

Numiți galaxia în care trăim:

Clasificați galaxia noastră conform sistemului Hubble:

Schițați structura galaxiei noastre, semnați elementele principale. Determinați poziția soarelui.

Cum se numesc sateliții galaxiei noastre?

Cât durează până când lumina trece prin galaxia noastră de-a lungul diametrului său?

Ce obiecte sunt părțile constitutive ale galaxiilor?

Clasificați obiectele galaxiei noastre după fotografii:

Ce obiecte sunt părțile constitutive ale universului?

Univers

Ce galaxii alcătuiesc populația Grupului Local?

Care este manifestarea activității galaxiilor?

Ce sunt quasarii și la ce distanțe de Pământ se află ei?

Descrieți ceea ce se observă în fotografii:

Expansiunea cosmologică a Metagalaxiei afectează distanța de la Pământ...

Pana la luna; □

Spre centrul Galaxiei; □

Înainte de galaxia M31 din constelația Andromeda; □

Spre centrul clusterului local de galaxii □

Numiți trei opțiuni posibile pentru dezvoltarea Universului conform teoriei lui Friedman.

Bibliografie

Principal:

Klimishin I.A., „Astronomie-11”. - Kiev, 2003 p.

Gomulina N. CD „Open Astronomy 2.6” - Physicon 2005 p.

Caiet de lucru de astronomie / N.O. Gladushina, V.V. Kosenko. - Lugansk: Carte educațională, 2004. - 82 p.

Adiţional:

Vorontsov-Velyaminov B.A.
Manual „Astronomie” pentru clasa a 10-a liceu... (Ediția a 15-a). - Moscova „Educație”, 1983.

Perelman Ya. I. „Astronomie distractivă” ed. a VII-a. - M, 1954.

Dagaev M. M. „Colecție de probleme în astronomie”. - Moscova, 1980.

În linia de bază curriculum nu există astronomie, dar se recomandă organizarea unei olimpiade la acest subiect. În orașul nostru text Prokopyevsk probleme la olimpiade pentru clasele 10 - 11 a fost realizat de Evgheni Mihailovici Ravodin Profesor onorat al Federației Ruse.

Pentru a crește interesul pentru subiectul astronomiei, sunt propuse sarcini pentru primul și al doilea nivel de dificultate.

Iată textul și soluția unor sarcini.

Problema 1. Cu ce ​​viteză și cu ce viteză ar trebui să zboare avionul de pe aeroportul Novokuznetsk pentru ca, deplasându-se de-a lungul paralelei de 54 ° N, să ajungă la destinație la aceeași oră, ora locală, ca la plecarea din Novokuznetsk?

Problema 2: Discul Lunii este vizibil la orizont sub forma unui semicerc, convex la dreapta. În ce direcție ne uităm, aproximativ la ce oră, dacă observația are loc pe 21 septembrie? Justificați răspunsul.

Sarcina 3. Ce este un „personal astronomic”, la ce este destinat și cum este aranjat?

Problema 5. Este posibil să observați o navă spațială de 2 m coborând pe Lună printr-un telescop școlar cu o lentilă obiectiv de 10 cm?

Problema 1. Mărimea lui Vega este 0,14. De câte ori este această stea mai strălucitoare decât Soarele dacă distanța până la ea este de 8,1 parsecs?

Sarcină 2. În antichitate, când eclipsele de soare erau „explicate” prin capturarea luminii noastre de către un monstru, martorii oculari au găsit confirmarea acestui lucru prin faptul că în timpul unei eclipse parțiale au observat strălucirea luminii sub copaci, în pădure, " care seamănă cu forma ghearelor”. Cum poate fi explicat științific un astfel de fenomen?

Problema 3. De câte ori este diametrul stelei Arcturus (Bootes) mai mare decât Soarele, dacă luminozitatea lui Arcturus este de 100 și temperatura este de 4500 K?

Problema 4. Este posibil să observați Luna cu o zi înainte de o eclipsă de soare? Și cu o zi înainte de luna? Justificați răspunsul.

Problema 5. Nava spațială a viitorului, având o viteză de 20 km/s, zboară la o distanță de 1 pc de steaua binară spectroscopică, în care perioada de oscilație a spectrului este egală cu zile, iar semiaxa majoră a orbita este de 2 unități astronomice. Va putea o navă să scape din câmpul gravitațional al unei stele? Luați masa Soarelui ca 2 * 10 30 kg.

Pământul se rotește de la vest la est. Timpul este determinat de poziția soarelui; prin urmare, pentru ca avionul să fie în aceeași poziție față de Soare, trebuie să zboare împotriva rotației Pământului cu o viteză egală cu viteza liniară a punctelor de pe Pământ la latitudinea traseului. Această viteză este determinată de formula:

; r = R 3 cos?

Raspuns: v= 272 m/s = 980 km/h, zboară spre vest.

Dacă Luna este vizibilă de la orizont, atunci, în principiu, poate fi văzută fie în vest, fie în est. Bulbirea din dreapta corespunde fazei primului sfert, când Luna rămâne în urmă în mișcarea zilnică față de Soare cu 90 0. Dacă luna se află în apropierea orizontului în vest, atunci aceasta corespunde cu miezul nopții, soarele se află în punctul culminant de jos și exact în vest acest lucru se va întâmpla în zilele echinocțiului, prin urmare, răspunsul este: ne uităm la vest, pe la miezul nopții.

Un dispozitiv antic pentru determinarea distanțelor unghiulare din sfera cerească dintre corpuri de iluminat. Este o riglă pe care o traversă este fixată mobil, perpendicular pe această riglă, semnele sunt fixate la capetele traversei. La începutul liniei există o vedere prin care se uită observatorul. Mișcând traversa și privind prin vedere, el aliniază marcajele cu corpurile de iluminat, între care acestea determină distanțele unghiulare. Rigla are o scară pe care puteți determina unghiul dintre corpuri de iluminat în grade.

Eclipsele au loc atunci când Soarele, Pământul și Luna se află pe aceeași linie dreaptă. Înainte de o eclipsă de soare, Luna nu va avea timp să atingă linia Pământ-Soare. Dar, în același timp, va fi lângă ea într-o zi. Această fază corespunde lunii noi, când Luna se află în fața Pământului cu partea sa întunecată și, în plus, se pierde în razele Soarelui - prin urmare nu este vizibilă.

Un telescop cu diametrul D = 0,1 m are o rezoluție unghiulară conform formulei Rayleigh;

500 nm (verde) - lungimea de undă a luminii (se ia lungimea de undă la care ochiul uman este cel mai sensibil)

Dimensiunea unghiulară a navei spațiale;

l- dimensiunea dispozitivului, l= 2 m;

R este distanța de la Pământ la Lună, R = 384 mii km

, care este mai mică decât rezoluția telescopului.

Raspuns: nu

Pentru a rezolva problema, aplicăm o formulă care raportează magnitudinea aparentă m magnitudine absolută M

M = m + 5-5 l g D,

unde D este distanța de la stea la Pământ în parsecs, D = 8,1 pc;

m - magnitudine, m = 0,14

M este magnitudinea care ar fi observată de la o distanță a unei stele date de la o distanță standard de 10 parsec.

M = 0,14 + 5-5 l g 8,1 = 0,14 + 5 - 5 * 0,9 = 0,6

Mărimea absolută este legată de luminozitatea L prin formula

l g L = 0,4 (5 - M);

l g L = 0,4 (5 - 0,6) = 1,76;

Răspuns: de 58 de ori mai strălucitor decât Soarele

În timpul unei eclipse parțiale, Soarele este observat ca o semilună strălucitoare. Spațiile dintre frunze sunt găuri mici. Ei, lucrând ca niște găuri într-o camera obscura, oferă mai multe imagini de seceri de pe Pământ, care pot fi ușor confundate cu gheare.

Să folosim formula unde

D A - diametrul lui Arcturus în raport cu Soarele;

L = 100 - luminozitatea lui Arthur;

T A = 4500 K - temperatura lui Arcturus;

Т С = 6000 К - temperatura Soarelui

Raspuns: D A 5,6 diametre solare

Eclipsele au loc atunci când Soarele, Pământul și Luna se află pe aceeași linie dreaptă. Înainte de o eclipsă de soare, Luna nu va avea timp să atingă linia Pământ-Soare. Dar, în același timp, va fi lângă ea într-o zi. Această fază corespunde lunii noi, când luna se află în fața pământului cu partea sa întunecată și, în plus, se pierde în razele Soarelui - prin urmare nu este vizibilă.

Cu o zi înainte de eclipsa de Lună, Luna nu are timp să ajungă la linia Soare - Pământ. În acest moment, ea este în faza de lună plină și, prin urmare, este vizibilă.

v 1 = 20 km/s = 2 * 10 4 m/s

r = 1 buc = 3 * 10 16 m

m o = 2 * 10 30 kg

T = 1 zi = ani

G = 6,67 * 10 -11 N * m 2 / kg 2

Să aflăm suma maselor stelelor binare spectroscopice cu formula m 1 + m 2 = * m o = 1,46 * 10 33 kg

Viteza de evacuare este calculată folosind formula pentru a doua viteză cosmică (deoarece distanța dintre componentele stelei binare spectroscopice este cu 2 UA mult mai mică decât 1 pc)

2547,966 m/s = 2,5 km/h

Răspuns: 2,5 km/h, viteza navei este mai mare, așa că va zbura.

". Pe site-ul nostru veți găsi partea teoretică, exemple, exerciții și răspunsuri la acestea, împărțite în 4 categorii principale, pentru confortul utilizării site-ului. Aceste secțiuni acoperă: elementele de bază ale astronomiei sferice și practice, elementele de bază ale astronomiei teoretice și mecanicii cerești, elementele de bază ale astrofizicii și caracteristicile telescoapelor.

Făcând clic în partea dreaptă a site-ului nostru pe oricare dintre subsecțiunile din 4 categorii, veți găsi în fiecare dintre ele partea teoretică, pe care vă sfătuim să o studiați înainte de comiterea infracțiunii la soluționarea directă a problemelor, apoi veți găsi itemul „Exemple”, pe care l-am adăugat pentru o mai bună înțelegere a părții teoretice, direct exercițiile în sine pentru consolidarea și extinderea cunoștințelor dumneavoastră în aceste domenii și, de asemenea, itemul „Răspunsuri” pentru verificarea cunoștințelor acumulate și corectarea erorilor.

Poate că, la prima vedere, unele sarcini vor părea depășite, întrucât denumirile geografice ale țărilor, regiunilor și orașelor menționate pe site s-au schimbat de-a lungul timpului, în timp ce legile astronomiei nu au suferit nicio modificare. Prin urmare, în opinia noastră, colecția conține multe Informatii utileîn părți teoretice care conțin informații atemporale disponibile sub formă de tabele, grafice, diagrame și text. Site-ul nostru vă oferă posibilitatea de a începe să învățați astronomia de la zero și să continuați să învățați prin rezolvarea problemelor. Colecția te va ajuta să pui bazele hobby-ului tău pentru astronomie și poate într-o zi vei descoperi stea noua sau zboară către cea mai apropiată planetă.

FUNDAMENTELE ASTRONOMIEI SFERICE ŞI PRACTICE

Punctul culminant al luminilor. Vedere a cerului înstelat la diferite paralele geografice

În fiecare loc suprafața pământuluiînălțimea hp a polului lumii este întotdeauna egală cu latitudinea geografică φ a acestui loc, adică hp = φ (1)

iar planul ecuatorului ceresc și planurile paralelelor cerești sunt înclinate într-un unghi față de planul orizontului adevărat.

Azimut "href =" / text / categorie / azimut / "rel =" bookmark "> azimut AB = 0 ° și unghi orar tB = 0 ° = 0h.

Orez. 1. Culmea superioară a luminilor

La δ> φ, luminarul (M4) de la punctul culminant superior traversează meridianul ceresc la nord de zenit (deasupra punctului nordic Ν), între zenitul Z și polul Nord lumea P și apoi distanța zenitală a stelei

înălțimea hв = (90 ° -δ) + φ (7)

azimut AB = 180 ° și unghiul orar tB = 0 ° = 0h.

În momentul culmii inferioare (Fig. 2), luminarul traversează meridianul ceresc sub polul nord al lumii: un luminator neasezat (M1) deasupra punctului nordic N, un luminator care intră (M2 și M3) și o stea neascendentă (M4) sub punctul nordic. În punctul culminant inferior, înălțimea luminii

hн = δ- (90 ° -φ) (8)

distanța sa zenitală zн = 180 ° -δ-φ (9)

), la latitudinea φ = + 45 ° 58 "și la Cercul Arctic (φ = + 66 ° 33"). Declinația capella δ = + 45 ° 58".

Date: Capella (α Auriga), δ = + 45 ° 58 ";

tropicul nordic, φ = + 23 ° 27 "; loc cu φ = + 45 ° 58";

Cercul polar, φ = + 66 ° 33 ".

Soluţie: Declinația Capella δ = + 45 ° 58 "> φ a tropicului de nord și, prin urmare, ar trebui să utilizați formulele (6) și (3):

zv = δ-φ = + 45 ° 58 "-23 ° 27" = 22 ° 31 "N, hv = 90 ° -zv = 90 ° -22 ° 31" = + 67 ° 29 "N;

prin urmare, azimut Av = 180 °, iar unghiul orar tv = 0 ° = 0h.

La latitudinea geografică φ = + 45 ° 58 "= δ distanța zenitală a Capellei zв = δ-φ = 0 °, adică în culmea superioară se află la zenit, iar înălțimea sa hв = + 90 °, oră unghiul tв = 0 ° = 0h și azimutul AB este nedefinit.

Aceleași valori pentru Cercul Arctic sunt calculate prin formulele (4) și (3), deoarece declinația stelei δ<φ=+66°33":

zv = φ-δ = + 66 ° 33 "-45 ° 58" = 20 ° 35 "S, hv = 90 ° -zv = + 90 ° -20 ° 35" = + 69 ° 25 "S, și prin urmare Av = 0 ° și tv = 0 ° = 0h,

Calculele înălțimii hн și distanței zenitale zн ​​Capelele din culmea inferioară se efectuează conform formulelor (8) și (3): în tropicele nordice (φ = + 23 ° 27 ")

hн = δ- (90 ° -φ) = + 45 ° 58 "- (90 ° -23 ° 27") = -20 ° 35 "N,

adică, la punctul culminant de jos, Capella trece dincolo de orizont și de distanța sa zenitală

zн = 90 ° -hн = 90 ° - (- 20 ° 35 ") = 110 ° 35" N, azimut An = 180 ° și unghi orar tн = 180 ° = 12h,

La latitudinea geografică φ = + 45 ° 58 "la stea hн = δ- (90 ° -φ) = + 45 ° 58" - (90 ° -45 ° 58 ") = + 1 ° 56" N,

adică este deja nesetat, iar zn = 90 ° -hn = 90 ° -1 ° 56 "= 88 ° 04" N, An = 180 ° și tn = 180 ° = 12h

În Cercul Arctic (φ = + 66 ° 33 ")

hн = δ- (90 ° -φ) = + 45 ° 58 "- (90 ° -66 ° 33") = + 22 ° 31 "N și zн = 90 ° -hн = 90 ° -22 ° 31" = 67 ° 29 "N,

adică nici steaua nu trece dincolo de orizont.

Exemplul 2. Pe ce paralele geografice trece steaua Capella (δ = + 45 ° 58") dincolo de orizont, nu este niciodată vizibilă, iar în partea inferioară punctul culminant trece în nadir?

Date: Capella, δ = + 45 ° 58".

Soluţie. După condiție (10)

φ≥ + (90 ° -δ) = + (90 ° -45 ° 58 "), de unde φ≥ + 44 ° 02", adică pe paralela geografică, cu φ = + 44 ° 02 "și la nord de aceasta , până la Polul Nord al Pământului (φ = + 90 °), Capella este o stea care nu apus.

Din condiția de simetrie a sferei cerești, constatăm că în emisfera sudică a Pământului Capella nu se ridică în zone cu o latitudine geografică de la φ = -44 ° 02" până la polul geografic sudic (φ = -90). °).

Conform formulei (9), culmea inferioară a Capellei în nadir, adică la zΗ = 180 ° = 180 ° -φ-δ, are loc în emisfera sudică a Pământului, la paralela geografică cu latitudinea φ = - δ = -45 ° 58 "...

Obiectivul 1. Determinați înălțimea polului lumii și înclinarea ecuatorului ceresc față de orizontul adevărat la ecuatorul pământului, în tropicul nordic (φ = + 23 ° 27"), la cercul polar (φ = + 66 ° 33). ") și la polul geografic nord.

Obiectivul 2. Declinația stelei Mizara (ζ Ursa Major) este de + 55 ° 11 ". La ce distanță zenitală și la ce altitudine se află în climaxul superior în Pulkovo (φ = + 59 ° 46") și Dușanbe (φ = + 38). ° 33 ")?

Obiectivul 3. La care este cea mai mică distanță zenitală și cea mai mare altitudine în Evpatoria (φ = + 45 ° 12 ") și Murmansk (φ = + 68 ° 59") stelele Aliot (ε Ursa Major) și Antares (un Scorpion), declinația de care este + 56 ° 14 "și -26 ° 19"? Indicați azimutul și unghiul orar al fiecărei stele în aceste momente.

Sarcina 4. La un moment dat de observație, o stea cu o declinare de + 32 ° 19 „se ridică deasupra punctului din sud la o înălțime de 63 ° 42”. Găsiți distanța zenitală și înălțimea acestei stele în același loc la un azimut de 180 °.

Sarcina 5. Rezolvați problema pentru aceeași stea cu condiția celei mai mici distanțe zenitale la 63 ° 42 "la nord de zenit.

Sarcina 6. Ce declinație ar trebui să aibă stelele pentru a trece la zenit în climaxul superior, iar în nadir, punctul de nord și punctul de sud al locului de observație, în climaxul inferior? Care este latitudinea acestor locuri?