Как найти объем планеты в физике

Астрофизика — раздел астрономии, изучающий небесные тела, их системы и пространство между ними на основе анализа происходящих во Вселенной физических процессов и явлений.

Объекты изучения астрофизики:

• космические тела от космических пылинок до межгалактических структур и Вселенной в целом;
• различные виды полей (гравитационные, магнитные, электромагнитные);
• геометрические свойства космического пространства.

Цель астрофизики — установление закономерности и понимание строения, взаимодействия и эволюции небесных тел, их систем и Вселенной как целого.

Диапазон физических параметров – плотности, температуры, давления, напряженности магнитного поля, с которыми приходится иметь дело в астрофизике — во много раз превосходит достижимый в лабораториях на Земле. Поэтому многие астрофизические объекты выступают в роли уникальной физической лаборатории, которая дает возможность изучать вещества и поля в экстремальных условиях. Это делает астрофизику неотъемлемой частью физики.

В зависимости от объекта изучения выделяются следующие разделы астрофизики:

• физика Солнечной системы (гелиофизика);
• физика звезд и межзвездной среды;
• физика галактическая (изучение Млечного Пути);
• внегалактическая астрономия (изучение объектов за пределами Млечного Пути);
• космология (изучение Вселенной в целом).

Различают также радиоастрономию, рентгеновскую, инфракрасную и ультрафиолетовую астрономию, субмиллиметровую и гамма-астрономию. Эти подразделы различаются спектральным диапазоном, в котором ведутся наблюдения за космическими телами и процессами.

Физика звезд

Физика звезд является одним из главных разделов астрофизики. Она изучает строение наружных слоев звезды, внутренне содержимое этих тел, а также происходящие внутри процессы, которые определяет строение и эволюцию звезд.

Звезда — массивное самосветящееся небесное тело, состоящее из газа или плазмы, в котором происходят, происходили или будут происходить термоядерные реакции.

Один из методов исследования звезд является изучение звездного спектра, на основании анализа которого ученые смогли установить химический состав этих тел. Установлено, что атмосфера большинства звезд напоминает атмосферу Солнца, в состав которой входит:

• 70% водорода;
• 27% гелия;
• до 3% — другие элементы, в том числе тяжелые.

В астрофизике звезды классифицируют по различным параметрам: по температуре, по размерам и массам.

Спектральная классификация звезд

Согласно спектральной классификации спектральный класс звезд определяется поверхностной температурой звезды и обозначается определенной буквой (O; B; A; F; G; K; M) — именно в такой последовательности. Класс O — самый высокий класс в иерархии, а класс MM – самый низкий. Чем выше класс, иерархии, тем звезды горячее, больше, ярче. А чем ниже класс, тем, соответственно они холоднее, меньше, тусклее, но такие звезды живут дольше, чем звезды выше классом.

Совет! Чтобы запомнить последовательность спектральных классов звезд, запомните следующую фразу: «Один Высокий Англичанин Финики Жевал Как Морковь». Первые буквы слов в ней идут в такой же последовательности, как и классы звезд.

Цвет звезды также определяется ее температурой (в скобках — наименование класса и температура поверхности звезды в Кельвинах):

• голубые звезды (О, 30 000 – 60 000);
• бело-голубые звезды (В, 10 000 – 30 000);
• белые звезды (А, 7500 – 10 000);
• желто-белые звезды (F, 6000 – 7000);
• желтые звезды (G, 5000 – 6000);
• оранжевые звезды (К, 3500 – 5000);
• красные звезды (М, 2000 – 3500);
• коричневые звезды (нет класса, 900–2700).

Солнце имеет класс G, так как его поверхность имеет температуру 5800–5900 К. Это желтая звезда, являющаяся центром Солнечной системы. Внутри Солнце очень горячее. В центральной точке температура может достигать 15 млн К.

Классификация по размерам

Звезды по размерам делятся на 4-и типа:

• Обычные звезды (средние). Они соизмеримы с Солнцем.
• Карлики. Меньше Солнца в сотни раз.
• Гиганты. Больше Солнца в десятки раз.
• Сверхгиганты. Больше Солнца в сотни раз.

Внимание! Несмотря на то, что эта классификация звезд по размерам, при сравнении нужно учитывать массы звезд. Так, обычными звездами считаются те, масса которых сравнима с массой Солнца.

Пример №1. Ниже дана таблица с названиями некоторых звезд, их температурой, массой, радиусом и расстоянием до них. Среди них выделите звезды — голубые гиганты.

Голубой свет излучают звезды с температурой от 10 до 30 тыс. К. Из таблицы голубыми являются звезды: Вега, Кастор и Спика. Звезда-гигант должна быть в десятки раз больше Солнца. Чтобы сравнить величину звезд, нужно сравнить их массы. Вега и Кастор весят лишь в 3 раза больше Солнца, в то время как Спика — в 15 раз. Поэтому голубой гигант здесь — только Спика.

Это интересно! Самая большая из известных звезд — R136a1 — была обнаружена в Большом Магелланом Облаке в 2010 году. Она больше Солнца в 256 раз.

Классификация звезд на основе диаграммы Герцшпрунга – Расселла

Среди астрономов также применяется классификация, основанная на диаграмме Герцшпрунга – Расселла. На этой диаграмме по оси абсцисс откладываются спектральные классы (или эффективные температуры), по оси ординат — светимости L (или абсолютные звездные величины M). Если бы между светимостями и их температурами не было никакой зависимости, то все звезды распределялись на такой диаграмме равномерно. Но на диаграмме обнаруживаются несколько закономерностей, которые называют последовательностями.

Большинство звезд (около 90 %), располагаются на диаграмме вдоль длинной узкой полосы, называемой главной последовательностью. Она протянулась из верхнего левого угла (от голубых сверхгигантов) в нижний правый угол (до красных карликов). К звездам главной последовательности относится Солнце, светимость которого принимают за единицу.

Точки, соответствующие гигантам и сверхгигантам, располагаются над главной последовательностью справа, а соответствующие белым карликам – в нижнем левом углу, под главной последовательностью.

По распределению звезд в соответствии с их светимостью и температурой на диаграмме Герцшпрунга–Рассела выделены следующие классы светимости:

• сверхгиганты – I класс светимости;
• гиганты – II класс светимости;
• звезды главной последовательности – V класс светимости;
• субкарлики – VI класс светимости;
• белые карлики – VII класс светимости.

Внимание! Принято указывать класс светимости после спектрального класса звезды. Солнце – звезда G2V.

В настоящее время выяснилось, что звезды главной последовательности – нормальные звезды, похожие на Солнце, в которых происходит сгорание водорода в термоядерных реакциях. Главная последовательность – это последовательность звезд разной массы. Самые большие по массе звезды располагаются в верхней части главной последовательности и являются голубыми гигантами. Самые маленькие по массе звезды – карлики. Они располагаются в нижней части главной последовательности. Параллельно главной последовательности, но несколько ниже ее располагаются субкарлики. Они отличаются от звезд главной последовательности меньшим содержанием металлов.

Происхождение и эволюция звезд

Звезды возникали в ходе эволюции галактик. Большинство астрономов считают, что это происходило в результате сгущения (конденсации) облаков материи, которые постепенно формировались внутри галактик.

Этапы эволюции звезд:

1. Стадия образования протозвезды — образуется шарообразное тело в холодном газопылевом облаке в результате действия сил тяготения.
2. Стадия сжатия звезд — протозвезда сжимается и становится более плотной. Образуется молодая звезда.
3. Стационарная стадия — начало термоядерных реакций. Из водорода образуется гелий, формируя гелиевое ядро. В ядре из гелия образуются более тяжелые элементы.
4. Заключительная стадия (зависит от массы звезды).

Внешние слои звезд, подобных нашему Солнцу (но с массами, не большими 1,2 массы Солнца), постепенно расширяются и, в конце концов, совсем покидают ядро звезды. На месте гиганта остается маленький и горячий белый карлик. Белых карликов в мире звезд много. Это значит, что многие звезды превращаются в белых карликов, которые затем постепенно остывают, становясь «потухшими звездами».

Более массивные звезды могут потерять устойчивость и взорваться с образованием сверхновой звезды, которая обогащает космос новыми химическими элементами. Впоследствии она сжимается и образует нейтронную звезду. Если масса звезды превышает массу Солнца в 2 и более раз, то при взрыве сверхновой может произойти коллапс с образованием черной дыры.

Сверхновая звезда (супернова) — физическое явление, при котором происходил взрыв звезды.

Нейтронная звезда — звезда, состоящая, в основном, из нейтронной сердцевины, покрытой сравнительно тонкой корой вещества в виде тяжёлых атомных ядер и электронов. Радиус нейтронных звезд не превышает 10–20 км. При этом их масса сравнима с массой Солнца или превышает ее в 8–10 раз.

Черная дыра — это объект с колоссальной массой и плотностью, гравитация которого настолько сильная, что не позволяет его покинуть даже световым квантам. Наиболее массивные черные дыра располагаются в центре галактик.

Солнечная система

Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца. Между всеми небесными телами во Вселенной существуют силы взаимного притяжения. Этими силами Солнце удерживает возле себя планеты и другие небесные тела.

Всего в Солнечной системе 8 планет:

• Меркурий,
• Венера,
• Земля,
• Марс,
• Юпитер,
• Сатурн,
• Уран,
• Нептун,
• Плутон (не является планетой с 2006 года).

Внимание! Самая большая планета Солнечной системы — Юпитер.

Все планеты Солнечной системы делятся на 2 группы:

• Земного типа (Меркурий, Венера, Земля, Марс).
• Газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов — относительно небольших небесных тел Солнечной системы, движущихся по орбите вокруг Солнца. Последние исследования обнаружили еще один пояс астероидов за Нептуном (пояс Койпера). Плутон сравним по размеру с астероидами. Именно поэтому его перестали считать планетой.

Почти все планеты имеют спутники. Их нет только у Венеры и Меркурия. У Земли спутник один — это Луна. Чем больше масса, а соответственно и гравитация планеты, тем больше у нее спутников. Больше сего спутников у Юпитера. По последним данным их не менее 79. Самые известные из них (расположены в порядке удаленности): Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Сатурн имеет так называемое кольцо, которое содержит множество объектов являющимися спутниками. Кольца есть у всех газовых гигантов Солнечной системы, но у Сатурна оно самое большое и выраженное.

Внимание! Все планеты, кроме Меркурия, имеют атмосферу — газовую оболочку небесного тела, удерживаемую около него гравитацией.

Все планеты вращаются по эллиптическим орбитам. Один оборот Земля делает за сутки, одно вращение вокруг Солнца — за год. Смену времен года на Земле определяет ее наклон оси к плоскости вращения, которая называется эклиптикой.

Основные формулы:

Пример №2. Определить вторую космическую скорость Марса.

v2=v1√2=√2gR

Ускорение свободного падения:

g=GMR2

Тогда:

v2=√2GMR2R=√2GMR

Радиус Марса — 3,4∙10⁶ м. Масса Марса — 6,4∙10²³ кг.

Алиса Никитина | Просмотров: 2.7k

Первым определил вес планеты Земля в 1798 году знаменитый английский ученый Кавендиш (1731–1811). Он воспользовался законом тяготения Ньютона и впервые применил для взвешивания Земли простой по идее прибор, называемый крутильными весами.

Принцип этих весов положен в основу современного гравитационного вариометра. Этот прибор обладает исключительно большой чувствительностью и широко применяется в георазведке.

Размеры планеты Земля

Земля – сравнительно большое мировое (небесное) тело. Размеры планеты Земля таковы:

• полярный радиус – 6 тысяч 357 километров,
• экваториальный радиус немного более 6 тысяч 378 километров,
• полярный диаметр 12 тысяч 714 километров,
• экваториальный диаметр 12 тысяч 757 километров,
• длина меридиана, т. е. окружности, проведенной через оба полюса, 40 тысяч 4 километра;
• длина экватора 40 тысяч 75 километров;
• поверхность всего земного шара около 510 миллионов квадратных километров;
• из них суши около 148 миллионов километров,
• морей и океанов около 362 миллионов квадратных километров;
• объем всей Земли составляет 1 биллион 83 миллиарда кубических километров,
• плотность Земли в 5,5 раз больше плотности воды,
• вес планеты Земля около 6 тысяч триллионов тонн, точнее 5 989 000 000 000 000 000 000 тонн.

Если бы можно было погрузить всю массу Земли в вагоны, нагружая по 50 тонн, то получился бы поездной состав, превышающий по длине в 8 миллиардов раз расстояние от Земли до Солнца. Вот как велика и тяжела наша Земля!

Плотность планеты Земля

Средняя плотность планеты Земля в 4 раза больше средней плотности Солнца и в 5,5 раз плотнее воды. Отдельные металлы, залегающие в недрах Земли, обладают еще большей плотностью. Так, например, платина в 21 раз плотнее воды. Однако и плотность платины не так уже велика, если учесть, что среди мировых тел есть такие, плотность которых нам кажется совершенно невероятной.

Плотность других планет

Плотность спутника Сириуса в 40 тысяч раз больше плотности воды. Если наполнить веществом этой звезды спичечную коробочку и положить на чашку весов, то, чтобы привести весы в равновесие, надо на другую чашку весов поместить 15 человек.

Еще более поразительной плотностью обладает маленькая звезда, открытая астрономом Кайнером. Вещество этой звездочки в 10 тысяч раз плотнее платины. Спичечная коробочка, наполненная этим веществом, будет весить около 50 тонн! Попробуйте положить эту коробочку себе в карман!

Однако следует указать, что среди звезд известны и такие, средняя плотность которых в 100 раз меньше плотности окружающего нас воздуха. Вот насколько различна плотность звезд.

Источник: LibTime.ru

Условие задачи:

Определить плотность шарообразной планеты, если вес тела на полюсе в 2 раза больше, чем на экваторе. Период вращения планеты вокруг своей оси 2 ч 40 мин.

Задача №2.5.15 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

(P_п=2P_э), (T=2; ч; 40; мин), (rho-?)

Решение задачи:

Тело на экваторе вращается вместе с планетой по окружности радиуса (R) (радиус планеты). Применим второй закон Ньютона:

[mg — {N_э} = m{a_ц};;;;(1)]

Тело на полюсе лежит на оси вращения планеты, поэтому оно вращается лишь вокруг себя. Первый закон Ньютона для этого тела даст такое равенство:

[mg = {N_п};;;;(2)]

По третьему закону Ньютона сила реакции опоры ((N_э) и (N_п)) равна весу тела ((P_э) и (P_п) соответственно). Учтите, что эти силы хоть и равны по величине, но противоположны по направлению и приложены к разным телам. С учетом этого запишем равенства (1) и (2) в такой системе:

[left{ begin{gathered}
{P_э} = mg — m{a_ц} hfill
{P_п} = mg hfill
end{gathered} right.]

Поделим нижнее равенство на верхнее. Так как (P_п=2P_э), то получим:

[frac{g}{{g — {a_ц}}} = 2]

[2g — 2{a_ц} = g]

[g = 2{a_ц};;;;(3)]

Поскольку в задаче нужно узнать среднюю плотность планеты (rho), то запишем такие формулы: во-первых, формулу определения ускорения свободного падения (g) на поверхности планеты, во-вторых, формулу определения массы через плотность и объем, в-третьих, формулу определения объема шара.

[g = Gfrac{M}{{{R^2}}};;;;(4)]

[M = rho  cdot V;;;;(5)]

[V = frac{4}{3}pi {R^3};;;;(6)]

Подставив (6) в (5), а полученное в (4), получим:

[g = frac{4}{3}pi Grho R;;;;(7)]

Чтобы выразить центростремительное ускорение (a_ц) через период вращения планеты (T) запишем такие формулы: формулу определения ускорения (a_ц) через угловую скорость (omega) и формулу связи последней с периодом вращения (T).

[{a_ц} = {omega ^2}R]

[omega  = frac{{2pi }}{T}]

В итоге:

[{a_ц} = frac{{4{pi ^2}}}{{{T^2}}}R;;;;(8)]

Подставим выражения (7) и (8) в ранее полученное равенство (3):

[frac{4}{3}pi Grho R = frac{{8{pi ^2}}}{{{T^2}}}R]

[rho  = frac{{6pi }}{{G{T^2}}}]

Переведем данный в условии период вращения (T) в систему СИ (в секунды):

[T = 2;ч;40;мин = 2 cdot 3600 + 40 cdot 60; с = 9600; с]

Посчитаем ответ:

[rho  = frac{{6 cdot 3,14}}{{6,67 cdot {{10}^{ — 11}} cdot {{9600}^2}}} = 3065; кг/м^3 approx 3,07; г/см^3]

Ответ: 3,07 г/см³.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Если Вам понравилась задача и ее решение, то Вы можете поделиться ею с друзьями с помощью этих кнопок.

Источник: EasyFizika.ru

Размеры Земли

На снимках из космоса видно, что Земля имеет форму шара.
я того чтобы узнать плотность Земли, ее размер, применяют специальные формулы. Еще в третьем веке до нашей эры Эратосфен вывел формулу, по которой можно определить массу планеты. Наиболее точные данные дают градусные измерения. Для этого берутся две точки, расположенные на одной меридиане. Астрономически определяются их географические широты. Длина оконечностей дуги меридианы между этими точками в градусах будет равняться географической широте этих же точек. Обычно расстояние между ними составляет несколько сотен километров. Проведя все необходимые измерения, вычисляют, чему равен один градус в километрах. Однако такой метод применим только на ровной поверхности. Ввиду того что расстояние от одной точки до второй не видно, применяют метод триангуляции. Он заключается в построении треугольников, которые покрывают сетью вершин определенное пространство. С такой вершины видны другие сигнальные точки.

В современном мире для определения координат используют различные космические методы исследований. Их проводят искусственные спутники Земли, на которых установлена специальная аппаратура.

Для определения плотности Земли необходимо знать ее массу и объем. Этот показатель равен 5,5 х 10³ кг/м³. С глубиной, плотность растет. По расчетам ученых, в центре планеты плотность равна 1,1 х 10⁴кг/м³. Такое увеличение отмечается из-за содержания тяжелых элементов и большого давления.

Ученые рассчитали, что масса планеты равна 5,972Е24 кг или 6,6 секстиллион тонн. По массе наша планета в три раза тяжелее Юпитера.

«>

Плотность

Впервые плотность Земли была выявлена И. Ньютоном в 1736 году. Он доказал, что этот показатель находится в пределах от 5 до 6 г/см³. Последующие измерения позволили выявить более точные данные, которые получили название средней плотности планеты Земля. Эта величина превышает плотность верхних горизонтов земной коры, которая на основе многочисленных измерений выходит на поверхность горных пород и может быть определена более точно.

Вычислить плотность поверхности Земли ученым еще как-то удалось, а вот решить, каким будет это значение на глубине свыше 16 километров, невозможно. Для определения этих показателей учитывается скорость сейсмических волн, сила тяжести и ряд других параметров.

Средняя плотность

Средняя плотность Земли – это отношение массы земли к массе такого же объема дистиллированной воды при температуре 4 градуса. По этому принципу учеными доказано, что средняя плотность планеты Земля равна 5,52 г/см³.

«>

Интересные факты

Есть мнения, что Земля – это единственная планета во всей Вселенной со сложной формой жизни, хотя это утверждение пока не доказано. Почему-то ученые считают, что формы жизни могут развиваться только такими, которые привычно видеть людям на нашей планете, и никто не допускает, что есть формы, способные расти и развиваться при совершенно других условиях. Это утверждение полностью никто не опроверг, а значит, оно имеет право на существование. Хотя ученые мира выяснили много интересного о планете:

1. Средняя плотность планеты Земля выше, чем у других планет.
2. Среди планет земной группы только она имеет наибольшую гравитацию и наисильнейшее магнитное поле.
3. Хотя все люди и представляют планету в форме ровного шара, на самом деле это не совсем так. Она больше похожа на два приплюснутых полукруга, имеющих выпуклости в зоне экватора. Эту особую форму связывают с вращением планеты.
4. Изначально существовал один континент под названием Пангея. По мере движения земной коры образовались известные сегодня континенты.
5. В защитном слое имеются озоновые дыры: самая крупная располагается над Антарктидой. Ее обнаружили в 2006 году.

Еще факты

1. Стоя на одном месте, человек считает, что он стоит. На самом деле он двигается, но вместе с Землей. Это происходит из-за вращения планеты вокруг Солнца и вокруг своей оси. В зависимости от места, где стоит объект, скорость его движения в пространстве может составлять 1600 км/ч. На экваторе люди двигаются быстрее, а вот те, кто живет в северных и южный районах планеты, практически стоят на месте.
2. Земля движется вокруг Солнца со скоростью 107826 км/ч.
3. Считается, что возраст Земли около 4,5 млн лет.
4. В центре планеты располагается магма.
5. На планете происходят водные приливы и отливы. Это явление возникает из-за воздействия Луны – естественного спутника Земли.
6. Самая холодная точка на планете – Антарктида. Здесь температура может опускаться до -80 и более градусов Цельсия.
7. Некоторые ученые предполагают, что когда-то у Земли было два спутника.

«>

На планете есть множество загадочных мест, где происходят странные явления. Ученые пытались их объяснить: что-то им раскрыть удалось, а что-то все так же остается тайной. Одной из таких тайн являются движущиеся камни на плато Плайя в США. На этом участке горные породы совершают перемещения по пескам, оставляя следы в виде борозд. Это уникальное явление не имеет аналогов, и нет другого места, где происходило бы подобное.

Есть мнения, что когда-то, планета была фиолетовой. Этот окрас ей придавали бактерии, проживающие на всей территории Земли. Позже планета стала зелено-голубой.

Факты: Земля-космос

От Солнца до Земли 150 млн км. Свет от нашего светила до поверхности планеты идет чуть больше восьми минут. И чем дальше звезда или планета от нас, тем больше света до нас доходит. К примеру, есть звезды, свет которых достигает до нас за тысячи лет. В результате этого мы видим «прошлое» звезд и планет. Даже солнце мы видим не в реальном времени, а такое, каким оно было восемь минут назад.

В космосе движется множество комет, космического мусора. Защитный слой Земли защищает нас от них: кометы и космическая пыль сгорают в верхних слоях атмосферы.

«>

Немного размышлений

Как известно, средняя плотность планеты равна средней плотности Земли, т. е. эти показатели находятся в соотношении 1:1. Чтобы выяснить точные размеры: массу, вес и другие габариты, используют самые разные формулы.

Земля – это уникальная планета. Здесь есть множество неразгаданных тайн. Одной из загадок является то, что находится под поверхностью земли, в глубинах океанов, и какова плотность на глубине свыше семнадцати километров под поверхностью.

«>

Ученых всего мира интересуют вопросы о возникновении Вселенной и ее истинном устройстве. Изучение космоса не дает ответы на все возникающие вопросы, но на некоторые уже нашлись ответы.

Источник: www.syl.ru

§ 31. Вычисление массы Солнца, Земли и планет

Массу Солнца можно найти из условия, что тяготение Земли к Солнцу проявляется в качестве центростремительной силы, удерживающей Землю на ее орбите (орбиту Земли для упрощения мы будем считать окружностью)

Здесь масса Земли, среднее расстояние Земли от Солнца. Обозначая продолжительность года в секундах через имеем. Таким образом

откуда, подставляя числовые значения , находим массу Солнца:

Ту же формулу можно применить для вычисления массы какой-либо планеты, имеющей спутника. В этом случае среднее расстояние спутника от планеты, время его обращения вокруг планеты, масса планеты. В частности, по расстоянию Луны от Земли и числу секунд в месяце указанным способом можно определить массу Земли.

Массу Земли можно определить также, приравнивая вес какого-либо тела к тяготению этого тела к Земле, за вычетом той составляющей тяготения, которая проявляется динамически, сообщая данному телу, участвующему в суточном вращении Земли, соответствующее центростремительное ускорение (§ 30). Необходимость указанной поправки отпадает, если для такого вычисления массы Земли мы воспользуемся тем ускорением тяжести, которое наблюдается на полюсах Земли Тогда, обозначив через средний радиус Земли и через массу Земли, имеем:

откуда масса Земли

Если среднюю плотность земного шара обозначить через то, очевидно, Отсюда средняя плотность земного шара получается равной

Средняя плотность минеральных пород верхних слоев Земли равна примерно Стало быть, ядро земного шара должно иметь плотность, значительно превышающую

Исследование вопроса о плотности Земли на различных глубинах было предпринято Лежандром и продолжено многими учеными. По выводам Гутенберга и Гаалька (1924 г.) на различных глубинах имеют место примерно следующие значения плотности Земли:

Источник: books.alnam.ru

В прошлой статье мы разбирали строение Солнечной системы. Теперь предлагаем погвоорить конкретно о задании №24 из ЕГЭ по физике. 

Тема №1 «Солнечная система: планеты земной группы и планеты-гиганты, малые тела Солнечной системы».

Первый тип заданий «Характеристики планет Солнечной системы»

Внимательно прочитайте текст задания и выберите верный ответ из списка.

Рассмотрите таблицу, содержащую характеристики планет Солнечной системы.

Выберите все утверждения, которые соответствуют характеристикам планет:

1) Марс в 2 раза быстрее вращается вокруг своей оси, чем Земля.

2) За марсианский год на Марсе проходит примерно 670 марсианских суток.

3) Ускорение свободного падения на Юпитере примерно равно 59,54 м/с².

4) Объём Нептуна в 10 раз меньше объёма Урана.

5) Первая космическая скорость для искусственного спутника Венеры составляет примерно 7,3 км/с.

Решение

1) Движение Марса происходит по круговой орбите и скорость движения определяем по формуле υ = 2π R/T. Сутки на Марсе т.е. Т вращения вокруг своей оси равен 24,37 часа, а Т вращения  Земли вокруг своей оси равен 23,56 часа т.е. (эти две величины примерно равны) примерно равны. Следовательно, скорость вращения Марса вокруг своей оси примерно равна скорости вращения Земли вокруг своей оси.

Ответ: утверждение 1 неверно

2) В таблице период вращения Марса вокруг Солнца указан в земных сутках. Для того чтобы узнать, сколько марсианских суток проходит за марсианский год разделим длину марсианского года на длину марсианских суток. В результате за марсианский год проходит = 669, 97 суток 670 суток.

Ответ: утверждение 2 верно

3) Ускорение свободного падения вычисляется по формуле: 

, где M — масса планеты, а Rо — её радиус.

Откуда для Юпитера:     или  . В результате расчетов получаем:

Ответ: утверждение 3 неверно

4) Планеты представляют собой почти шары, поэтому их объём примерно равен объёму шара. Поэтому отношение их объёмов пропорционально отношению кубов радиусов планет или отношению кубов диаметров планет:

Диаметр Нептуна относится к диаметру Урана как  

При возведении в куб такого отношения получим примерно 0,9.

Утверждение 4 неверно.

5) первая и вторая космическая скорости связаны соотношением:                                   

Ответ: утверждение 5 верно.

Правильный ответ: 25

В следующей статье разберем решение задание по теме «Спутники планет».

© blog.tutoronline.ru,
при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Остались вопросы?

Задайте свой вопрос и получите ответ от профессионального преподавателя.

Астрономия

на ЕГЭ по физике

Выполнила: Марочкина С.В.

учитель физики и астрономии

МАОУ СОШ №36 ,

Златоустовский городской округ

Тема №1

ПЛАНЕТЫ

СОЛНЕЧНОЙ

СИСТЕМЫ

Теория по теме: ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

Центром солнечной системы является звезда

Солнце, вокруг которой обращается 8 планет:

Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн,

Уран, Нептун

Основные вопросы

• Определение объёма планеты
• Определение массы планеты
• Определение периода обращения вокруг Солнца
• Определение первой и второй космической скорости

Как определить объём планеты?

Если учесть , что радиус есть половина диаметра, то

Объём планеты определяется по диаметру

в районе экватора. Если форму планеты

принять за шар,

Как определить массу?

Чтобы определить массу планеты надо среднюю плотность планеты умножить на объём планеты

Как определить период?

Период обращения вокруг солнца – это время за которое планета

Совершает один полный оборот вокруг солнца, т.е. это длительность года

на данной планете. Период можно рассчитать по формуле

Где R – радиус траектории, — линейная скорость планеты

Период вращения вокруг оси – это время , за которое планета совершает один полный оборот вокруг своей оси. Это время называется сутками на данной планете

Как определить космические скорости?

Первая космическая скорость – это скорость, которую необходимо

сообщить теле у поверхности планеты, чтобы оно стало

искусственным спутником этой планеты

или

Для этого нужно знать радиус данной планеты и ускорение

свободного падения

Вторая космическая скорость — это скорость, которую необходимо

сообщить теле у поверхности планеты, чтобы оно стало,

Искусственным спутником Солнца или

Связь между первой и второй космической скоростью

Пример задания по теме «Планеты солнечной системы»

Среднее расстояние от Солнца до планет в таблице выражено в астрономических единицах

1 а.е. равна среднему расстоянию от Солнца до Земли 1 а.е. = 150 млн. км.

Это табличная величина, её не требуется запоминать, она есть в справочном материале КИМ

У Меркурия и Юпитера угол мал, не наблюдается смена времён года.

У Венеры –угол большой, тоже не наблюдается.

У остальных планет 4 времени года

Тема №2 Астероиды

• Астеро́ид  (распространённый до 2006 года синоним —  малая планета ) — относительно небольшое  небесное тело   Солнечной системы , движущееся по орбите вокруг  Солнца . Астероиды значительно уступают по массе и размерам  планетам , имеют неправильную форму и не имеют  атмосферы , хотя при этом и у них могут быть  спутники .

Один из главных законов, описывающих

движение планет , спутников и астероидов,

это первый закон Кеплера

Первый закон Кеплера

Все небесные тела Солнечной системы обращаются по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце

Эллиптическая орбита

На рисунке три эллипса: у красного e = 0 , это окружность, у синего е≈ 0,66 ; у зелёного е=0,8 это эллипс вытянутый

Если е = 0, значит Солнце находится в центре окружности, тогда большая полуось, это среднее расстояние от астероида до Солнца

Самая близкая к Солнцу точка на орбите – перигелий (П), самая дальняя – афелий (А)

Звёзды. Диаграмма Герцшпрунга-Рассела

Звёзды образуют на этой диаграмме 4 группы: главная последовательность,

белые карлики, гиганты и сверхгиганты. Это классы звёзд по их размерам

• Главная последовательность – 90% звёзд Вселенной Размеры звёзд от 0,1 диаметра Солнца до 10 диаметров Солнца.

• Звёзды –гиганты – от 10 диаметров Солнца до 100 диаметров Солнца.

• Сверхгиганты – звёзды размером больше 100 диаметров Солнца.

• Белые карлики – размеры от 0,001 диаметра Солнца до 0,1 диаметра Солнца

R солнца = 6,96 ∙ 10 8 м

СРАВНИ РАЗМЕР ЗВЕЗДЫ С РАЗМЕРОМ СОЛНЦА!

У белых карликов наибольшая плотность, у сверхгигантов – наименьшая плотность

Это надо запомнить!