Изучение законов движения планет. Материал для проведения текущего контроля знаний по астрономии Период обращения планеты равен

Что касается Земли, имеющей один естественный спутник – Луну, то здесь можно легко подсчитать, на сколько километров Земля уходит с истинной своей орбиты в новолуние и полнолуние и насколько километров ускоряет свой бег в первую четверть и замедляет в последнюю четверть. (См. рис. 5 и 6 ).
С планетами, имеющими несколько спутников, сложнее. Средняя же скорость движения Земли по орбите нами вычислена – 29,86668 км/с .

Теперь посмотрим на рисунок движения Земли вокруг Солнца всего за 7 секунд. Не зная, что Солнце тоже движется, можно легко посчитать, что Земля движется вокруг Солнца по кривой, напоминающей эллипс.

После всего сказанного есть смысл рассмотреть 3-й закон Кеплера: квадраты Звездных периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит

число наиболее близкое к ответу.

Уменьшится в 0,75

61. Груз, прикреплённый к пружине, совершает гармонические колебания в горизонтальной плоскости. Как изменится период колебаний, если массу груза и жёсткость пружины увеличить в 2 раза?

НЕ изменится

62. При гармонических колебаниях пружинного маятника груз проходит путь от правого крайнего положения до положения равновесия за 0,7 с. Каков период колебаний маятника?

2) Как изменится частота колебания маятника, если укоротить длину нити на половину?

3) В каких положениях действущая на щарик возвращающая сила будет максимальна? равна нулю?

4) В место шарика к нити прикреплена воронка, наполненая песком. Изменится ли ускорение свободного падения, если в процессе колебаний из воронки будет высыпаться песок?

2)Во сколько раз период обращения искусственного спутника вокруг Земли,движущегося по круговой орбите радиусом 2R,больше периода обращения искусственного
спутника,движущегося по орбите радиусом R
3)рассчитайте первую космическую скорость у поверхности самой крупной планеты солнечной системы Юпитера если его радиус равен 70000 км и ускорение
свободного падения равно 26 м/с2-в квадрате
4)На какой высоте над поверхностью Земли сила тяготения в 2 раза меньше, чем на поверхности Земли?

трения скольжения при движении бруска по горизонтальной поверхности, если площадь соприкасающихся поверхностей уменьшить в 2 раза?(Сила нормального давления не изменяется).Ответ обосновать.
3.Когда к пружине длиной 13см подвесили груз массой в 1 кг, ее длина стала равной 15см. Найдите коэффицент жесткости пружины.
4. На какой высоте ускорение свободного падения уменьшится в 3 раза?
5. Чему равен модуль ускорения автомобиля массой 1т при торможении на горизонтальной поверхности, если коэффицент трения об асфальт равен 0,4 Сопротивлением воздуха пренебречь
6. При помощи пружинного динамометра груз массой 10кг с ускорением 5 м/с (в квадрате) по горизонтальной поверхности стола. Коэффицент трения груза о стол равен 0,1. Найдите удлинение пружины, если ее жесткость равна 2кН/м.
7.Рассчитайте скорость движения и период обращения искусстевенного спутника Земли с круговой орбитой, высота которой над поверхностью Земли 300 км (R3=6400км)

Решение задач

1 уровень: 1 - 2 балла

1. Укажите, какие из перечисленных ниже планет являются внутренними.

A. Венера. B. Меркурий. В. Марс.

2. Укажите, какие из перечисленных ниже планет являются внешними.

А.Земля. Б. Юпитер. В. Уран.

3. По каким орбитам движутся планеты вокруг Солнца? Укажите правильный ответ.

A. По окружностям. Б. По эллипсам. B. По параболам.

4. Как изменяются периоды обращения планет с удалением планеты от Солнца?

Б. Период обращения планеты не зависит от ее расстояния до Солнца.

5. Укажите, какие из перечисленных ниже планет могут находиться в верхнем соединении.

A. Венера. Б. Марс. B. Плутон.

6. Укажите, какие из перечисленных ниже планет могут наблюдаться в противостоянии.

A. Меркурий. Б. Юпитер. B. Сатурн.

2 уровень: 3 - 4 балла

1. Может ли быть Меркурий видим по вечерам на востоке?

2. Планета видна на расстоянии 120° от Солнца. Внешняя ли эта планета или внутренняя?

3. Почему соединения не считают удобными конфигурациями для наблюдения внутренних и внешних планет?

4. Во время каких конфигураций хорошо видны внешние планеты?

5. Во время каких конфигураций хорошо видны внутренние планеты?

6. В какой конфигурации могут быть и внутренние, и внешние планеты?

3 уровень: 5 - 6 баллов

1. а) Какие планеты не могут находиться в верхнем соединении?

6) Чему равен звездный период обращения Юпитера, если его синодический период равен 400 сут?

2. а) Какие планеты могут наблюдаться в противостоянии? Какие не могут?

б) Как часто повторяются противостояния Марса, синодический период которого 1,9 года?

3. а) В какой конфигурации и почему удобнее всего наблюдать Марс?

б) Определите звездный период обращения Марса, зная, что его синодический период равен 780 сут.

4. а) Какие планеты не могут находиться в нижнем соединении?

б) Через какой промежуток времени повторяются моменты максимальной удаленности Венеры от Земли, если ее звездный период равен 225 сут?

5. а) Какие планеты могут быть видны рядом с Луной во время полнолуния?

б) Чему равен звездный период обращения Венеры вокруг Солнца, если ее верхние соединения с Солнцем повторяются через 1,6 года?

6. а) Можно ли наблюдать Венеру утром на западе, а вечером на востоке? Ответ поясните.

б) Какой будет звездный период обращения внешней планеты вокруг Солнца, если ее противостояния будут повторяться через 1,5 года?

4 уровень. 7 - 8 баллов

1. а) Как меняется значение скорости движения планеты при ее перемещении от афелия к перигелию?

б) Большая полуось орбиты Марса 1,5 а. е. Чему равен звездный период его обращения вокруг Солнца?

2. а) В какой точке эллиптической орбиты потенциальная энергия искусственного спутника Земли минимальна и в какой - максимальна?

6) На каком среднем расстоянии от Солнца движется планета Меркурий, если ее период обращения вокруг Солнца равен 0,241 земного года?

3. а) В какой точке эллиптической орбиты кинетическая энергия искусственного спутника Земли минимальна и в какой - максимальна?

б) Звездный период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет 12 лет. Каково среднее расстояние Юпитера до Солнца?

4. а) Что такое орбита планеты? Какую форму имеют орбиты планет? Могут ли столкнуться планеты при своем движении вокруг Солнца?

б) Определить продолжительность марсианского года, если Марс удален от Солнца в среднем на 228 млн. км.

5. а) В какое время года линейная скорость движения Земли вокруг Солнца наибольшая (наименьшая) и почему?

б) Чему равна большая полуось орбиты Урана, если звездный период обращения этой планеты вокруг Солнца составляет

6. а) Как изменяются кинетическая, потенциальная и полная механическая энергия планеты при ее движении вокруг Солнца?

б) Период обращения Венеры вокруг Солнца равен 0,615 земного года. Определите расстояние от Венеры до Солнца.

Наша планета находится в постоянном движении. Вместе с Солнцем она перемещается в космосе вокруг центра Галактики. А та, в свою очередь, движется во Вселенной. Но наибольшее значение для всего живого играет вращение Земли вокруг Солнца и собственной оси. Без этого движения условия на планете были бы непригодными для поддержания жизни.

Солнечная система

Земля как планета Солнечной системы по расчетам ученых сформировалась более 4,5 млрд лет назад. За это время расстояние от светила практически не изменялось. Скорость движения планеты и сила притяжения Солнца уравновесили ее орбиту. Она не идеально круглая, но стабильная. Если бы сила притяжения светила была сильнее или скорость Земли заметно уменьшилась, то она бы упала на Солнце. В противном случае она рано или поздно улетела бы в космос, перестав быть частью системы.

Расстояние от Солнца до Земли делает возможным поддержание оптимальной температуры на ее поверхности. В этом немаловажную роль играет и атмосфера. Во время вращения Земли вокруг Солнца меняются времена года. Природа приспособилась к таким циклам. Но если бы наша планета была отдалена на большее расстояние, то температура на ней стала бы отрицательной. Очутись она ближе - вся вода бы испарилась, так как столбик термометра превысил бы точку кипения.

Путь планеты вокруг светила называется орбитой. Траектория этого полета не идеально круглая. Она имеет эллипсность. Максимальная разница составляет 5 млн км. Самая близкая точка орбиты к Солнцу находится на расстоянии 147 км. Она называется перигелием. Земля ее проходит в январе. В июле планета находится от светила на максимальном отдалении. Наибольшее расстояние - 152 млн км. Эта точка называется афелием.

Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца обеспечивает соответственно смену суточных режимов и годовых периодов.

Для человека движение планеты вокруг центра системы незаметно. Это из-за того, что масса Земли огромна. Тем не менее каждую секунду мы пролетаем в пространстве около 30 км. Это кажется нереальным, но таковы расчеты. В среднем считается, что Земля находится от Солнца на расстоянии около 150 млн км. Один полный оборот вокруг светила она делает за 365 дней. Пройденное расстояние за год составляет почти миллиард километров.

Точное расстояние, которое наша планета проходит за год, двигаясь вокруг светила, составляет 942 млн км. Мы вместе с ней движемся в пространстве по эллиптической орбите со скоростью 107 000 км/час. Направление вращения - с запада на восток, то есть против условной часовой стрелки.

Полный оборот планета завершает не ровно за 365 дней, как принято считать. При этом проходит еще около шести часов. Но для удобства летоисчисления это время учитывают суммарно за 4 года. В итоге «набегает» один дополнительный день, его добавляют в феврале. Такой год считается високосным.

Скорость вращения Земли вокруг Солнца непостоянна. Она имеет отклонения от среднего значения. Это связано с эллиптической орбитой. Разница между значениями наиболее проявляется в точках перигелия и афелия и составляет 1 км/сек. Эти изменения незаметны, так как мы и все окружающие нас предметы двигаются в системе координат одинаково.

Смена сезонов

Вращение Земли вокруг Солнца и наклон оси планеты делает возможным смену времен года. Это меньше заметно на экваторе. Но ближе к полюсам годовая цикличность проявляется больше. Северное и Южное полушария планеты обогреваются энергией Солнца неравномерно.

Двигаясь вокруг светила, они проходят четыре условные точки орбиты. При этом поочередно два раза в течение полугодичного цикла они оказываются к нему дальше или ближе (в декабре и июне - дни солнцестояний). Соответственно в месте, где поверхность планеты прогревается лучше, там температура окружающей среды выше. Период на такой территории принято называть летом. В другом полушарии в это время заметно холоднее - там зима.

Спустя три месяца такого движения с периодичностью в полгода планетарная ось располагается таким образом, что оба полушария находятся в одинаковых условиях для обогрева. В это время (в марте и сентябре - дни равноденствия) температурные режимы приблизительно равны. Тогда, в зависимости от полушария, наступают осень и весна.

Земная ось

Наша планета - это вращающийся шар. Движение ее осуществляется вокруг условной оси и происходит по принципу волчка. Опираясь основанием в плоскость в раскрученном состоянии, он будет удерживать равновесие. Когда скорость вращения ослабевает, волчок падает.

Земля упора не имеет. На планету действуют силы притяжения Солнца, Луны и других объектов системы и Вселенной. Тем не менее она выдерживает постоянное положение в пространстве. Скорость ее вращения, полученная еще при формировании ядра, достаточна для поддержания относительного равновесия.

Земная ось проходит через шар планеты не перпендикулярно. Она наклонена под углом 66°33´. Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца делает возможным смену сезонов года. Планета «кувыркалась» бы в пространстве, если бы у нее не было строгой ориентации. Ни о каком постоянстве условий среды и жизненных процессов на ее поверхности не было бы речи.

Осевое вращение Земли

Вращение Земли вокруг Солнца (один оборот) происходит в течение года. За день на ней сменяются день и ночь. Если посмотреть на Северный полюс Земли с космоса, то можно увидеть, как она вращается против часовой стрелки. Полный оборот она совершает приблизительно за 24 часа. Этот период называют сутками.

Скорость вращения определяет быстроту смены дня и ночи. За один час планета оборачивается приблизительно на 15 градусов. Скорость вращения в разных точках ее поверхности различна. Это происходит из-за того, что она имеет шарообразную форму. На экваторе линейная скорость составляет 1669 км/час, или 464 м/сек. Ближе к полюсам этот показатель уменьшается. На тридцатой широте линейная скорость уже будет составлять 1445 км/час (400 м/сек).

Из-за осевого вращения планета имеет несколько сжатую с полюсов форму. Также это движение «заставляет» отклоняться перемещающиеся предметы (в том числе воздушные и водные потоки) от первоначального направления (сила Кориолиса). Еще одним важным следствием такого вращения являются приливы и отливы.

Смена дня и ночи

Шарообразный объект единственным источником света в определенный момент освещается только наполовину. Применительно к нашей планете в одной ее части в этот момент будет день. Неосвещенная часть будет скрыта от Солнца - там ночь. Осевое вращение дает возможность сменяться этим периодам.

Кроме светового режима изменяются условия обогрева поверхности планеты энергией светила. Такая цикличность имеет важное значение. Скорость смены световых и тепловых режимов осуществляется сравнительно быстро. За 24 часа поверхность не успевает ни чрезмерно нагреться, ни остыть ниже оптимального показателя.

Вращение Земли вокруг Солнца и своей оси с относительно постоянной скоростью имеет определяющее для животного мира значение. Без постоянства орбиты планета не удержалась бы в зоне оптимального обогрева. Без осевого вращения день и ночь длились бы по полгода. Ни то ни другое не способствовало бы зарождению и сохранению жизни.

Неравномерность вращения

Человечество за свою историю привыкло к тому, что смена дня и ночи происходит постоянно. Это служило неким эталоном времени и символом равномерности жизненных процессов. На период вращения Земли вокруг Солнца до определенной степени оказывает влияние эллипсность орбиты и другие планеты системы.

Другая особенность - изменение продолжительности суток. Осевое вращение Земли происходит неравномерно. Выделяют несколько основных причин. Значение имеют сезонные колебания, связанные с динамикой атмосферы и распределением осадков. Кроме того, приливная волна, направленная против хода движения планеты, постоянно его тормозит. Этот показатель ничтожен (за 40 тыс. лет на 1 секунду). Но за 1 млрд лет под действием этого продолжительность суток увеличилась на 7 часов (с 17 до 24).

Следствия вращения Земли вокруг Солнца и своей оси изучаются. Данные исследования имеют большое практическое и научное значение. Их используют не только для точности определения звездных координат, но и для выявления закономерностей, которые могут влиять на процессы жизнедеятельности человека и природные явления в гидрометеорологии и других областях.

Рассмотрим, за какое время происходит полный оборот планет, когда они возвращаются на ту же точку зодиака, в которой были.

Периоды полного оборота планет

Солнце - 365 дней 6 часов;

Меркурий - примерно 1 год;

Венера - 255 дней;

Луна - 28 дней (по эклиптике);

Марс - 1 год 322 дня;

Лилит - 9 лет;

Юпитер - 11 лет 313 дней;

Сатурн - 29 лет 155 дней;

Хирон - 50 лет;

Уран - 83 года 273 дня;

Нептун - 163 года 253 дня;

Плутон - примерно 250 лет;

Прозерпина - около 650 лет.

Чем дальше от Солнца расположена планета, тем длиннее путь, который она описывает вокруг него. Планеты, которые делают полный оборот вокруг Солнца за время большее, чем человеческая жизнь, в астрологии называются высокими планетами.

Если время полного оборота осуществляется за среднюю продолжительность жизни человека, - это низкие планеты. Соответственно и влияние у них разное: низкие планеты оказывают в основном влияние на личность, на каждого человека, а высокие преимущественно влияют на много жизней, на группы людей, народы, страны.

Как происходит полный оборот планет

Движение планет вокруг Солнца совершается не по кругу, а по эллипсу. Поэтому во время своего движения планета находится на разных расстояниях от Солнца: более близкое расстояние называется перигелием (планета в этом положении движется скорее), более дальнее - афелием (скорость движения планеты замедляется).

Для упрощения вычисления движения планет и расчета средней скорости их движения астрономы условно принимают траекторию их движения по кругу. Таким образом, условно принято, что движение планет по орбите имеет постоянную скорость.

Учитывая разные скорости движения планет Солнечной системы и разные их орбиты, наблюдателю они кажутся разбросанными по звездному небу. Создается впечатление, что они расположены на одном уровне. На самом же деле это не так.

Следует помнить, что созвездия планет - не то же, что знаки Зодиака. Созвездия образованы на небосводе скоплениями звезд, а знаки Зодиака являются условными обозначениями участка сферы Зодиака в 30 градусов.

Созвездия могут занимать на небосводе площадь меньше 30° (в зависимости от угла, под которым они видны), а знак Зодиака занимает эту площадь полностью (зона влияния начинается с 31-го градуса).

Что такое парад планет

Бывают редкие случаи, когда местоположение многих планет при проекции на Землю находится вблизи прямой линии (вертикала), образуя скопления планет Солнечной системы на небосводе. Если такое происходит с ближними планетами, - это называется малым парадом планет, если с дальними (они могут присоединяться к ближним), - это большой парад планет.

При «параде» планеты, собранные в одном месте небосвода, как бы «собирают» свою энергию в пучок, который оказывает на Землю мощное влияние: более часто и намного выраженнее происходят природные катаклизмы, мощные и коренные преобразования в обществе, увеличивается смертность (инфаркты, инсульты, железнодорожные катастрофы, аварии и т. д.)

Особенности движения планет

Если представить себе Землю, неподвижно расположенную в центре, вокруг которой вращаются планеты Солнечной системы, то резко нарушится траектория планет, принятая в астрономии. Солнце вращается вокруг Земли, а расположенные между Землей и Солнцем планеты Меркурий и Венера будут вращаться вокруг Солнца, периодически меняя свое направление на противоположное - это «попятное» движение обозначается «Р» (R) (ретроградное).

Нахождение и между называется нижним противостоянием, а на противоположной орбите за - верхним противостоянием.