uzluga.ru
добавить свой файл
1
Гомулина Н.Н., методист по физике и астрономии
ОМЦ Западного округа г. Москвы

Данные задачи окружного тура астрономической олимпиады, который прошел в Москве в 14 января 2000 года, рекомендуется использовать для проведения школьного тура астрономической олимпиады, при подготовке задач для экзамена по астрономии, для внеклассных мероприятий по физике и астрономии.

ЗАДАЧИ ОКРУЖНОГО ТУРА АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ОЛИМПИАДЫ


5-6 класс


  1. Как можно отличить возрастающую Луну от убывающей?

  2. Чем можно объяснить тот факт, что Луна постоянно обращена к Земле одной своей стороной?

  3. Какие явления описывает А.С. Пушкин в стихотворении “Месяц”?

“ И тени легкие редели

Пред неожиданной зарей?

Зачем ты, месяц, укатился


И в небе светлом утонул?

Зачем луч утренний блеснул?”

  1. По данным, полученным астрономами с помощью космических аппаратов, на одном из спутников планеты Солнечной системы имеются действующие вулканы, а другой спутник этой же планеты покрыт толстым слоем водяного льда. Как называется эта планета и ее упомянутые спутники?

  2. Нарисуйте, как Вы представляете себе Солнечную систему. Из каких объектов она состоит?



7 класс


  1. Где сегодня день равен ночи?

  2. Какую часть суток проводит над горизонтом звезда, расположенная точно на небесном экваторе?

  3. Какие астрономические инструменты можно встретить на карте звездного неба в виде созвездий? А названия каких еще приборов и механизмов можно встретить на этой карте?

  4. "После захода Солнца стало быстро темнеть. Еще не зажглись на темно-синем небе первые звезды, а на востоке уже ослепительно сияла Венера". Все ли верно в этом описании?

  5. Кеплер в книге "Лунная астрономия" писал: "Левания (Луна) состоит из двух полушарий: одно обращено к Земле, другое – в противоположную сторону. С первого всегда видна Земля, со второго Землю увидеть невозможно … В Левании, как и у нас, происходит смена дней и ночей … Кажется, что Земля неподвижна". Верны ли сведения о Луне, приведенные Кеплером? Чему равны сутки на Луне?



8 класс



  1. В каких точках горизонта восходит Солнце в дни весеннего равноденствия, летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния?

  2. Какие явления характерны для Земли и Солнца в период высокой солнечной активности?

  3. Чему равны сутки на Луне, как видна Земля для космонавта на Луне и существуют ли области на Луне, где Земля восходит и заходит?

  4. 23 февраля 1987 г. в Большом Магеллановом Облаке, удаленном от нас на 55 кпк, наблюдалась вспышка сверхновой звезды. В каком году взорвалась эта звезда?

  5. . Какие явления описывает А.С. Пушкин в стихотворении “Надо мной в лазури ясной...”?

"Надо мной в лазури ясной

Светит звездочка одна,

Справа - запад темнокрасный,

Слева - бледная луна".


9-10 класс



  1. Двигаясь невысоко над поверхностью Земли (от 200 до 1000 км), искусственный спутник испытывает заметное сопротивление атмосферы. Как при этом изменяется его скорость: увеличивается или уменьшается?

  2. Период обращения вокруг Солнца самой короткопериодической кометы Энке  составляет 3.3 года. Почему же условия ее видимости повторяются с  характерным периодом в 10 лет?

  3. Каков период обращения искусственного спутника Земли, движущегося на расстоянии 1600 км от поверхности Земли?

  4. Какое из двух астрономических явлений - касательное покрытие Луной звезды или касательное покрытие Луной планеты - является одним из самых интересных для науки астрономических явлений и почему?

  5. 21 сентября 1999 года произошло покрытие Урана Луной. В этот день Уран находился в созвездии Козерога. Какое из двух явлений - покрытие или открытие Урана - можно было легко наблюдать в небольшие телескопы?


11 класс


  1. Что называется солнечным ветром, как образуется этот ветер, как он действует на планеты  и как далеко он "дует" в Солнечной системе?

  2. Какую долю земной поверхности может охватить взглядом космонавт с высоты 400 км?

  3. Две звезды имеют одинаковые размеры, но температура поверхности у первой звезды равна 30000К, а у второй - 5000К. Какая из этих звезд будет излучать   больше энергии в синих лучах? В желтых? В красных?

  4. Будут ли одинаковы скорость вылета и дальность полета снаряда при выстреле из одной и той же пушки на Земле и на Луне? (сопротивлением земной атмосферы пренебречь)

  5. Можно ли увидеть созвездие Южного Креста с территории России? А из северного полушария Земли?

Решения задач окружной олимпиады по астрономии 5-6 классы


  1. По внешнему виду: Луна в виде дуги в букве Р – растущая, а в виде буквы С – старая.

  2. Совпадением периодов осевого вращения и обращения вокруг Земли.

  3. В стихах описаны следующие астрономические явления:

А) Восход Солнца


Б) Утренняя заря

В) Перемещение Луны

Г) Фаза Луны – последняя четверть.
  1. Планета Юпитер и спутники Юпитера - Ио и Европа.


  2. Изображения Солнца, планет, комет, двух поясов астероидов. Около планет могут быть изображены спутники планет.



7 класс

  1. Сегодня и всегда день равен ночи на экваторе. Но если сегодня день весеннего или осеннего равноденствия, то день равен ночи и во всех прочих местах Земли (кроме полюсов, конечно).

  2. Если не учитывать атмосферную рефракцию, то половину суток независимо от широты наблюдателя (кроме полюсов, разумеется)

  3. Телескоп, Секстант – астрономические инструменты. Насос, Резец, Циркуль, Весы, Микроскоп, Компас.


  4. Венера на нашем небе никогда не удаляется от Солнца более чем на 46, следовательно, она не может быть на востоке, когда Солнце на западе.

  5. Сведения, приведенные Кеплером, практически верны. На лунном небе Земля почти неподвижна. Для космонавта на большей части лунной поверхности она не восходит и не заходит. Солнечные сутки на Луне равны 29,5 земных суток, а звездные - 27,3 суток.



8 класс

  1. а) в дни весеннего и осеннего равноденствий Солнце восходит в точке востока.

б) на широте Москвы (56) в день летнего солнцестояния Солнце восходит на северо-востоке, а в день зимнего солнцестояния - на юго-востоке.

  1. Для Солнца: большое количество солнечных пятен (в фотосфере), вспышек (в хромосфере) и протуберанцев (в короне). Усиленный солнечный ветер. Для Земли: повышенное количество и интенсивность полярных сияний и возмущений геомагнитного поля ("магнитных бурь").

  2. Солнечные сутки на Луне равны 29,5 земных суток. Земля на Луне практически неподвижно висит на небе и не совершает таких движений, как Луна на небе Земли. Это следствие того, что Луна всегда обращена к Земле одной своей стороной. Но благодаря физическим либрациям (покачиваниям) Луны, из областей около края лунного диска можно наблюдать регулярные восходы и заходы Земли. Земля восходит и заходит (приподнимается над горизонтом и опускается за горизонт) с периодом около 27,3 земных суток.

  3. Расстояние от Земли до галактики БМО составляет 55 000 пк. Как известно, 1 пк = 3,26 св. лет. Поэтому свет от взрыва звезды достиг Земли примерно через 180 000 лет после того, как он произошел. Вычислять точно год взрыва не имеет смысла, поскольку точность, с которой дано расстояние до галактики БМО, не превышает 1%.

  4. Астрономические явления:

  1. Заход Солнца, сумерки

  2. Луна в фазе полнолуния



9-10 класс

  1. Казалось бы, под действием сопротивления воздуха скорость аппарата должна уменьшаться, как это происходит, например, с любым автомобилем, который катится по инерции. Но у спутника, в отличие от автомобиля, нет твердой опоры. Теряя энергию за счет сопротивления воздуха, он не может сохранить высоту полета и начинает приближаться к Земле. При этом за счет ее притяжения он разгоняется и увеличивает свою скорость.

  2. Ответ - через 10 лет комета сделает ровно 3 оборота по своей орбите, а  Земля - ровно 10. Значит, оба небесных тела окажутся почти в тех же точках пространства, а значит, такими же будут условия видимости кометы  на Земле.

  3. - сила притяжения ИСЗ,




отсюда период Т= = 7200 сек  2 часа

4. Касательное покрытие звезды. В это время звезда может несколько     раз появляться и исчезать за лунными горами. Его наблюдения позволяют  изучать движение и фигуру Луны. А при касательном покрытии планеты мы  можем наблюдать лишь частичное закрытие ее диска.

5. Только покрытие. Созвездие Козерога видно в сентябре по вечерам,     и Луна была растущая. Покрытие происходило у левого, темного лимба Луны, поэтому его можно было наблюдать. Открытие произошло у светлого края Луны, и увидеть слабый Уран (видимая звездная величина 6m) было крайне трудно.


11 класс





  1. Солнечный ветер - это потоки разреженного газа и плазмы, истекающие из атмосферы Солнца во всех направлениях. Его причиной служит сильный разогрев нижних слоев солнечной короны потоками электромагнитной и акустической энергии, поступающими из плотных нижних слоев атмосферы Солнца. В окрестности Земли скорость солнечного ветра около 400 км/с. Сталкиваясь с магнитосферами и атмосферами планет, солнечный ветер искажает их форму, вызывает в них химические реакции, ионизацию газа и его свечение. Солнечный ветер выдувает вокруг Солнца каверну, свободную от межзвездной плазмы (гелиосферу), которая простирается за орбиту Плутона; ее граница пока точно не установлена.

  2. Пусть точка О - центр Земли, К - космонавт и Г - горизонт. Обозначим длины отрезков: ОГ через R и КГ через D. Тогда длина отрезка КО будет равна R + h, где h = 400 км - высота орбиты. Расстояние до горизонта определим из прямоугольного треугольника ГОК по теореме Пифагора: (R + h)2 = D2 + R2, откуда D2 = 2 R h + h2 = 2 R h (1 + h/2R). Поскольку h<< R, второе слагаемое в этой формуле много меньше первого, поэтому им можно пренебречь. В результате получаем формулу для расстояния до горизонта при высоте наблюдателя h << R: D = . Поскольку D << R, площадь поверхности Земли, доступную взгляду космонавта можно вычислить как площадь круга: s =  D2, поскольку полная площадь поверхности Земли вычисляется как площадь шара: S = 4  R2. Отношение этих площадей составляет s/S = h/2R = 0,03 (т.е. 3%).

  3. Первая звезда излучает больше во всех диапазонах спектра. Это зависит только от температуры.

4. Кинетическая энергия снаряда зависит только от энергии заряда и соотношения масс пушки (M) и снаряда (m). Если масса пушки велика, то снаряд уносит с собой всю энергию выстрела (E):

MV + mv = 0 - Закон сохранения импульса

- Закон сохранения энергии

откуда V2=2E/(M+m), поэтому скорость вылета снаряда не зависит от того, на каком небесном теле произведен выстрел. А вот дальность его полета - зависит. Пусть  - угол наклона ствола пушки к горизонту. Тогда дальность полета L =

Как видим, при одинаковых  и v дальность полета обратно пропорциональна значению g. Например, на Луне та же пушка выстрелит в 6 раз дальше, чем на Земле (а с учетом сопротивления воздуха - еще дальше!)

5. В России – нет, но из северного полушария - да, созвездие полностью видно южнее 27-й параллели.