Решения задач окружного тура городской олимпиады. Бывают ли плоские звёзды

Главная > Документ

Муниципальный этап

(2011/12 учебный год)

7-8 классы

ЗАДАНИЯ

1. Лира, Дева, Скорпион, Весы, Рак. Какое название из этого списка является лишним и почему? 2. Какая из перечисленных звезд – Арктур, Вега, Капелла, Полярная, Сириус – является самой яркой звездой северного полушария неба? В каком созвездии она расположена? Какую примерно звездную величину она имеет? 3. В 1054 году на небе наблюдался взрыв Сверхновой, породивший Крабовидную туманность. Расстояние до Крабовидной туманности – примерно два килопарсека (R = 2 кпк = 6520 световых лет). Сколько лет тому назад взорвалась Сверхновая? 4. На каких планетах земной группы дневное небо черное, голубое и красноватое? Почему? 5. Два раза в году Солнце восходит почти точно на востоке и заходит почти точно на западе. Как называются эти дни? Когда они бывают? Какова продолжительность дня и ночи в эти дни в Иркутске и в Братске? Из какого полушария небесной сферы в какое полушарие переходит при этом Солнце? 6. В состав Солнечной системы входят различные космические объекты – кометы, Солнце, Главный пояс астероидов, объекты пояса Койпера, облако Оорта, планеты. Изобразите на рисунке строение Солнечной системы.

Муниципальный этап

Всероссийской олимпиады школьников по астрономии

(2011/12 учебный год)

7-8 классы

ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

1. Лира, т.к. созвездие Лиры не относится к числу зодиакальных, в отличие от всех остальных созвездий из приведенного списка. За выбор принципа отбора - до 4 баллов, за правильное название созвездия – 4 балла 2. Самая яркая звезда на небе – Сириус, но эта звезда находится в южном полушарии неба. Поэтому самая яркая звезда северного полушария – Вега (альфа Лиры). У нее примерно нулевая звездная величина. За знание самой яркой северной звезды – 3 балла, за знание звездной величины – 3 балла, дополнительные знания по теме – 2 балла. 3. С 1054 года прошло 957 лет. Значит, взрыв произошел 957 + 6520 = 7477 лет. Правильный ответ – более 7000 лет назад, поскольку точное расстояние неизвестно (2 кпк – грубая оценка). За выбор способа решения - 2 балла, за вычисление, сколько лет прошло с момента наблюдения Сверхновой – 2 балла, за вычисление истинного возраста Сверхновой – 2 балла, за понимание того, что указывать точное количество прошедших лет бессмысленно из-на недостаточной точности знания расстояния до туманности – 2 балла.4. На Меркурии практически нет атмосферы, поэтому нет рассеяния света и небо черное. На Земле небо голубое из-за рассеяния солнечного света на молекулах воздуха, при этом голубые лучи рассеиваются сильнее, чем красные. На Марсе из-за сильных пылевых бурь атмосфера насыщена мельчайшими пылевыми частичками, имеющими красноватый цвет, как и почва. За знание планет земной группы – 1 балл, за правильные соответствия цвета неба и названий планет – до 3 баллов, за объяснение причин различия цвета неба – до 4 баллов. 5. Речь идет о днях весеннего и осеннего равноденствия. В эти дни на всей Земле Солнце перемещается по небу от восхода до заката почти ровно за 12 часов (без учета рефракции) и, следовательно, в Иркутске, Братске (да и везде в мире) продолжительность дня и ночи одинакова. Весеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное. Это обычно происходит около 21 марта. Осеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное, это обычно наступает 23 сентября. За знание названия дней – 1 балл, за знание дат равноденствий – 2 балла, за понимание, что в эти дни день равен ночи повсюду на Земле – 3 балла, за пояснение, когда из какого полушария переходит Солнце – 2 балла. 6. Солнце в центре, 8 планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) движутся почти по окружностям вокруг Солнца. Между орбитами Марса и Юпитера – главный пояс астероидов. За орбитой Нептуна – пояс Койпера, в нем находится карликовая планета Плутон и множество других ледяных небесных тел. Далеко за поясом Койпера находится еще один пояс – облако Оорта из множества ледяных кометных ядер. В планетной зоне Солнечной системы кометы двигаются, как правило, по сильно вытянутым орбитам. Если рисунок содержит всю указанную информацию, можно оценить его в 9 баллов, недостатки и ошибки снижают оценку.

Муниципальный этап

Всероссийской олимпиады школьников по астрономии

(2011/12 учебный год)

9-10 классы

ЗАДАНИЯ

1. Знаменитый пульсар NP 0531 в Крабовидной туманности имеет период Т = 0,033 с. Оценить его плотность.2. Почему полная фаза солнечного затмения продолжается намного меньше, чем полная фаза лунного затмения?3. Известно, что Солнце вращается неравномерно – экватор быстрее, чем высокие широты. На сколько градусов солнечное пятно, расположенное вблизи экватора (период вращения здесь равен 25 суткам) за один оборот обгонит другое пятно, расположенное на широте 30 градусов (период вращения Солнца здесь равен 26,3 суток).4. Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Напишите, какие объекты входят в ее состав. Укажите на рисунке, где примерно расположено наше Солнце. 5. Дайте определение каждому из терминов: метеор, болид, астероид, комета, метеорит. Почему астрономы считают неправильным словосочетание «Тунгусский метеорит»? Какова основная идея, объясняющая Тунгусское явление? 6. В интернете обсуждается идея о том, что по орбите Земли (всегда обратной стороны от Солнца) движется еще одна крупная планета, которую мы никогда не видим. Астрономы уверены, что это не так. Как Вы думаете, какие доводы приводят астрономы в пользу своей версии?

Муниципальный этап

Всероссийской олимпиады школьников по астрономии

(2011/12 учебный год)

9-10 классы

Рекомендуется оценивать решение по 8-балльной системе (от 0 до 8). В исключительных случаях, при полном решении с предложением идей, расширяющих и дополняющих задание, может быть выставлена оценка в 9 баллов.

ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

Где М – масса пульсара, R – его радиус, V – линейная скорость точки на экваторе пульсара. Быстрее вращаться пульсар не может, иначе его разорвет центробежная сила. Поскольку объем шара W = (3), плотность ρ = М / W, получим

Отсюда плотность пульсара в Крабовидной туманности ρ = 3π/GT 2 = = 1,3∙10 14 кг/м 3 . За знание каждой из формул (1), (2), (3) – по 2 балла, за дальнейший ход рассуждений и правильность вычислений – по 1 баллу. Во время полного лунного затмения Луна полностью уходит в конус земной тени, диаметр которой в 3 раза больше диаметра Луны. Луна, обладая диаметром примерно 3500 км, сместится на величину своего диаметра за 3500 с (почти час), значит, всю земную тень она преодолеет почти за 3 часа. В результате полная фаза лунного затмения продолжается гораздо дольше (часы), нежели полная фаза солнечного затмения (минуты).За объяснения явлений солнечного и лунного затмений (желательно с рисунками) – до 2 балла, объяснение продолжительности каждого из типов затмений – до 2 баллов.

Пусть оба пятна сначала находятся на центральном меридиане Солнца, то есть линии, соединяющей оба полюса и проходящей через видимый центр диска Солнца. Пятно на широте 30º через 26,3 суток снова окажется на центральном меридиане. Значит, пятно, расположенное на экваторе, обгонит первое пятно на дугу, которую оно пройдет еще через 26.3 – 25 = 1,3 суток. За сутки экваториальное пятно проходит дугу в

/ сутки.Значит, за 1,3 суток экваториальное пятно сместится на 14,4° × 1,3 = 18,7°.

За правильный ход решения – до 6 баллов, за правильность расчетов – до 2 баллов.

Метеор – это свечение, возникающее при вхождении в атмосферу Земли частицы вещества из космоса (размерами от пылинки до миллиметров). Болид – очень яркий метеор (сгорает частица вещества размером в сантиметры – первые метры). Астероид – каменная либо железная глыба с размерами от метров до сотен километров, двигающаяся по замкнутой орбите вокруг Солнца. Комета - ледяная глыба размерами от десятков метров до десятков километров, двигающаяся по вытянутой орбите вокруг Солнца. Метеорит – фрагмент астероида, упавший на поверхность планеты. Поскольку ни одного фрагмента Тунгусского космического тела не найдено, название «Тунгусский метеорит» неверно. Считается, что Тунгусское космическое тело – это небольшое ледяное ядро кометы, взрывообразно испарившееся в атмосфере Земли. За знание каждого термина – 1 балл, за качество изложения – до 1 балла, за знание основной гипотезы о Тунгусском явлении – до 2 баллов.

Крупная планета на орбите Земли влияла бы своим тяготением на соседние планеты – Марс и Венеру, которые должны периодически с ней сближаться. В результате Марс и Венера двигались бы совсем не так, как они движутся на самом деле, их орбиты должны были постоянно «возмущаться» (изменять свои параметры под влиянием планеты). Поскольку это не так, значит, никакой крупной планеты за Солнцем нет. Еще один довод – космические аппараты, перемещаясь по всей Солнечной системе (включая и зону «за Солнцем»), никакой крупной планеты там не обнаружили.

Муниципальный этап

Всероссийской олимпиады школьников по астрономии

(2011/12 учебный год)

11 классы

ЗАДАНИЯ

В интернете сообщают о планете Нибиру, которая якобы должна в 2012 пройти вблизи Земли, вызывая на ней катаклизмы. Профессиональные астрономы утверждают, что никакой планеты Нибиру не существует. Какие доводы можно привести в пользу того, что астрономы правы?

Две одинаковые по массе автоматические межпланетные станции (АМС) совершают мягкие посадки: первая – на Венеру, вторая – на Марс. На какой из планет – Земле, Венере или Марсе – эти АМС имеют наибольший вес? Ускорение свободного падения на Земле и Венере считать одинаковыми, а на Марсе g = 3,7 м/с 2 .

Две одинаковые нейтронные звезды обращаются вокруг общего центра масс по круговой орбите с периодом 7 часов. На каком расстоянии они находятся, если их массы больше массы Солнца в 1,4 раз? Масса Солнца М ¤ = 2·10 30 кг. 4. Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Напишите, какие объекты входят в ее состав. Укажите на рисунке, где примерно расположено наше Солнце.

Во сколько раз звезда-сверхгигант со светимостью 10000 L больше, чем звезда главной последовательности, если их температуры одинаковы и равны 5800°?

В 1054 году в нашей Галактике вспыхнула Сверхновая в созвездии Тельца. В настоящее время на этом месте наблюдается знаменитая Крабовидная туманность. Измерение лучевых скоростей газа в туманности показало, что она расширяется со скоростью около 1200 км/с от центра. Угловые размеры туманности, измеренные в 2004 году, составили примерно 5´. Оценить примерное расстояние до Крабовидной туманности в парсеках (1 пк = 3,086∙10 16 м).

Муниципальный этап

Всероссийской олимпиады школьников по астрономии

(2011/12 учебный год)

11 классы

ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

Доводы могут быть следующими. - Если бы планета Нибиру существовала, и в 2012 году она должна была бы пройти вблизи орбиты Земли, то ее можно было бы уже давно наблюдать в школьные телескопы, бинокли и даже невооруженным глазом, поскольку бы находилась уже ближе Юпитера (иначе ей не успеть долететь до Земли через год). Юпитер и находящийся гораздо ближе его Марс хорошо видны невооруженным глазом, тем не менее, ни одного снимка, ни одного подтвержденного профессионалами наблюдения Нибиру не существует. На серьезных сайтах и в научной литературе никакой Нибиру нет. - В интернете не сообщаются небесные координаты Нибиру, что понятно, иначе любой любитель-астроном, посмотрев в указанное место на небе, смог бы доказать, что там ничего нет. - Известно, что Нибиру – это просто выдумка писателя Захарии Ситчина, подхваченная СМИ. Если Земле угрожала реальная опасность, и ученые, и правительства вели бы себя совсем иначе. За эти и другие доводы и логические рассуждения – до 8 баллов. Пересказ мифа о Нибиру, как недостоверная ненаучная информация, не засчитывается.

Наибольший вес будет на Земле. Вес АМС на Венере будет меньше, чем на Земле, из-за чрезвычайно плотной атмосферы (закон Архимеда). На Марсе АМС будет иметь наименьший вес. За определение веса АМС на всех планетах (p = mg) и знание значения g на Земле – 2 балла, за учет силы Архимеда на всех трех планетах – 4 балла, за обоснованный вывод – 2 балла.

Звезды находятся на расстоянии 2R друг от друга и притягиваются друг к другу с силой F грав. = G× (1)С другой стороны, та же сила по закону Ньютона равна F = (2) Тогда = 3×10 6 м = 3000 км. За использование формул (1) и (2) – до 3 баллов за каждую. За правильность вычислений – до 2 баллов.

Рисунок должен отражать, что наша Галактика имеет форму спирали. Примерные размеры Галактики и расстояние Солнца от центра Галактики должны быть выдержаны в соответствующем масштабе. В центре Галактики открыта сверхмассивная черная дыра с массой около 3 миллионов масс Солнца. Показать, что спиральные рукава состоят в основном из множества звезд. Хорошо, если на рисунке будут изображены шаровые скопления. Рассеянные скопления, гигантские молекулярные облака на рисунке не изображаются в данном масштабе, но могут быть перечислены. Могут быть перечислены различные типы звезд (звезды главной последовательности, гиганты, сверхгиганты, белые карлики, нейтронные звезды), межзвездный газ, межзвездная пыль, но эти объекты на рисунке не отражаются.


Типичный ожидаемый рисунок нашей Галактики, которая похожа на галактику М31. Стрелка (диск галактики) указывает на примерное расстояние Солнца от центра Галактики	Учащиеся вполне могут изобразить и темное гало шарообразное вокруг светящейся материи нашей плоской Галактики. За любое упоминание о темной материи рекомендуется добавлять баллы.

За рисунок – до 2 баллов. За перечень типов объектов, входящих в состав Галактики – до 2 баллов. За указание положения Солнца – до 2 баллов. Дополнительная информация – до 2 баллов.

Звезда главной последовательности с температурой 5800° – это Солнце. Светимость Солнца L =1. Светимость звезды равна L = sТ 4 × 4pR 2 (1), где R – радиус звезды. Их температуры равны, откуда радиус сверхгиганта в 100 раз больше радиуса звезды главной последовательности (Солнца). За отождествление первой звезды с Солнцем – до 2 баллов. За знание формулы (1) – до 2 баллов. Ход рассуждений – до 2 баллов, вычисления – до 2 баллов. 6.Крабовидная туманность начала расширяться за 950 лет до наступления 2004 года, скорость расширения около 1200 км/с. Поэтому линейный размер D Крабовидной туманности D = 2×2 × 950 × 3,15×10 7 × 1200 × 100 = 2×3591000×100×10 7 м = = 2×3,591×10 15 /3,086∙10 16 м = 2×1,16 пк = 2,32 пк (т.к. 1 пк = 3,086∙10 16 м). Расстояние до Крабовидной туманности:

R = = 159,5пк ≈ 1,6 кпк.

Настоящие методические рекомендации подготовлены центральной предметно-методической комиссией по обществознанию и направлены на помощь соответствующим методическим комиссиям и жюри в составлении заданий для школьного и муниципального

Методические рекомендации по разработке заданий для школьного и муниципального этапов всероссийской олимпиады школьников по обществознанию в 2009/2010 учебном году

Методические рекомендации

Решает вопросы организации олимпиады (выделение необходимых помещений, размещение учащихся и жюри, контроль за выполнением санитарных норм, охрана и обеспечение в случае необходимости медицинской помощи участникам олимпиады, ведение

Итоги регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии от 19 января 2012 года №

Документ

Волгореченск 9 7 5 Артеменко Денис Алексеевич Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение г. Костромы «Лицей № 0» 9 5 Белоусов Алексей Николаевич МОУ СОШ №1 г.

Приказ 05. 12. 2011 №1361 Об утверждении итогов муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников в 2011-2012 учебном году

Документ

В соответствии с Положением о Всероссийской олимпиаде школьников, утвержденным приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 02.12.

5-6 класс

ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 7-8 класс

В 2004 году весеннее равноденствие состоялось не 21 марта, как обычно, а 20 марта в 06 ч 49 м UT (всемирное время) Поскольку к этому моменту на летнее время мы еще не перешли, то в Москве было 09 ч 49 м.

Почему это произошло 20 марта? Когда будет весеннее равноденствие в последующие годы? Какова продолжительность дня и ночи в этот день? С момента весеннего равноденствия начинается астрономическая весна. До какого дня она будет продолжаться в 2005 году?

2 января 2005 года Земля находилась в перигелии, на расстоянии 14,7 млн.км от Солнца. Когда (примерно) Земля будет в афелии? Сделать поясняющий чертеж

Когда Луна может подняться выше над горизонтом летом или зимой и почему? А на какую высоту?

ЗАДАЧИ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

2 января 2005 года Земля находилась в перигелии, на расстоянии 14,7 млн.км от Солнца. Когда (примерно) Земля будет в афелии? Сделать поясняющий чертеж. Почему точка афелия не совпадает с точкой зимнего солнцестояния, а точка перигелия – с точкой летнего солнцестояния?
Межпланетный аппарат обращается вокруг Земли по низкой круговой орбите, лежащей в плоскости эклиптики. Какое минимальное приращение скорости нужно придать этому кораблю, чтобы он мог без последующих маневров и включения двигателей отправиться изучать объекты пояса Койпера?
Вчера с европейской части России можно было наблюдать начало серии покрытия Антареса Луной в этом учебном году (4 февраля, 3 марта, 30 марта, 26 апреля, 24 марта, 24 мая, 20 июня 2005 года). Покрытия звезд Луной происходят таким образом, что наблюдатель видит исчезновение звезды на восточном крае лунного диска и появление ее вновь - на западном.

Почему покрытия звезд Луной происходят таким образом и именно с такой периодичностью? Для каких научных целей наблюдения покрытий звезд Луной проводились в 18 веке и для каких научных целей проводятся в 21 веке?

ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 5-6 класс

Известно, что можно определять стороны света по часовой стрелке. Как это можно сделать в Москве, на экваторе и в Австралии?

В наших широтах половина угла, между 12 и часовой стрелкой, направленной на Солнце, показывает юг, в Австралии – на север. На экваторе этот метод не применим. (С учетом декретного времени берется цифра 1, а для летнего декретного времени цифра 2).

Два раза в году, в дни весеннего и осеннего равноденствий, Солнце восходит почти точно на востоке. Какова продолжительность дня и ночи в этот день в Москве? Из какого полушария звездного неба (небесной сферы) в какое полушарие Солнце переходит при этом?

В эти дни по всей Земле Солнце перемещается по небу от восхода до заката почти ровно за 12 часов (без учета рефракции) и, следовательно, в Москве (да и везде в России) продолжительность дня и ночи одинакова.

Весеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное. Это обычно происходит около 21 марта. Осеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное, это обычно наступает 23 сентября.

На каких планетах земной группы дневное небо черное, голубое и красноватое?

Меркурий, Земля и Марс. Полное объяснение учащиеся 5 – 6 класса могут не приводить.

На Меркурии практически нет атмосферы, нет рассеяния света, небо черное. На Земле небо голубое из-за рассеяния солнечного света на молекулах воздуха, при этом голубые лучи рассеиваются сильнее, чем красные. На Марсе из-за сильных пылевых бурь атмосфера насыщена мельчайшими пылевыми частичками, имеющими красный цвет, как и почва.

Когда Луна может подняться выше над горизонтом летом или зимой и почему? А когда Луна в Москве над горизонтом ниже? Летом или зимой и почему?

h = 90     = 57

Где широта Москвы  =56.

В состав Солнечной системы входят различные космические объекты – кометы, Солнце, первый пояс астероидов, объекты пояса Койпера, облако Оорта, планеты. Сделайте рисунок строения Солнечной системы.

Учащимся, указавшим что за орбитой Нептуна находится пояс Койпера и облако Оорта, верно указавшим положение 9 больших планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон), количество баллов увеличивают.

РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 7-8 класс

В 2004 году весеннее равноденствие состоялось не 21 марта, как обычно, а 20 марта в 06 ч 49 м UT (всемирное время) Поскольку к этому моменту на летнее время мы еще не перешли, то в Москве было 09 ч 49 м. Почему это произошло? Когда будет весеннее равноденствие в последующие годы? Какова продолжительность дня и ночи в этот день? С момента весеннего равноденствия начинается астрономическая весна. До какого дня она будет продолжаться в 2005 году?

Раннее наступление равноденствия связано с тем, что 2004 год – високосный и «лишний день» 29 февраля сдвинул дату равноденствия. В следующие три года все вернется на свои места, а потом повторится.

В эти дни по всей Земле Солнце перемещается по небу от восхода до заката почти ровно за 12 часов (без учета рефракции) и, следовательно, везде продолжительность дня и ночи одинакова.

С момента весеннего равноденствия начинается астрономическая весна, которая продлится до дня летнего солнцестояния, которое в 2005 году наступит 21 июня.

Почему полная фаза солнечного затмения продолжается намного меньше, чем полная фаза лунного затмения.

Покрытие Солнца Луной называется солнечным затмением . Если диск Солнца полностью закрывается диском Луны, то затмение называют полным . Полные солнечные затмения можно видеть только в тех областях Земли, по которым проходит полоса тени Луны. Диаметр тени не превышает 270 км, поэтому полное затмение Солнца видно лишь на малом участке земной поверхности.

Во время полного лунного затмения Луна полностью уходит в конус земной тени. Полная фаза лунного затмения продолжается гораздо дольше (часы), нежели полная фаза солнечного затмения (минуты).

2 января 2005 года Земля находилась в перигелии, на расстоянии 14,7 млн.км от Солнца. Когда (примерно) Земля будет в афелии? Сделать поясняющий чертеж.

На сколько градусов солнечное пятно, расположенное вблизи экватора (период вращения равен 25 суткам) за один оборот обгонит другое пятно, расположенное на широте 30 градусов (период 26,3 суток).

Пусть оба пятна сначала находятся на центральном меридиане Солнца, то есть линии, соединяющей оба полюса и проходящей через видимый центр. Если пятно, имеющее большую широту, вращается медленнее, то пусть через 26,3 суток оно снова окажется на центральном меридиане. Значит, пятно, расположенное на экваторе, обгонит первое пятно на дугу, которое оно пройдет еще через 1,3 суток. За сутки экваториальное пятно проходит дугу в
.

За 1,3 суток экваториальное пятно сместится на 14,41,3=18,7.

Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Какие объекты входят в ее состав? Где примерно расположено наше Солнце?

Рисунок должен отражать, что наша Галактика – спиральная. Примерные размеры Галактики и расстояние Солнца от центра Галактики должны быть выдержаны в соответствующем масштабе. Очень хорошо, если на рисунке будут изображены шаровые скопления. Рассеянные скопления, гигантские молекулярные облака на рисунке не изображаются. в данном масштабе, но могут быть перечислены. Могут быть перечислены различные типы звезд (звезды главной последовательности, гиганты, сверхгиганты, белые карлики, нейтронные звезды), межзвездный газ, межзвездная пыль, но эти объекты на рисунке не отражаются.

РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 9-10 класс

Сезоны года на Земле сменяются «в противофазе» (когда в северном полушарии лето, то в южном - зима). Допустим, что гипотетическая планета вращается вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите, большая полуось которой также равна 1 а.е., и ось вращения перпендикулярна плоскости ее орбиты. Как происходит смена времен года? Как изменится климат по сравнению с климатом Земли?

На такой планете смена времен года будет проходить синхронно, а не в противофазе, как на Земле или Марсе. Вблизи апогелия на всей планете, в обоих полушариях, синхронно, будет условная зима, а вблизи перигелия - условное лето. «Условные», потому что в общепринятых понятиях на полюсах такой планеты будет вечная зима... Тогда сезоны, зависящие только от потока тепла, будут по всей планете определяться только ее положением на орбите, а значит, будут везде меняться синхронно. Климат на такой планете, несмотря на одинаковую большую полуось а=1 а.е., будет более резким, зимы будут более холодными и долгими по второму закону Кеплера (и путь длинее, и скорость меньше).

Когда Луна может подняться выше над горизонтом летом или зимой и почему? А когда Луна в Москве над горизонтом ниже? Летом или зимой и почему?

Двигаясь по эклиптике, Солнце отходит дальше всего от экватора в сторону северного полюса мира 22 июня. Это соответствует точке летнего солнцестояния  - знак Рака. В этот день Солнце имеет максимальное склонение около  =+23. В этот день в Москве (и в северном полушарии) Солнце выше всего над горизонтом. Можно подсчитать и высоту Солнца над горизонтом 22 июня по формуле высота светил в верхней кульминации

h = 90     = 57

Где широта Москвы  =56.

22 декабря Солнце ниже всего над горизонтом в Москве. День самый длинный. Точка зимнего солнцестояния  - знак Козерога - в ней Солнце имеет минимальное склонение   =  23. Высота Солнца над горизонтом около 11.

Угол между плоскостью орбиты Луны и плоскостью эклиптики составляет 5°. Максимальная высота Луны над горизонтом в июне - 62. Минимальная высота Луны над горизонтом - 6.

Как называются точки небесной сферы, в которой эклиптика пересекается небесным экватором? Каким датам это соответствует? Сколько часов длятся в это время ночь и день в Москве? В каких созвездиях находились эти точки 2000 лет тому назад и в каких созвездиях они находятся сейчас и почему?

Две точки небесной сферы, в которых эклиптика пересекает небесный экватор. Переходя из южного полушария в северное, Солнце проходит через точку весеннего равноденствия 20 или 21 марта, а обратно - через точку осеннего равноденствия 22 или 23 сентября. В эти дни по всей Земле Солнце перемещается по небу от восхода до заката почти ровно за 12 часов (без учета рефракции) и, следовательно, везде продолжительность дня и ночи одинакова. Через точку весеннего равноденствия (старые названия – «точка весны» или «начальная точка Овна», знак ) проходят нулевые меридианы в эклиптической и экваториальной системах координат. Около 2000 лет назад, во времена Гиппарха, эта точка располагалась в созвездии Овна. В результате прецессии она переместилась примерно на 20 o к западу и теперь находится в созвездии Рыб. Точка осеннего равноденствия раньше была в Весах (знак ), а теперь в Деве.

Две одинаковые по массе автоматические межпланетные станции (АМС) совершают мягкие посадки: первая – на Венеру, вторая – на Марс. На какой из планет – Земле, Венере или Марсе – эти АМС имеют наибольший вес? Ускорение свободного падения на Земле и Венере считать одинаковыми, а на Марсе g = 3,7 м/с 2 .

Наибольший вес будет на Земле. Вес АМС на Венере будет меньше, чем на Земле, из-за плотной атмосферы (закон Архимеда). На Марсе АМС будет иметь наименьший вес.

Две нейтронные звезды обращаются вокруг общего центра масс по круговой орбите с периодом 7 часов. На каком расстоянии они находятся, если их массы больше массы Солнца в 1,4 раз? Масса Солнца М  = 2·10 30 кг.

Звезды находятся на расстоянии 2R друг от друга. F грав. = G

С другой стороны, F =

= 310 6 м, меньше, чем размеры Земли.

ЗАДАЧИ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 11 класс

Когда Луна поднимается максимально высоко над горизонтом летом или зимой и почему? А когда Луна в Москве над горизонтом ниже всего? Летом или зимой и почему?

Двигаясь по эклиптике, Солнце отходит дальше всего от экватора в сторону северного полюса мира 22 июня. Это соответствует точке летнего солнцестояния  - знак Рака. В этот день Солнце имеет максимальное склонение около  = + 23. В этот день в Москве (и в северном полушарии) Солнце выше всего над горизонтом. Можно подсчитать и высоту Солнца над горизонтом 22 июня по формуле высота светил в верхней кульминации

h = 90     = 57

Где широта Москвы   = 56.

22 декабря Солнце ниже всего над горизонтом в Москве. День самый длинный. Точка зимнего солнцестояния  - знак Козерога. В ней Солнце имеет минимальное склонение  =  23. Высота Солнца над горизонтом около 11.

2 января 2005 года Земля находилась в перигелии, на расстоянии 14,7 млн.км от Солнца. Когда (примерно) Земля будет в афелии? Сделать поясняющий чертеж. Почему точка афелия не совпадает с точкой летнего солнцестояния, а точка перигелия – с точкой зимнего солнцестояния?

Земля в афелии будет 5 июля 2005 года на расстоянии 152, 1 млн.км от Солнца.

Чертеж обязателен.

На какой планете Меркурии или Марсе тело в свободном падении пролетит дальше за 10 сек.? Масса Меркурия 0,055 М  , радиус 0,38 R  . Масса Марса 0,107 М  , радиус 0,53 R  .

Решение.

При свободном падении тело проходит путь, равный
, где g – ускорение свободного падения.

Ускорение свободного падения находим по формуле

Подставляя значения массы и радиусов, получим, что g Меркурия =g Марса = 3,8 м/с 2 , следовательно тело в свободном падении на обоих планетах пролетит одно и то же расстояние без учета трения атмосферы.

Межпланетный аппарат обращается вокруг Земли по низкой круговой орбите,
лежащей в плоскости эклиптики. Какое минимальное приращение скорости
нужно придать этому кораблю, чтобы он мог без последующих маневров и
включения двигателей отправиться изучать объекты пояса Койпера?
Решение.

Пояс Койпера находится во внешних областях Солнечной системы,
и чтобы попасть туда из окрестностей Земли, аппарат должен развить
вторую космическую скорость относительно Солнца, равную 42.1 км/с. Но
Земля сама движется относительно Солнца со скоростью 29.8 км/с, и
скорость аппарата относительно Земли после преодоления ее притяжения
может быть равной всего u = 12.3 км/с. До выхода из поля тяготения
Земли, находясь недалеко от ее поверхности, скорость аппарата должна
быть равна

= 16.6 км/c (V 2 - вторая космическая скорость
для Земли, равная 11.2 км/с).

Двигаясь по круговой орбите, аппарат имел первую космическую скорость V 1 , равную 7.9 км/с. Следовательно, минимальное приращение скорости

(когда аппарат движется в ту же сторону, что и Земля) равно

V = V 3 - V 1 = 8.7 км/с.

Во сколько раз звезда сверхгигант со светимостью 10000 L  больше, чем звезда главной последовательности, если их температуры одинаковы и равны 5800?

Решение.

Звезда главной последовательности с температурой 5800 - это Солнце. Светимость Солнца L  =1.

L = Т 4 4R 2 .

Их температуры равны.

Откуда радиус сверхгиганта в 100 раз больше радиуса звезды главной последовательности (Солнца).

Муниципальный этап X VIII

2010/2011 учебный год

7-9 класс.

Задача 1. Представители каких классов астрономических объектов входят в состав Солнечной системы?

Решение. В состав Солнечной системы входят представители: звезд, планет, спутников планет, астероидов, комет, метеороидов. Также в нашей системе присутствуют пыль и газ.

За каждый названный элемент по 1 баллу.

Задача 2. Куда прибудет земной путешественник, если он будет двигаться на северо-восток, ориентируясь по магнитной стрелке компаса?

Решение. Двигаясь по спирали, этот путешественник прибудет в южный магнитный полюс Земли, находящийся, как известно, в северных полярных широтах нашей планеты. Именно на южный магнитный полюс указывает северная стрелка компаса.

Примечание. Основным выводом должно являться движение по спирали и конечный ответ - район Северного полюса (4+4 балла).

Задача 3. Почему на небе вблизи Млечного Пути наблюдается больше слабых звезд, а количество слабых галактик, наоборот, меньше, чем вдали от него?

Решение. Наблюдая области неба, близкие к Млечному Пути, мы видим звезды нашей Галактики, сконцентрированные в ее диске. Именно их излучение сливается в светлую полосу Млечного Пути. Вдоль Млечного Пути наблюдается много молодых горячих звезд, которые рождаются из уплотненного в галактической плоскости межзвездного вещества. Однако все это вещество, точнее, его пылевая составляющая, поглощает свет более далеких объектов. Поэтому галактики практически не видны вблизи полосы Млечного Пути. И наоборот, вдали от Млечного Пути звезд нашей галактики наблюдается меньше, поглощение газо-пылевой составляющей практически отсутствует - мы видим много галактик.

Зада ча 4. В опере итальянского композитора Джакомо Пуччини «Мадам Батерфляй» (Чио-Чио-сан) один из героев (Пинкертон) в первом действии спектакля поет следующее: «И тысяча звезд на нас смотрит своими глазами». Подтвердите или опровергните слова Пинкертона с астрономической точки зрения.

Решение. Пинкертон, в принципе, прав. На всем звездном небе около 6 тысяч звезд, видимых невооруженным глазом. Из них половина в каждый момент времени находится над горизонтом. Однако слабые звезды не будут видны низко над горизонтом, особенно если прозрачность атмосферы не очень хорошая. В итоге, на звездном небе можно увидеть 1-2 тысячи звезд.

Полное и правильное объяснение – 8 баллов

Задача 5. В один и тот же день были зарегистрированы следующие события (время – всемирное):

событие А - землетрясение в Японии в 12 час 02 мин;

событие В - образование пятна на Солнце в 12 час 10 мин;

событие С - вспышка на Солнце в 12 час 12 мин.

Что можно сказать о последовательности этих событий во времени?

Решение. Расстояние от Солнца до Земли составляет около 149.6 млн км, а свет распространяется со скоростью 300000 км/с, проходя данное расстояние за 8 минут 19 секунд. Поэтому все события на Солнце происходят на 8 с лишним минут раньше, чем мы их регистрируем. Поэтому из трех событий первым произошло событие B (чуть ранее 12ч02м), затем событие A (12ч02м) и, наконец, событие C (незадолго до 12ч04м).

Полное и правильное объяснение – 8 баллов

Задача 6. Какое утверждение ошибочно? Ответ обосновать

1) Кометы светятся, так как ядро кометы раскаляется и горит.

2) На Венере часто бывают кислотные дожди.

3) Сатурн излучает в пространство больше тепла, чем получает от Солнца.

4) Обратная сторона Луны, невидимая с Земли, погружена в вечный мрак.

5) Фраза из фантастического фильма: "радиосигнал получен от звезды альфа Центавра из созвездия Девы"

6) В 2006 году на северном полюсе Земли наблюдалось солнечное затмение.

7) На Марсе есть высохшие русла рек.

8) Смена лунных фаз происходит потому, что Луна периодически попадает в тень Земли.

Решение

Задача №6
не верно; причины свечения комет: отражение солнечного света пылинками и свечение ионизированного газа


не верно; в новолуние, например, обратная сторона Луны полностью освещена
не верно; альфа Центавра – ярчайшая звезда в созвездии Центавра, а не Девы


не верно; когда Луна попадает в тень Земли, то происходит лунное затмение.

Муниципальный этап X VIII Всероссийской олимпиады школьников по астрономии

2010/2011 учебный год

Возможные решения задач. Краткие указания.

10 класс

Зада ча 1. Известно, что время наступления океанских приливов каждый день смещается примерно на 50 минут. Почему?

Решение. Время океанских приливов определяется положением Луны на небе. Двигаясь по орбите в сторону, противоположную видимому вращению звездного неба, Луна каждый день кульминирует примерно на 50 минут позже, чем в предыдущий день, завершая полный цикл за 29.5 дней – за синодический период Луны. На 50 минут смещается и время приливов.

Полное и правильное объяснение – 8 баллов

Задача 2. Созвездия и звезды

1) Чем отличается Полярная от других звезд? В каком созвездии находится?

2) Назовите имя ярчайшей звезды небосвода. В каком созвездии она находится? В какое время года она лучше всего видна на широте Ульяновска?

3) Назовите имена ярких звезд, составляющих вершины летне-осеннего треугольника. В каком созвездии они находятся?

Задача №2
Полярная находится ближе всего к Северному полюсу мира; Поэтому она выглядит неподвижной (почти) Поэтому же определяет направление на Север Созвездие Малой медведицы
Созвездие Большого Пса Конец августа, начало сентября
Летне-осенний треугольник: Вега (созв. Лиры), Денеб (созв. Лебедя), Альтаир (созв Орла)
Андромеда, галактика Туманность Андромеды
Кассиопея

4) Назовите созвездие северного полушария, в котором невооруженным глазом можно наблюдать галактику.

5) название близполюсного созвездия, своими очертаниями напоминающего букву W.

Решение.

Задача 3. С какой скоростью и в каком направлении должен лететь самолет вдоль параллели Ульяновска (широта 54 градуса), чтобы местное солнечное время для пассажиров самолета остановилось?

Решение.

Задача 4. Сколько времени надо затратить космическому кораблю, летящему со скоростью 30 км/с, чтобы достичь ближайшей к Солнцу звезды Проксима Центавра, параллакс которой 0,76"?

Решение.

Задача 5. В пункте A в зените наблюдается метеор, имеющий блеск 0 m . В пункте B этот же метеор был виден на высоте 30 над горизонтом. Какой блеск был у него в этом пункте? Поглощением света в атмосфере пренебречь.

Решение. Явления метеоров происходят на высотах порядка 100 км. Это значительно меньше радиуса Земли, и для решения задачи мы можем забыть о сферичности нашей планеты и считать ее плоской. Из рисунка видно, что расстояние от метеора до точки B , где он был виден на высоте 30, в (1/sin30)=2 раза больше, чем из точки A , находящейся прямо под метеором. Следовательно, его блеск в точке B без учета атмосферного поглощения составил

Выполнение рисунка – 2 балла

Определение расстояния из чертежа – 2 балла

Запись формулы для определения блеска – 2 балла

Расчет – 2 балла

Задача 6. Две нейтронные звезды вращаются вокруг общего центра с периодом 7 часов. На каком расстоянии они находятся, если их массы больше массы Солнца в 1,4 раз? Масса Солнца М¤=2×10 30 кг.

Звезды находятся на расстоянии 2R друг от друга. F грав. = G
-3балла

С другой стороны, F=
- 3 балла

=310 6 м, меньше, чем размеры Земли. – 2 балла

Муниципальный этап X VIII Всероссийской олимпиады школьников по астрономии

2010/2011 учебный год

Возможные решения задач. Краткие указания.

11 класс

Зада ча 1. Венера вступила в тесное соединение с Марсом. У какой из двух планет видимый диаметр в это время больше?

Решение. Во время соединения Венера находится к нам ближе, чем Марс, вне зависимости от своей конфигурации. Диаметр Венеры больше диаметра Марса, следовательно, ее угловые размеры были также больше.

Полное и правильное объяснение – 8 баллов

Задача 2. На какую максимальную высоту над горизонтом поднимается Солнце в течение года на широте Ульяновска (широта 54 градуса)? Ответ обоснуйте.

Решение. В Северном полушарии Земли Солнце максимально высоко поднимается во время летнего солнцестояния. – 3 балла

В это время его склонение равно углу наклона эклиптики к экватору (23.5 градуса) – 2 балла

Поэтому максимальная высота будет равна h=90-54+23,5=59,5 градуса. - 3 балла.

Задача 3. В настоящее время космический аппарат Кассини исследует и фотографирует планету Сатурн и его спутники. Расстояние от Сатурна до Солнца 29,46 астрономические единицы. За какое минимальное время информация, полученная аппаратом, достигает Земли?

Решение.

Минимальное расстояние от Земли до Сатурна 29,46 – 1 = 28,46 (а.е.) = 28,46·150000000 км = 4,27·10 9 км. – 4 балла

Свет имеет скорость с = 300000 км/с, поэтому информация достигнет Земли за время 4,27·10 9 км/300000 км/с =1,42·10 4 с = 3ч 57м. – 4 балла

Задача 4. Две нейтронные звезды обращаются вокруг общего центра масс по круговой орбите с периодом 7 часов. На каком расстоянии они находятся, если их массы больше массы Солнца в 1,4 раз? Масса Солнца М  = 2·10 30 кг.

Решение.

Звезды находятся на расстоянии 2R друг от друга. F грав. = G - 2 балла

С другой стороны, F = - 2 балла

Решение системы уравнений и получение окончательного ответа:= 310 6 м, меньше, чем размеры Земли. – 2 балла

Зада ча 5. В желтых лучах звезды A и B светят одинаково, а в красных лучах звезда B на 0.1 m ярче, чем звезда A . Какая из звезд горячее?

Решение. Как известно, чем горячее звезда, тем в более коротковолновую область спектра попадает максимум ее излучения. – 4 балла

В нашем случае в спектре звезды B преобладает длинноволновое (красное) излучение, и если на пути от Земли к этим звездам нет большого количества межзвездной пыли, поглощающей свет звезд и меняющей его цвет, то звезда A горячее звезды B . – 4 балла.

Задача 6. Во сколько раз звезда сверхгигант со светимостью 10000 L  больше, чем звезда главной последовательности, если их температуры одинаковы и равны 5800?

Решение.

Звезда главной последовательности с температурой 5800 - это Солнце. – 2 балла

Светимость Солнца L  =1. – 2 балла

Применение закона Стефана-Больцмана: L= Т 4 4R 2 . – 2 балла

Их температуры равны.

Откуда радиус сверхгиганта в 100 раз больше радиуса звезды главной последовательности (Солнца).- 2 балла

Документ

II муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников по предмету. 5. Руководителям общеобразовательных учреждений: 5.1. обеспечить присутствие школьников на II муниципальном этапе всероссийской олимпиады школьников согласно...

Приказ 23 сентября 2013 г с. Тугулук №258 Опорядке проведения школьного этапа и участии в муниципальном этапе всероссийской олимпиады

Документ

Экологии, географии, астрономии , экономике, технологии, ... Муниципальный этап всероссийской олимпиады школьников 2013-2014 учебного года 17. Участие в муниципальном этапе всероссийской олимпиады школьников с 14.11.2013 по ... и информатики VIII . Физика...

Положение о Всероссийской Олимпиаде, порядок и пункты проведения муниципального этапа, задания для школьного этапа

Документ

...) Положение о Всероссийской Олимпиаде , порядок и пункты проведения муниципального этапа , задания для школьного этапа География Сайт олимпиады школьников Московской...