Задания по физике космос

Задачи космической тематики
олимпиадные задания по физике (9 класс) на тему

Скачать:

Предварительный просмотр:

МБОУ «Козинская СОШ» Грайворонского района Белгородской области

Задачи космической тематики

Незнайке, находящемуся в открытом космосе, необходимо вернуться на корабль. На земле эта задача простая, шагай себе да шагай, но в космосе всё значительно сложнее. Так как оттолкнуться ногами не от чего. Как же Незнайке сдвинуться с места?

Решение: необходимо бросить какой-нибудь предмет в сторону, противоположную ракете. Тогда, в соответствии с законом сохранения количества движения, человек приобретёт направленную к ракете скорость.

Незнайка на космическом корабле массой 8 т движется по круговой орбите искусственного спутника Земли на высоте, равной 0,2 радиуса Земли. Чему равна скорость движения космического корабля Незнайки? (Массу земли принять равной 6· 10 24 кг, а её радиус – 6400 км; G = 6,67 ·10 -11 Нм 2 /кг 2 ).

F = mV 2 / (R + h); выразим из этой формулы скорость:

F = GMm /(R + h) 2 = GMm/ (1,44R 2 );

Придумайте приспособление, позволяющее космонавту шагать в условиях невесомости, например, по полу или стенке орбитальной станции.

Решение: например, башмаки с магнитными подошвами, если пол (стенки) станции или корабля сделаны из магнитных материалов.

Космическая ракета, на борту которой находится собака Лайка, при старте с поверхности Земли движется с ускорением 20 м/с 2 . Найти вес Лайки в кабине, если её масса 10 кг.

Почему внутри космического корабля, летящего с выключенными двигателями, тела невесомы?

Потому что стены корабля и все предметы в нём имеют одинаковое ускорение и не давят на опору. Их «падение» к Земле происходит одинаково.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Материал содержит олимпиадные задачи, в том числе на олимпийскую тематику, для проведения школьного этапа олимпиад по математике в 5-6 класса.

Данная презентация иллюстрирует опыт сотрудничества начальной школы-детского сада с астрономической школой «Вега».В презентации отражен опыт работы по изобразительному искусс.

Почти все задачи взяты из открытых банков ЕГЭ и ГИА.Презентацию можно использовать ко Всемирному дню авиации и космонавтики.

Патриотическое воспитание. План и тематика занятий по реализации задач по патриотическому воспитанию с кадетами 8 класса.

Материал для учеников 7-9 классов.

Задачи, посвященные Дню космонавтики.

Конспект занятия на станции «Космический центр» в рамках проектной задачи «Космическое путешествие» , 2,3 класс(в соавторстве с Коваль Н. В.).

Источник

Астрономия в ЕГЭ по физике. Теория для решения задания №24

В ЕГЭ по физике появилось новое задание №24 по астрономии. Для его выполнения вам потребуются выучить определенную теорию. В помощь приводятся материалы с примерами решения задач по этому заданию. Читайте (немного теории и практики) и вы с легкостью расправитесь с этим заданием.

Основные типы заданий по астрономии

Все приводимые задания по астрономии можно с достаточной степенью условности разделить на 4-е типа:

• Задание о звездах, здесь все о звездах.
• Задание по планетам Солнечной системы, начиная от Меркурия и кончая Нептуном (Плутон в настоящее время считается малым объектом нашей системы и не относится к планетам).
• Это задание по спутникам нашей Солнечной системы.
• Задание по прочим объектам Солнечной системы: об астероидах, кометах и прочих космических объектах, которые находятся в нашей системе.

Задания о звездах

Для выполнения этого задания достаточно будет знать: понятие о спектральной классификации звезд, распределение звезд по размерам и диаграмму («спектр-светимость»). Рассмотрим более подробно виды классификации звезд.

Спектральная классификация звезд

Согласно этой классификации (рис.1) 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 \(M\) – 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. Здесь необходимо понять, что температура определяет спектральный класс звезды. Иногда встречаются вопросы про плотность: чем больше звезда, тем более она разряжена.

Для того, чтобы запомнить порядок классификации, можно использовать такой стишок: «Один Высокий Англичанин Финики Жевал Как Морковь»

Кратко о Солнце, звезде нашей Солнечной системы. Оно относится к звездам G – класса, так как имеет температуру 5800 градусов Кельвина. Это соответствует желтому цвету. Все звезды, которые будут иметь температуру выше, будут относиться к классам F, A, B, O, а те, что ниже – к классам K, M.

Классификация по размерам

Звезды по размерам делятся на 4-и типа: обычные звезды, то есть средние, которые соизмеримы по размерам с Солнцем, карлики – в сотни раз меньше Солнца и звезды гиганты, эти звезды (гиганты) в десятки раз больше, а также звезды сверхгиганты в сотни раз больше Солнца. Таким образом, надо запомнить, что звезды бывают нормальными, карликами, гигантами и сверхгигантами.

1. По первому пункту можно сделать вывод, что он правильный. Действительно температура ее составляет 3100 К – это соответствует красному цвету (рис.1), по размеру она в 900 раз больше Солнца, следовательно, Бетельгейзе красный сверхгигант.
2. Пункт 2. Солнце желтая звезда имеющая температуру поверхности 5800 К. Температура Проциона – 6900 К. Ответ явно не правильный, так как температура выше, а не ниже.
3. Пункт 3. Созвездия – это несколько звезд объединенных общим участком на небе, а не находящиеся на одинаковых расстояниях друг от друга или от Земли. Ответ неправильный.
4. Пункт 4.Запомнить какая звезда, к какому классу относится, не имеет смысла, так как это справочная информация. Если вы владеете ее, то быстро решите этот вопрос, если нет, то применяем метод исключения. Этот вопрос первоначально пропускаем и переходим к заключительному вопросу – 5-му.
5. Пункт 5. Масса и спектральный класс не имеют связи, поэтому это утверждение неверно.

Таким образом, переходим к пункту 4 и делаем вывод, что этот ответ правильный. Это мы определили методом исключения явно неправильных ответов.

Правильные ответы: п.п. 1, 4.

Классификация звезд на основе диаграммы Герцшпрунга – Расселла

Известная широко среди астрономов классификация на основе диаграммы Герцшпрунга – Расселла (рис.2). На этой диаграмме показано, что большинство звезд относятся к главной последовательности звезд. Это звезды сравнимые по размеру с Солнцем и могут быть до 10 раз меньше или не более чем в 10 раз больше нашего Солнца. Под главной последовательностью внизу находятся субкарлики – красные звезды малой светимости. Они имеют огромную плотность.

Над главной последовательностью на этой диаграмме находятся звезды, относящиеся к гигантам и сверхгигантам. Они больше Солнца в сотни раз. На этой диаграмме также указаны спектральные классы звезд, абсолютная звездная величина (М) и светимость в единицах светимости Солнца.

Этот пример на использование диаграммы Герцшпрунга – Расселла. Необходимо использовать диаграмму и выбрать 2-а утверждения ко второму примеру на использование диаграммы Герцшпрунга – Расселла, которые будут правильными.

Рассмотрим вопросы по порядку и проанализируем их на правильность.

1. Пункт 1. Белые карлики много меньше гигантов, поэтому их плотность намного больше плотности остальных звезд, включая и гигантов, поэтому это утверждение не верно.
2. Пункт 2. Да, звезда Канопус относится к сверхгигантам, так как имеет размер в 65 раз больше солнечного. Это утверждение правильное.
3. Пункт 3. На диаграмме мы видим, что температура класса А выше G. Да и как мы обсуждали ранее, чем выше класс, тем больше температура, поэтому утверждение верное.
4. Пункт 4. По диаграмме видно, что Солнце относится к спектральному классу G, а не к классу А. То есть утверждение ложное.
5. Пункт 5. На диаграмме видим, что температуре 8000 К соответствует классу А, поэтому данное утверждение правильное.

Правильные ответы: п.п. 2, 5.

Содержание заданий о Солнечной системе

Прежде чем приступать к рассмотрению задания по Солнечной системе вспомним некоторые основные сведения. Вот перечень некоторых фактов, которые необходимо знать:

1. Порядок расположения планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун;
2. Самая большая планета Солнечной системы – это Юпитер;
3. Солнечная система содержит 8 планет, которые делятся на две группы. В первую группу входят планеты земной группы – это Меркурий, Венера, Земля, Марс. Во вторую группу входят газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун; Логично, что газовые гиганты имеют меньшую плотность, чем твердые;
4. Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов;
5. Практически все планеты обладают спутниками; для Земли – это Луна; не имеют спутников – Венера и Меркурий; Существует множество факторов, влияющих на наличие спутников у планеты, но основным является гравитация, то есть, чем больше масса планеты, тем наиболее вероятно у нее есть спутники. Например, Юпитер самая большая планета Солнечной системы и у него больше всех спутников.
6. Наличие атмосферы. Все планеты Солнечной системы имеют атмосферу, кроме Меркурия.
7. Все планеты вращаются по эллиптическим орбитам; плоскость вращения планеты Земля называется эклиптикой;
8. Один оборот Земля делает за сутки, одно вращение вокруг Солнца – за год;
9. Наклон оси планет к плоскости вращения определяет смену времен года;
10. Последние исследования обнаружили еще один пояс астероидов за Нептуном, а ранее считавшийся планетой Плутон оказался по своим параметрам сравним с большими астероидами этого пояса, поэтому его перестали признавать планетой.

Для того чтобы двигаться дальше, необходимо познакомиться с некоторыми формулами важными при решении заданий по тематике планет. Причем практически все эти формулы известны из курса физики. Вот эти формулы:

где \(R\) – радиус планеты.

где \(\rho\) – плотность планеты.

Ускорение свободного падения для любой планеты, любого тела

где \(M\) – масса планеты,

\(R\) – расстояние от тела до центра планеты, \(G\) – гравитационная постоянная,

Первая космическая скорость

Вторая космическая скорость

Используя эти формулы можно легко решать задачи посвященные планетам, спутникам.

Источник

Задания по физике космос

Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о ярких звездах.

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звезд, и укажите их номера.

1) Температура поверхности и радиус Бетельгейзе говорят о том, что эта звезда относится к красным сверхгигантам.

2) Температура на поверхности Проциона в 2 раза ниже, чем на поверхности Солнца.

3) Звезды Кастор и Капелла находятся на примерно одинаковом расстоянии от Земли и, следовательно, относятся к одному созвездию.

4) Звезда Вега относится к белым звездам спектрального класса А.

5) Так как массы звезд Вега и Капелла одинаковы, то они относятся к одному и тому же спектральному классу.

1) К красным сверхгигантам относят звёзды с низкой температурой (3000—5000 K) и большим радиусом (200—1500 радиусов Солнца). Бетельгейзе попадает в эту категорию.

Утверждение 1 верно.

2) Температура на поверхности Проциона (6600 К) больше, чем на поверхности Солнца (6000 К).

Утверждение 2 неверно.

3) Звёзды одного созвездия находятся на небольших угловых расстояниях друг от друга. Расстояния звёзд до Земли не влияют на разбиение их по созвездиям.

Утверждение 3 неверно.

4) Рассмотрим фрагмент классификации звёзд по спектральным классам:

Учитывая массу, радиус и температуру, заключаем, что Вега попадет в спектральный класс A.

Утверждение 4 верно.

5) Температуры поверхностей Веги и Капеллы сильно различаются, они относятся к различным спектральным классам.

Утверждение 5 неверно.

Рассмотрите схему строения нашей спиральной Галактики (виды плашмя и с ребра).

Выберите два утверждения, которые соответствуют элементам, обозначенным цифрами 1-5.

1) Цифра 1 — ядро Галактики.

2) Цифра 2 — скопления белых карликов на краю Галактики.

3) Цифра 3 — шаровые скопления.

4) Цифра 4 — положение созвездия Телец в спиральном рукаве.

5) Цифра 5 — 10 000 световых лет.

Заменим цифры наименованиями астрономических объектов:

Верными являются утверждения 1 и 3.

Рассмотрите таблицу, содержащую характеристики некоторых спутников планет Солнечной системы.

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам планет.

1) Масса Луны больше массы Ио.

2) Ускорение свободного падения на Тритоне примерно равно 0,79 м/с 2 .

3) Сила притяжения Ио к Юпитеру больше, чем сила притяжения Европы.

4) Первая космическая скорость для Фобоса составляет примерно 0,08 км/с.

5) Период обращения Каллисто меньше периода обращения Европы вокруг Юпитера.

1) Масса небесного тела равна Поскольку и радиус, и средняя плотность Луны меньше, чем у Ио, масса Луны меньше массы Ио.

Утверждение 1 неверно.

2) Ускорение свободного падения на небесном теле а вторая космическая скорость поэтому можно выразить Ускорение свободного падения на Тритоне

Утверждение 2 верно.

3) Сила притяжения двух небесных тел равна Масса Ио больше массы Европы и Ио находится ближе к Юпитеру, значит, сила притяжения Ио к Юпитеру больше, чем сила притяжения Европы.

Утверждение 3 верно.

4) Первая космическая скорость в раз меньше второй. Первая космическая скорость для Фобоса

Утверждение 4 неверно.

5) Каллисто находится дальше от Юпитера, чем Европа, поэтому по третьему закону Кеплера период обращения Каллисто больше периода обращения Европы вокруг Юпитера.

Утверждение 5 неверно.

Используя таблицу, содержащую сведения о ярких звездах, выполните задание.

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звезд.

1) Звезда Альдебаран является сверхгигантом.

2) Звезды Альдебаран и Эльнат имеют одинаковую массу, значит, они относятся к одному и тому же спектральному классу.

3) Звезда Бетельгейзе относится к красным звездам спектрального класса М.

4) Звезды Альдебаран и Эльнат относятся к одному созвездию, значит, находятся на одинаковом расстоянии от Солнца.

5) Температура на поверхности Солнца больше, чем температура на поверхности звезды Капелла.

1) Светимость звезды связана с её температурой и радиусом соотношением (светимость и радиус выражены в единицах Солнца). Светимость Альдебарана Его абсолютная звёздная величина К сверхгигантам относят звёзды с абсолютной звёздной величиной от до Альдебаран не является сверхгигантом. (По классификации он относится к нормальным гигантам.)

Утверждение 1 неверно.

2) Спектральный класс определяется спектром звезды. Он в первую очередь зависит от температуры звезды. Альдебаран и Эльнат имеют разную температуру и относятся к разным спектральным классам.

Утверждение 2 неверно.

3) Бетельгейзе, имея температуру 3100 К, относится к красным звёздам спектрального класса М.

Утверждение 3 верно.

4) Звёзды одного созвездия находятся на небольших угловых расстояниях друг от друга, при этом они могут находится на существенно разных расстояниях от Солнца. (В астрономических справочниках указано, что Альдебаран находится на расстоянии 65 св. лет, а Эльнат — 130 св. лет от Солнца.)

Утверждение 4 неверно.

5) Температура на поверхности Солнца (6000 К) больше, чем температура на поверхности звезды Капелла (5200 К).

Источник