§13. Досліджуємо рухи небесних тіл

ГДЗ Фізика 7 клас Засєкіна

ДУМАЙ

1. Накресли довільну орбіту штучного супутника, що обертається навколо Землі.

2. Назви періодичні процеси, пов’язані з рухом небесних тіл.

Обертання Землі навколо своєї осі: Це викликає зміну дня і ночі.
Рух Землі навколо Сонця: Відповідає за зміну пір року.
Рух Місяця навколо Землі: Викликає зміну фаз Місяця.
Припливи і відпливи: Зумовлені гравітаційним впливом Місяця і Сонця на Землю.

3. За допомогою яких спостережень можна підтвердити:

Добове обертання Землі:

Зміна положення Сонця на небосхилі протягом дня.

Рух Місяця навколо Землі:

Спостереження за зміною фаз Місяця протягом місячного циклу.
Зміна положення Місяця на небосхилі відносно зірок.

Рух Землі навколо Сонця:

Спостереження за змінами положення Сонця на небосхилі протягом року, зміни у висоті Сонця над горизонтом та зміни у довжині дня.

4. Що відбувається з мешканцями прибережного піщаного дна морів та океанів під час припливів і відпливів?

Під час припливу вода піднімається, затоплюючи прибережні зони. Це може забезпечити доступ до нових джерел їжі для багатьох видів риб і безхребетних, які можуть переміщатися вглиб берега для пошуку їжі. Припливи також сприяють циркуляції поживних речовин і кисню, що позитивно впливає на здоров’я морських рослин і тварин.

Під час відпливу вода відступає, оголюючи частини дна. Це може створювати стресові умови для організмів, які звикли до постійного перебування під водою. Деякі види, такі як молюски та мідії, мають адаптації, що дозволяють їм виживати в умовах зниженого рівня води, наприклад, щільно закриваючи свої раковини для утримання вологи.

Припливи й відпливи формують різноманітні біотопи, такі як приливні басейни та мулисті плавні, які є домівкою для унікальних спільнот організмів. Ці динамічні процеси сприяють генетичному різноманіттю та поповненню популяцій.

ДІЙ

1. Розглянь наведену в таблиці 13.1 інформацію про планети. Періоди обертання планет зазначені в земних добах та роках. Відстань від планети до Сонця — це середній радіус орбіти.

За збільшенням розмірів (діаметра):

Меркурій (4,880 км)
Марс (6,779 км)
Венера (12,104 км)
Земля (12,742 км)
Нептун (49,244 км)
Уран (50,724 км)
Сатурн (116,460 км)
Юпітер (139,820 км)

За збільшенням часу обертання навколо Сонця:

Меркурій (88 діб)
Венера (224,7 доби)
Земля (365,26 доби)
Марс (687 діб)
Юпітер (11,9 року)
Сатурн (29,5 року)
Уран (84,1 року)
Нептун (164,8 року)

За віддаленням від Сонця:

Меркурій (57,9 млн км)
Венера (108,2 млн км)
Земля (150 млн км)
Марс (228 млн км)
Юпітер (780 млн км)
Сатурн (1,400 млн км)
Уран (2,900 млн км)
Нептун (4,500 млн км)

Перевір достовірність ілюстрації (мал. 13.6).

2. Визнач лінійні швидкості руху планет (табл. 13.1) відносно Сонця та швидкість руху Місяця навколо Землі, якщо його період обертання становить 27,3 земної доби, а середній радіус орбіти — 380 000 км.

Меркурій

r = 57.9 × 10⁶ км
T = 88 діб
$v = \dfrac{2\pi \cdot 57.9 \cdot 10^6}{88} \approx 47.87$ км/с

Венера

r = 108.2 × 10⁶ км
T = 224.7 діб
$v = \dfrac{2\pi \cdot 108.2 \cdot 10^6}{224.7} \approx 35.02$ км/с

Земля

r = 150 × 10⁶ км
T = 365.26 діб
$v = \dfrac{2\pi \cdot 150 \cdot 10^6}{365.26} \approx 29.78$ км/с

Марс

r = 228 × 10⁶ км
T = 687 діб
$v = \dfrac{2\pi \cdot 228 \cdot 10^6}{687} \approx 24.13$ км/с

Юпітер

r = 780 × 10⁶ км
T = 11.9 × 365.25 діб
$v = \dfrac{2\pi \cdot 780 \cdot 10^6}{11.9 \cdot 365.25} \approx 13.07$ км/с

Сатурн

r = 1400 × 10⁶ км
T = 29.5 × 365.25 діб
$v = \dfrac{2\pi \cdot 1400 \cdot 10^6}{29.5 \cdot 365.25} \approx 9.69$ км/с

Уран

r = 2900 × 10⁶ км
T = 84.1 × 365.25 діб
$v = \dfrac{2\pi \cdot 2900 \cdot 10^6}{84.1 \cdot 365.25} \approx 6.81$ км/с

Нептун

r = 4500 × 10⁶ км
T = 164.8 × 365.25 діб
$v = \dfrac{2\pi \cdot 4500 \cdot 10^6}{164.8 \cdot 365.25} \approx 5.43$ км/с

Місяць

r = 380,000 км
T = 27.3 доби
$v = \dfrac{2\pi \cdot 380,000}{27.3 \cdot 24 \cdot 3600} \approx 1.023$ км/с

3. Визнач сили тяжіння, що діють на космічний апарат масою 1 т біля поверхні Венери, Марса та Юпітера. Прискорення вільного падіння на цих планетах відповідно 8,69 Н/кг, 3,86 Н/кг, 3120 Н/кг. Якою була б твоя вага на Марсі та Юпітері?

Сила тяжіння для космічного апарата (m = 1000 кг):

Венера:

F_{вен} = 1000 \text{ кг} \cdot 8.69 \text{ Н/кг} = 8690 \text{ Н}

Марс:

F_{мар} = 1000 \text{ кг} \cdot 3.86 \text{ Н/кг} = 3860 \text{ Н}

Юпітер:

F_{юпіт} = 1000 \text{ кг} \cdot 24.79 \text{ Н/кг} = 24790 \text{ Н}

Вага людини на різних планетах:

Для людини з масою 45 кг розрахуємо вагу на різних планетах:

На Марсі:

P_{мар} = 45 \text{ кг} \cdot 3.86 \text{ Н/кг} = 173.7 \text{ Н}

На Юпітері:

P_{юпіт} = 45 \text{ кг} \cdot 24.79 \text{ Н/кг} = 1115.55 \text{ Н}

Отже, на Марсі людина важила б приблизно 17.7 кг, а на Юпітері - близько 114 кг (тут P ділимо на 9.8 силу тяжіння).

4. Розкрути на столі сире яйце і зварене. Чим відрізняються їхні обертання? Спробуй пояснити це явище.

Сире яйце при обертанні швидко зупиняється, тому що його рідкий вміст продовжує рухатися всередині шкаралупи, створюючи опір обертанню.

Зварене яйце обертається довше і рівномірніше, оскільки його вміст став твердим і обертається як єдине ціле разом зі шкаралупою.

5. Змоделюй: рух Землі й Місяця навколо Сонця (мал. 13.7, а ); припливи і відпливи (мал. 13.7, б ). Скористайся інструкціями в цифровому додатку (Розділ 2, до § 13, шаблон для моделювання руху Землі).

Модель руху Землі й Місяця навколо Сонця

(мал. 13.7, а):

Джерело світла (лампа) виступає в ролі Сонця
М’яч на паличці представляє Землю
Менша біла кулька - це Місяць
Демонструючи рух, треба обертати Землю навколо Сонця, одночасно показуючи рух Місяця навколо Землі

Модель припливів і відпливів

(мал. 13.7, б):

На аркуші паперу зображено Землю з океанами
Чорне кільце показує рівень води
При обертанні моделі можна спостерігати, як змінюється рівень води в різних частинах Землі під впливом гравітаційної взаємодії з Місяцем

Такі прості моделі допомагають краще зрозуміти складні астрономічні явища та їх взаємозв’язок.