WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 55 |

За прошедшее с тех пор время Вселенная значительно расширилась (примерно в 1000 раз), длина волны реликтового излучения во столько же раз увеличилась, его температура — уменьшилась, а плотность вещества во Вселенной уменьшилась до современного значения — 10-29 г/см3.

53. Почему в экспедиции Магеллана в счёте дней пути оказалась ошибка в 1 день См. стр. 309 (в тексте ответа на вопрос № 950).

54. Почему звёзды Ковша Большой Медведицы носят арабские имена, ведь у арабов нет медведей См. вопросы №117, стр. 97, №1053, стр. 331.

55. Почему кольца Сатурна не разваливаются См. вопрос №119, стр. 99.

56. Почему нам «позволено» любоваться только одной стороной Луны Почему именно этим боком, а не другим В движении Луны есть одна особенность, которая позволяет сказать, что Луна в каком-то смысле «остановилась». Период её вращения вокруг собственной оси точно синхронизован с её орбитальным периодом вокруг Земли, и поэтому Луна всегда повернута к Земле одной и той же стороной. Это явление носит название гравитационного резонанса, и физическая причина его состоит в том, что из-за сильного приливного возмущения, которое Земля порождала в теле Луны, возникало торможение её (Луны) вращения, а энергия вращения приливными силами переводилась частично в тепло, а частично в энергию орбитального движения. Поскольку само тело Луны сильно несимметрично (в направлении Земли оно выступает на величину около 1 км), и к тому же именно на видимой стороне Луны преобладают более плотные магматические «моря», то её «околоземный» бок «перевешивает». Моменты инерции тела Луны относительно осей, направленных на Землюи вдоль Лунной орбиты, различаются на весьма существеннуювеличину: 0,02%. По-видимому, это и определило выбор той части лунной поверхности, которая была предоставлена человечеству для любования им на протяжении всей истории, вплоть до 7 октября 1959 г.

(в этот день советская станция «Луна–3» сфотографировала её обратнуюсторону).

57. Почему астрономы отмечают День осеннего равноденствия 23 сентября, а весеннее равноденствие происходит на 2 дня раньше — 21 марта Из-за эллиптической формы своей орбиты Земля одну её половину проходит быстрее, чем другую.

На самом деле, если просто подсчитать число дней по календарю, то за счёт месяца февраля, укороченного на 3 дня, и за счёт «дополнительного» 31-го дня в августе (в честь Августа), весеннее равноденствие наступает не на 2 дня, а на 7 или 8 дней раньше в зависимости от високосного года. Так что неравномерность нашего календаря не только не является причиной этого, а наоборот, будучи отражением неравномерного движения Солнца, остаётся все же «недостаточной» для компенсации этого разрыва. В 1998 году Солнце пересекло небесный экватор снизу вверх (т. е. изменило своё склонение с отрицательного на положительное) 20 марта в 19 часов 54 минуты 31 секунду всемирного времени (UT), а в обратном направлении — 23 сентября в 5h37m11s UT. Таким образом, период от весеннего равноденствия до осеннего, когда Солнце находилось выше небесного экватора, составил 186,суток. При общей продолжительности года в григорианском календаре в 365,2425 суток, на противоположный период от осеннего до весеннего равноденствия остаётся 178,8378 суток, или на 7,5668 дня (!) меньше.

Происходит это из-за того, что орбита Земли вокруг Солнца не круговая, а эллиптическая с эксцентриситетом 0,017 (о том, что такое эллипс и эксцентриситет, см. примечание на стр. 253). Поэтому в точке перигелия (ближайшей к Солнцу), которую Земля проходила в году 04 января в 21h15m01s UT, её расстояние от Солнца составляло 147 099 552 км, а в противоположной точке орбиты, в афелии, где Земля была 03 июля в 23h50m11s UT, это расстояние было 152 095 605 км, т. е. на 5 млн км больше. Это изменение расстояния до Солнца также хорошо заметно по изменениюего видимого углового размера, который от 32 34 в январе уменьшается до 31 30 в июле. Так что можно обоснованно утверждать, что на Земле самый «солнечный и тёплый» месяц в году — январь, а самый «холодный» — июль.

В соответствии со 2-м законом Кеплера, момент количества движения тела по орбите постоянен, а соответственно, его орбитальная скорость обратно пропорциональна радиусу-вектору. Поэтому скорость движения Земли по орбите также не постоянна, а изменяется от 29,5 км/с в верхней части орбиты (июль) до 30,3 км/с в нижней (январь). Соответственно, и расстояние от точки осеннего равноденствия на орбите до весеннего Земля проходит пропорционально быстрее, чем противоположную, летнюю часть.

64. Почему древние мореходы (египтяне, финикийцы, греки) пользовались для ориентирования в море Большой Медведицей и не пользовались Полярной звездой См. вопрос №569, стр. 179, а также стр. 186.

65. Почему у Турции на флаге полумесяц расположен вертикально, а у Мавритании — лежит плашмя См. вопрос №800, стр. 221.

74. Почему во время полного лунного затмения мы Луну всё равно видим Какого она при этом цвета и почему Обычно Луна наблюдается на небосводе в соответствии с циклами лунных месяцев либо в виде растущего месяца на заходе солнца, либо полной Луны, либо «стареющего» месяца перед утренним восходом.

В период новолуния она не видна вовсе, т. к. теряется в лучах зари.

Но иногда около полнолуния, во время своей полной фазы, Луна как бы «проваливается» в некоторую тёмную яму, что и называется лунным затмением. Как всем хорошо известно, происходит это в том случае, когда Луна в своём орбитальном движении вокруг Земли попадает в её тень. Причём затмения Луны происходят далеко не во всякое полнолуние. Поскольку лунная орбита наклонена относительно эклиптики в среднем на угол 0509, в большинстве случаев Луна в полнолуние «проскакивает» выше или ниже земной тени в пространстве.

Поскольку Солнце значительно больше Земли, и его видимые размеры изменяются от 32 35 до 31 31, то Земля отбрасывает за собой тень в виде конуса, сходящегося под тем же углом, и имеющего длину от 1 386 719 до 1 341 320 км, что примерно в 4 раза больше, чем радиус орбиты Луны. На расстоянии, соответствующем расстоянию до Луны (которое изменяется от 356400 до 406700 км) поперечный линейный размер земной «геометрической» тени составляет от 8840 до 9445 км, что в 2,5–2,7 раза превышает размеры Луны (радиус Луны равен 1738,2 км).

Поэтому легко отличить по внешнему виду фазы Луны (например, первуючетверть) от лунного затмения. Отделяющий освещённуючасть терминатор Луны всегда проходит через лунные полюса и представляет собой половину эллипса размером с саму Луну, в то время как край земной тени всегда является частью окружности значительно большего диаметра, чем Луна.

Продолжительность полной фазы лунного затмения может достигать двух часов. Помимо полной фазы, когда Земля полностьюзатмевает собой Солнце, Луна до и после неё проходит также и зону полутени, в которой диск Солнца перекрыт только частично. Очевидно, что конус полутени является расходящимся от Земли с тем же углом, что и видимый размер Солнца, и на орбите Луны его размер2 составляет 16300 км.

В отличие от полной тени, границу полутени на диске Луны различить нельзя, поскольку освещённость её поверхности очень плавно возрастает до нормальной величины.

Поскольку в момент лунного затмения Земля физически перекрывает собой световой поток от Солнца и Луна лишается своего освещения, то понятно, что явление лунного затмения наблюдается на всей ночной половине земного шара одновременно. При этом местное время полной фазы затмения будет для каждого наблюдателя на земной поверхности разным и определяется его географической долготой.

Непременным условием для того, чтобы лунное затмение всё-таки случилось, является встреча Луны, движущейся по своей орбите, с земной тенью, которая в качестве «противосолнца» движется по эклиптике.

Точки пересечения орбиты Луны с эклиптикой называются узлами орбиты, и если земная тень отстоит от узла меньше чем на 10.6, то затмение возможно. В зависимости от конкретных конфигураций узлов лунной орбиты, фаз Луны и положения земной тени на протяжении года может не произойти ни одного лунного затмения, а самое большее их может быть три за год.

Между тем, во время полной фазы лунного затмения, когда Луна полностью находится внутри конуса земной тени, мы всё-таки можем различить Луну на фоне тёмного неба. Естественно, что никакие прямые солнечные лучи на поверхность Луны не попадают. Однако, часть солнечного света преломляется в земной атмосфере, как в призме, и заходит внутрь конуса геометрической тени. Можно сказать, что Луна Диаметр сечения конуса плоскостью, проходящей через Луну и перпендикулярной направлению Луна—Земля.

при этом освещена светящейся земной атмосферой. За счёт частичного рассеяния коротковолновой части спектра в нижней атмосфере, этот преломлённый солнечный свет создает относительно тусклый т. н. «пепельный» или «багровый» цвет Луны. Не случайно, наряду с солнечными затмениями, когда наступал мрак среди бела дня, затмения Луны также производили всегда «неизгладимое» впечатление на древних и суеверных людей, которые с ужасом наблюдали, как меркнущая Луна «наливается кровавым светом». Ожидания последствий подобных «небесных знамений» были далеко не оптимистическими.

82. Почему мы не видим, как рождаются звёзды Звёзды рождаются при сжатии газо-пылевого облака, при достаточно высокой степени сжатия, когда разогрев в центре достаточен для «поджигания» термоядерных реакций. Смерть звезды наступает, когда звезда перестает находиться в устойчивом состоянии при нормальных параметрах (плотности, размерах, хоть как-то сопоставимых с солнечными). В этом смысле звёздам уготовано несколько видов смертей, в зависимости от их начальной массы.

При M< 1,4 массы Солнца звезда «умирает», становясь новым белым карликом, при 1,4 3,3 смерть знаменует образование чёрной дыры. Все случаи смерти можно наблюдать, и все они — результат истощения ядерного топлива.

Нейтронные звёзды и чёрные дыры проявляют себя по специфическому виду спектра излучения и характеру воздействия на обычные звёзды-спутники.

Глава 2. Совсем «детские» вопросы.

102. Сколько звёзд на небе См. ответ на вопрос №117, стр. 97.

103. Какого цвета Солнце См. ответы на вопросы №3 (стр. 73) и №811 (стр. 224).

107. А кто наоборот, — самый холодный См. ответ на вопрос №630, стр. 190.

108. Какая звезда на небе самая яркая См. ответ на вопрос №114, стр. 93.

111. Как бы Вы у себя дома смогли наглядно показать своему приятелю, что такое невесомость Прежде всего, для дальнейшего правильного ответа на этот вопрос, необходимо разделить физические понятия массы, которой обладают все материальные тела всегда, независимо от внешних условий, и веса, который тела приобретают, будучи:

а) помещёнными в поле тяготения;

б) находясь там в состоянии динамического покоя; и, наконец, в) взаимодействуя при этом с каким-либо иным физическим телом, которое играет роль опоры (подставки или подвеса), и обеспечивает тем самым данный динамический покой.

Сила, с которой рассматриваемое тело взаимодействует с опорой, и будет называться весом данного тела в данном поле тяготения.

Поскольку в задаче просят продемонстрировать невесомость, не выходя из дома, то, соответственно, поле тяготения тем самым определено, как поле тяжести на поверхности планеты Земля с ускорением свободного падения 981 см/сек2 (космические и лунные станции пока рассматривать не будем). Соответственно, невесомостью будем называть те или иные состояния тел, когда их вес равен нулю(при условии наличия самого тела).

Наиболее распространённой и часто упоминаемой невесомостью является так называемая «динамическая невесомость», когда рассматриваемое физическое тело находится в равноускоренном движении под действием силы тяжести. Однако, здесь имеется та хитрость, столь же часто упускаемая из виду, что просто свободный полёт какого-либо тела куда бы то ни было невесомостьюне является, поскольку при этом отсутствует опора (другое не менее физическое тело), сила взаимодействия с которым в процессе полёта должна быть равна нулю. Поэтому простое подпрыгивание или подбрасывание задачу в строгом смысле слова не решает. Часто предлагаемое многими юными исследователями «выбрасывание» приятеля из окна тем более не способствует конструктивному решению, поскольку в условии прямо просили не выходить из дому в процессе создания невесомости.

Для продуктивной демонстрации необходимо позволить свободно двигаться не только рассматриваемому телу, но также и его опоре, наблюдая при этом нулевое значение силы взаимодействия между ними. Лучше всего в данном сценарии предоставить свободу движения грузу (только небольшому) на пружинных весах (лучше на безмене, т. к. он удароустойчивее), которые во время непродолжительного полёта явственно покажут своей стрелкой на нулевое значение веса упомянутого груза. Достаточно нагляден и типичный школьный пример с полоской бумаги (например, газетной), зажатой между двумя грузами (например, книгами), свободно выходящей между ними при свободном полёте и рвущейся при других способах её изъятия. Наконец, желающие попрыгать, могут и это себе позволить, посадив приятеля себе на плечи и наслаждаясь его (приятеля) кратковременной невесомостью (при условии обеспечения безопасности окружающих лиц и предметов).

Хотелось бы обратить внимание на предложеннуюодним из участников конкурса весьма интереснуюи нетривиальнуюдемонстрациюдинамической невесомости с помощьюконструкций малой упругости, распрямляющихся в полёте.

Другой, не менее распространённой невесомостьюявляется гидроневесомость, обеспечиваемая силой Архимеда в жидких и газообразных средах. Рыбки в аквариуме, чаинки в стакане, всевозможные предметы, погруженные в ванной, шарики и мыльные пузыри в воздухе (а за пределами дома, — подводные лодки и дирижабли) являются примерами архимедовой гидроневесомости относительно опоры (воды или воздуха). Нужно заметить, что оба рассмотренных выше типа невесомости активно используются для тренировки космонавтов. Динамическая невесомость создаётся в самолёте, летящем по специальной кривой, близкой к параболе; а гидроневесомость, — в гидробассейне Звёздного городка, где под водой помещается целиком космический корабль или орбитальная станция.

Среди иных сил физической природы, способных компенсировать силу тяжести, промышленное применение имеет электромагнитная невесомость, первоначально реализованная в виде т. н. «гроба Магомета», а на современном техническом уровне в виде поездов на магнитной подвеске.

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 55 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.