IAO 2003, Теория — Задача 1
2003 - теоретичен тур:
Внимание: Бележка към темата
Запазен е българският текстов вариант theo.txt. Съпоставен е с четирите оригинални ръкописни български листа и английското условие за група B. Решенията са официалните английски Sketches for solutions; печатните несъответствия са отбелязани. Не е намерена подробна схема за оценяване.
Оригинални групи и дата
Оригиналните български ръкописни листове означават задачи 1–3 като Group A,B и задачи 4–6 като Group B; английското условие съдържа шестте задачи за Group B. Дата на теоретичния кръг: 04.10.2003; VIII Международна олимпиада по астрономия, Стокхолм, Швеция, 2–8.10.2003.
Условие
Първият изкуствен спътник на Земята “Спутник 1" е бил изстрелян на 4 октомври 1957г. Той е представлявал алуминиева сфера с диаметър 58см, полирана с много висока точност. Той е имал елиптична орбита с височина над земната повърхност в перигей 227км, а в апогей 945км. Оценете възможно ли е било да се наблюдава “Спутник 1" с невъоръжено око.
Допълнение от оригиналния български лист
Днес се навършват 46 години от началото на „космическата ера“. Първият изкуствен спътник на Земята е имал размерите на баскетболна топка — сфера с диаметър 580 mm, маса 83,6 kg и обвивка от алуминиева сплав с дебелина 2 mm. Руската дума „спутник“ означава „спътник“. Спътникът е останал в орбита до 4 януари 1958 г. Оценката трябва да е с количествена обосновка. Тези подробности присъстват в bgtheo1.jpg, но са съкратени в theo.txt.
Отговори
- : възможно е наблюдение с невъоръжено око.
Решение
Official English sketches for solutions — theosol.doc.
Let us compare the light fluxes observed by our "naked eye" from Sputnik I (in zenith at perigee) and from the full Moon.
If = light flux from the Sun near Earth, = albedo of the observed objects, , where and – radius and diameter of the observed objects, = distances from the observed objects to the observer:
Flux from Moon to observer: .
Flux from Sputnik I to observer: .
(We do not take into account effects related to diagrams of scattering and random/mirror scattering. In the student's solutions it's also not really necessary to understand difference between the 2 and the 4 in and .)
Since Sputnik I was made of highly polished aluminium alloy, we may assume .
So .
Necessary data may be taken from the Table of planetary data. Calculations may then give us:
, i.e. the difference in stellar magnitudes: .
Taking into account that magnitude of the full Moon is , the magnitude of Sputnik I (in zenith at perigee) . One may see objects of up to magnitude with the naked eye, so Sputnik may be visible.
Справочна таблица — оригинален лист
Данните са от оригиналния справочен лист data.pdf и могат да се използват за всяка задача. Празните клетки са празни и в източника.
| Body | Distance, au | Distance, million km | Period, tropical years | Period, days | Diameter, km | Mass, kg | Density, g/cm³ | , m/s² | Magnitude | Albedo | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sun | 1392000 | 1989000 | 1.409 | −26.8 | |||||||
| Mercury | 0.387 | 57.9 | 0.241 | 87.97 | 0.206 | 4879 | 0.3302 | 5.43 | 3.70 | −2.2 | 0.06 |
| Venus | 0.723 | 108.2 | 0.615 | 224.70 | 0.007 | 12104 | 4.8690 | 5.24 | 8.87 | −4.7 | 0.78 |
| Earth | 1.000 | 149.6 | 1.000 | 365.26 | 0.017 | 12756 | 5.9742 | 5.515 | 9.81 | 0.36 | |
| Moon | 0.00257 | 0.38440 | 0.0748 | 27.3217 | 0.055 | 3475 | 0.0735 | 3.34 | 1.62 | −12.7 | 0.07 |
| Mars | 1.524 | 227.9 | 1.880 | 686.98 | 0.093 | 6794 | 0.6419 | 3.94 | 3.71 | −2.0 | 0.15 |
| Jupiter | 5.204 | 778.6 | 11.862 | 4332.59 | 0.048 | 142984 | 1899.8 | 1.33 | 24.86 | −2.7 | 0.66 |
Maximum magnitude from Earth: for outer planets and Moon — in mean opposition.
Оригинал в Архива: theo.txt · официални решения: theosol.doc · допълнителни данни: theo.doc · допълнителни данни: data.pdf · допълнителни данни: bgtheo1.jpg · допълнителни данни: bgtheo2.jpg · допълнителни данни: bgtheo3.jpg · допълнителни данни: bgtheo4.jpg