IAO 2003, Теория — Задача 6
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
Още древните гърци са знаели, че размерите на Земята са малки в сравнение с разстоянията до звездите. Например в един от митовете се говори, че богът Хефест веднъж по невнимание изпуснал на Земята своята наковалня. Премятайки се, наковалнята падала от небесата цели 9 дни. Оценете "височината на небето" според представите на древните гърци и я сравнете с известните разстояния до някакви обекти.
Отговори
- km, от порядък km.
Решение
Official English sketches for solutions — theosol.doc.
It is evident that if the anvil impacted the earth after 9 days, the height of the sky is rather great and it is impossible to use the formula , since acceleration is not constant. The anvil must therefore have followed an elliptical orbit with the center of the Earth at one focus and the apogee of an orbit near to the place, where Hephaestus dropped it. This ellipse must also have been very much prolate: it is hardly likely that Hephaestus gave the anvil a speed of more than a few meters per second by his careless treatment. Thus, we can consider the motion of the anvil for days as motion on an almost degenerate ellipse () from the point of apogee up to the surface of the Earth. Apparently the complete period of revolution on such an ellipse is more than days, comparable to the period of revolution of Moon around Earth ( days); that is, the major semiaxis of our degenerate ellipse is of the same order as distance from the Earth to the Moon ( thousand km). Even without calculations, then, we can already answer the second question of the problem: the "height of the sky" is comparable to distance to the Moon. But it tells us more: that the size of the Earth may be neglected in comparison with "the height of the sky" in the solution of our problem. So we may consider that "the height of the sky" is the major axis of our ellipse. Using Kepler's 3rd Law, and comparing our orbit with an orbit of Moon we obtain the result
or of order 600 thousand km.
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