НОА 2005, II кръг (областен), 7–8 клас — Задача 3
VIII Национална олимпиада по астрономия 2005, II кръг, ученици от 7-8 клас
Условие
Спътниците на Юпитер Йо, Европа и Ганимед обикалят около планетата с периоди съответно 1.77, 3.55 и 7.15 земни денонощия. В даден момент трите спътника са от едната страна на Юпитер на една права линия с него. След колко време тези спътници отново ще се наредят приблизително на една права линия с Юпитер от едната му страна? Счита се, че орбитите на трите спътника лежат в една равнина.
Отговори
Четири обиколки на Йо, при които Европа прави две, а Ганимед – една обиколка.
Решение
Нека означим орбиталните периоди на Йо, Европа и Ганимед съответно с , и . Забелязваме, че между тях има интересно съотношение:
В началния момент трите спътника са на една права линия от едната страна на Юпитер (1 – виж фигурата). След време, за което Йо прави една обиколка около Юпитер, Европа ще е направила приблизително половин обиколка, а Ганимед – приблизително четвърт обиколка (2). След още една обиколка на Йо около Юпитер, Европа ще е направила една цяла обиколка, а Ганимед – половин обиколка и спътниците ще бъдат приблизително на една права линия с Юпитер, но Йо и Европа ще бъдат от едната страна на планетата, а Ганимед – от другата (3). След третата обиколка на Йо около Юпитер Европа ще е направила една и половина обиколки, а Ганимед – три четвърти от обиколката (4). След четвъртата обиколка на Йо около Юпитер Европа ще е направила две обиколки, Ганимед – една обиколка и трите спътника ще се наредят отново приблизително на една права линия от едната страна на Юпитер (5). Следователно интервалът от време, след който това ще стане, е приблизително равен на .

Оригинал в Архива: NOA2_2005_7-8problems.pdf · официални решения: NOA2_2005_7-8solutions.pdf