НОА 2005, II кръг (областен), 7–8 клас — Задача 5
VIII Национална олимпиада по астрономия 2005, II кръг, ученици от 7-8 клас
Условие
Комета се движи по много силно сплесната орбита около Слънцето (1 – виж фигурата). Земна космическа станция се закрепва към ядрото на кометата. Когато кометата достигне до най-отдалечената точка А от своята орбита, двигателите на станцията се включват за кратко време и в резултат на маневрата кометата тръгва по кръгова орбита около Слънцето (2). Разстоянието от Слънцето до точка А е 100 AU (астрономически единици).
Справочни данни за всички възрастови групи:
| Средно разстояние от Земята до Слънцето | 1 AU = 150 000 000 km |
| Видима звездна величина на Слънцето | |
| Температура на Слънцето | 5800 K |
• Докажете, че периодът на кометата по кръговата орбита ще бъде 1000 години.
• Приблизително с колко трябва да се промени скоростта на кометата в точка А, така че тя да тръгне по кръговата орбита?

Отговори
•
III закон на Кеплер в години и астрономически единици.
•
Скоростта на кометата в точка А е почти нула, затова трябва да ѝ се придаде практически цялата кръгова скорост.
Решение
Означаваме с и съответно орбиталните периоди на кометата по кръговата орбита (2) и на Земята, а с и – радиусите на кометната и на земната орбита. Съгласно III закон на Кеплер:
Ако и се измерват в години, а и – в астрономически единици, то:
и тъй като = 100 AU , лесно пресмятаме, че = 1000 години.
Орбитата на кометата е много сплесната елипса. Ако не се включат двигателите в тчка А, по-нататъшното движение на кометата по сплеснатата ѝ орбита ще бъде близко до свободно падане към Слънцето без начална скорост. Т.е., може да се счита, че скоростта на кометата при достигане на точка А е почти равна на нула. Ето защо, за да тръгне кометата по кръговата орбита, на нея трябва да се придаде практически цялата скорост на движение по тази орбита. А тя е:


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