НОА 2013, II кръг (областен), 5–6 клас — Задача 1. Сами между звездите
XVI Национална олимпиада по астрономия 2013, областен кръг, възрастова група V-VI клас · 23 февруари 2013 г. · 12 т.
Условие
Представете си, че Земята е самотна планета, изхвърлена от Слънчевата система, която се носи някъде далеч в междузвездното пространство. Останала ни е само Луната. Да предположим, че Земята се върти около оста си и Луната обикаля около Земята така, както и сега.
Обяснете всички Ваши отговори (не отговаряйте само с „да” и „не”).
а Как ще изглеждат тогава денят и нощта? Ще има ли смяна на ден и нощ? [3 т.]
б Какъв ще бъде климатът на Земята? Ще има ли смяна на сезоните? [3 т.]
в Как ще изглеждат фазите на Луната? Ще има ли слънчеви и лунни затъмнения? [3 т.]
г Ще можем ли да се ориентираме по звездите така, както сега? [3 т.]
Отговори
- а Няма да има ден – през цялото време ще бъде тъмно, винаги ще е нощ. Дори Земята да продължава да се върти около оста си, смяна на деня и нощта няма да има.
- б На планетата ще е изключително студено и този студ ще цари винаги; смяна на сезоните няма да има – непрекъснато ще бъде студена космическа зима.
- в Луната няма да свети и няма да има изменение на лунните фази – тя ще е винаги тъмна. Няма да има нито слънчеви, нито лунни затъмнения.
- г Да – звездите ще се виждат през цялото време и понеже Земята продължава да се върти около оста си, пак ще можем да се ориентираме по Полярната звезда.
Решение
Източник на дневната светлина за нас е Слънцето. На осветената от него страна на Земята е ден, а на тъмната – нощ. Денят и нощта се сменят поради въртенето на Земята около нейната ос. Ако Земята е далеч от Слънцето и която и да е друга звезда, то на нея няма да има ден. През цялото време ще бъде тъмно – винаги ще е нощ. Дори Земята да продължава да се върти около оста си, смяна на деня и нощта няма да има.
Климатът на Земята ще бъде съвсем различен от сегашния. Поради липсата на слънчева светлина и топлина, на нашата планета ще е изключително студено и този студ ще цари на планетата ни винаги. Сезоните сега се сменят поради наклона на земната ос и обикалянето на Земята окло Слънцето. Става така, че в последователните моменти от годината различните части на земното кълбо се огряват различно от Слънцето. Ако Земята е далеч между звездите, смяна на сезоните няма да има – непрекъснато ще бъде студена космическа зима. За съжаление, много скоро след като Земята остане без Слънце, нейната атмосфера ще започне да замръзва и само няколко седмици по-късно Земята ще остане без атмосфера.
Луната свети с отразена от Слънцето светлина. Ако сме някъде далеч между звездите, Луната няма да свети. Няма да можем да я виждаме въобще. Ще забелязваме нейното присъствие само ако се случи да закрие временно някоя по-ярка звезда. Различните лунни фази се наблюдават при различно взаимно положение на Луната със Земята и Слънцето. Тогава виждаме различни части от огрятата от Слънцето половина на Луната. Ако Слънцето го няма, няма да има и изменение на лунните фази – Луната ще е винаги тъмна. Слънчеви затъмнения няма да има, защото при слънчево затъмнение Луната трябва да закрие Слънцето, а когато него го няма, Луната няма какво да зарива. Лунни затъмнения също няма да има, защото при лунно затъмнение Луната трябва да влезе в земната сянка, а Земята няма как да хвърли сянка, ако не е осветена от Слънцето. Всъщност Земята и Луната ще бъдат във вечен мрак. Все пак, ако сме много наблюдателни, ще е възможно да забележим тъмния диск на Луната на фона на малко по-светлото нощно небе, особено когато Луната пресича Млечния път.
По звездите ще можем да се ориентираме, защото те ще се виждат на небето, при това през цялото време, а не само през нощта, както е сега. Сега за ориентир ни служи Полярната звезда, която ни показва посоката север. Поради денонощното въртене на Земята, звездите изгряват и залязват, описват кръгове по небето. Само Полярната звезда остава почти неподвижна с времето, защото земната ос на въртене е насочена почти точно към нея. Затова по Полярната звезда е лесно да се ориентираме във всеки момент. Ако Земята се носи между звездите и продължава да се върти около оста си, пак ще можем по същия начин да се ориентираме по Полярната звезда. А ако Земята е много, много далеч от Слънцето, то може би някоя друга ярка звезда ще се окаже близо до точката в небето, накъдето сочи земната ос, и ще ни служи за полярна.
Критерии за оценяване (общо 12 т.):
а. За правилни отговори на двата въпроса и обяснение 1.5 + 1.5 = 3 т.
б. За правилни отговори на двата въпроса и обяснение 1.5 + 1.5 = 3 т.
в. За правилни отговори на двата въпроса и обяснение 1.5 + 1.5 = 3 т.
г. За правилен отговор и обяснение – 3 т.
Оригинал в Архива: NOA2_2013_5-6problems.pdf · официални решения: NOA2_2013_5-6solutions.pdf