НОА 2014, III кръг (национален), 9–10 клас — Практическа задача. Орбитата на Марс

XVII Национална олимпиада по астрономия 2014, национален кръг, тема за възрастова група IX-X клас · 26 април 2014 г. · 20 т.

Условие

В своята книга „Нова астрономия” знаменитият немски астроном Йохан Кеплер излага резултатите от десетодишния си труд по изследването на орбитата на планетата Марс и откриването на трите закона за движението на планетите около Слънцето. Той описва метода, чрез който е успял да построи орбитата на Марс и да докаже, че тя не е окръжност, а елипса. От наблюденията на датския астроном Тихо Брахе Кеплер е разполагал с данни за еклиптичната дължина на Марс в различни моменти от време. Еклиптичната дължина е видимото от земния наблюдател ъглово отстояние на планетата от пролетната равноденствена точка. За да получи дадено положение на Марс по неговата орбита, Кеплер е използвал двойка данни за еклиптичната дължина на Марс – веднъж при противостояние на планетата и веднъж в момент точно един орбитален период на Марс след противостоянието. Марс се завърта около Слънцето за 686.791 денонощия.

№ГодинаДатаUT, h, mЕкл. дължина на МарсГодинаДатаUT, h, mЕкл. дължина на Марс
Някои противостояния на МарсЕдин орбитален период след противостоянието
1198231.03.10:14190 38198416.02.09:32226 53
2198411.05.08:52231 04198629.03.08:10270 36
3198610.07.05:27287 52198827.05.04:46333 06
4198828.09.03:32005 23199016.08.02:50051 44
5199027.11.20:35065 20199214.10.19:53106 32
6199307.01.22:43107 40199425.11.22:01145 02
7199717.03.07:55176 46199902.02.07:13212 41
8199924.04.17:38214 06200111.03.16:56252 16
9200328.08.17:59335 01200515.07.17:17022 25
10200507.11.07:59045 01200729.09.07:17090 08
11200724.12.19:47092 46200910.11.19:05131 12
12201029.01.19:37129 33201117.12.18:55165 54

• Начертайте в подходящ мащаб земната орбита около Слънцето. Приемете, че тя е кръгова. Изберете някакво направление, в което да се намира пролетната равноденствена точка. Използвайте данните от таблицата и се опитайте да възстановите метода на Кеплер – постройте орбитата на Марс. Опишете вашия начин на работа. Препоръчително е да използвате листа милиметрова хартия, да разположите земната орбита по средата и нейният радиус да не е по-голям от 6 см. [13 т.]

• Определете голямата полуос на марсианската орбита в астрономически единици. Определете разстоянието Между Марс и Слънцето в перихелия и в афелия на орбитата. [5 т.]

• Кога приблизително Марс е бил във велико противостояние? [2 т.]

Отговори

Решение


Оригинал в Архива: NOA3_2014_9-10problems.pdf · официални решения: NOA3_2014_9-10solutions.pdf