Самара 2015, II кръг (задочен), 8–9 клас — Задача 7. Комета и направление на Солнце
Условия конкурсных задач олимпиады по астрономии SAMRAS-2015 среди учащихся 8-9 классов заочного тура № 2 · 6 т.
Задачи подготовил
Задачи подготовил: Филиппов Юрий Петрович, научный руководитель школы, старший преподаватель кафедры общей и теоретической физики Самарского государственного университета, к.ф.-м.н.
Уровень А
Уровень «Новичок» (уровень А)
Уровень B
Уровень «Знаток» (уровень B)
Уровень C
Уровень «Профи» (уровень C)
Условие
Условие. На рис. 2 представлена телескопическая фотография кометы, полученная астрономами-профессионалами при ее сближении с Солнцем. Используя копию данной фотографии, укажите на последней (стрелкой) направление, в котором нужно было перемещать трубу телескопа авторам фотографии, чтобы можно было в его поле зрения «поймать» Солнце? Свой ответ обоснуйте. (6 баллов).
Отговори
- Вдоль ионного (голубого, узкого) хвоста в сторону головы кометы (красная стрелка на рис. 5 решения).
Решение
Прежде всего, попытаемся выявить структурные составляющие кометы, которые отчетливо просматриваются на фотографии:
- Голова кометы видна на фотографии как наиболее яркая область, имеющая форму близкую к сферической (см. рис. 5), представляющая собой газо-пылевую оболочку – кому, окружающую твердотельное образование – ядро, состоящее из скальных пород и космических льдов (ядро не видно на фото).
- Пылевой хвост кометы виден на фотографии как протяженное образование, белесая широкая полоса, отходящая от головы кометы и по мере удаления от нее становящаяся все более разреженной. Представляет собой поток пылевых частиц, поднятых с поверхности ядра кометы потоками газа (в силу малой гравитации) и вынесенной за пределы комы давлением света Солнца. Сила давления, действующая на пылевые частицы сравнима и даже может больше силы притяжения Солнца, в результате чего, частицы выносит преимущественно от Солнца. В силу большой ширины белесой полосы, можно утверждать, что в данном хвосте присутствуют частицы разной массы и не все они движутся строго от Солнца.
- Ионный хвост кометы – протяженное образование, голубая и относительно узкая полоса отходящая от головы кометы. Представляет собой поток ионов газов, сублимирующихся с поверхности ядра. Молекулы газов испытывают неупругие столкновения с заряженными частицами солнечного ветра и превращаются в ионы, последние под действием давления того же ветра увлекаются последним и движутся прочь от Солнца. Причем здесь силы давления со стороны ветра в сотни-тысячи раз превосходят силы их притяжения к Солнцу. Именно поэтому ионный хвост всегда направлен от Солнца. Значит направление «на Солнце», в котором нужно перемещать трубу телескопа должно быть ориентировано вдоль ионного хвоста на голову кометы (на продолжении этой прямой будет располагаться Солнце), указано красной стрелкой на рис. 5.
Ответ: искомое направление указано красной стрелкой на рис. 5. ( баллов).
Оригинал в Архива: Tasks[SAmRAS_2015-2]_8-9 classes.pdf · официални решения: TasksDecisions[SAmRAS_2015-2]_8-9 classes.pdf