Школьный этап Всероссийской олимпиады по Астрономии В Краснозерском районе, октябрь 2011 года

Задание 1
В каких точках горизонта восходит Солнце в дни весеннего равноденствия, летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния? На рисунке изображены восходы и заходы Солнца в северном полушарии. Укажите, в чем ошибка художника и нарисуйте верный рисунок.

Задание 2
В каком направлении происходит видимое движение Солнца и Луны относительно звезд? По каким созвездиям проходит в течение года Солнце, сколько таких созвездий?

Задание 3
Смотря на звездное небо, Вы наверняка знаете, что для нахождения направления на север и Полярной звезды используется астеризм (характерное расположение группы звезд) созвездия Большой Медведицы. Отобразите на рисунке расположение звезд в «ковше» Большой Медведицы. Как, за какое время и почему меняется положение «ковша» на небе?

Задание 4
1 августа 2008 года в Новосибирске наблюдалось полное солнечное затмение (рисунок). Почему полное лунное затмение можно наблюдать со всей территорий огромной страны одновременно, а полное солнечное затмение – только из нескольких определенных мест и при этом в разное время? Что означает фаза Ф = 1,02?

Задание 5
Солнце находится на расстоянии 7,5 кпк от центра Галактики и движется со скоростью 220 км/с. За какой период времени Солнце совершает полный оборот вокруг центра Галактики?

Задание 6
Каков период обращения искусственного спутника Земли, движущегося на расстоянии 1600 км от поверхности Земли?

ОТВЕТЫ к задачам Школьного этапа Всероссийской олимпиады по Астрономии. октябрь 2011 года

Задание 1
В каких точках горизонта восходит Солнце в дни весеннего равноденствия, летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния? На рисунке изображены восходы и заходы Солнца в северном полушарии. Укажите, в чем ошибка художника и нарисуйте верный рисунок.
Решение.
1) в дни весеннего и осеннего равноденствий Солнце восходит в точке востока.
2) на широте Новосибирска (55°) в день летнего солнцестояния Солнце восходит на северо-востоке, а в день зимнего солнцестояния - на юго-востоке.
3) Как указано в первом пункте - только в дни равноденствий 21 марта и 23 сентября Солнце восходит в точке востока и заходит в точке запада (везде). Поэтому надо по-другому нарисовать направления сторон горизонта: стрелку востока направить на точку восхода Солнца 21 марта, а стрелку запада – на точку захода 21 марта.

Задание 2
В каком направлении происходит видимое движение Солнца и Луны относительно звезд? По каким созвездиям проходит в течение года Солнце, сколько таких созвездий?
Решение.
1) Относительно звезд Луна движется с запада на восток со скоростью 13° в сутки. Солнце движется относительно звезд также с запада на восток, но со скоростью примерно 1 ° в сутки.
2) Видимый годовой путь Солнца проходит через тринадцать созвездий, начиная от точки весеннего равноденствия: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Змееносец, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы. Двенадцать из них (без Змееносца) называются зодиакальными.

Задание 3
Смотря на звездное небо, Вы наверняка знаете, что для нахождения направления на север и Полярной звезды используется астеризм (характерное расположение группы звезд) созвездия Большой Медведицы. Отобразите на рисунке расположение звезд в «ковше» Большой Медведицы. Как, за какое время и почему меняется положение «ковша» на небе?
Решение.
1) Взаимное расположение звезд не меняется (для заметного изменения необходимы сотни лет), а вот ориентация ковша в пространстве (положение на звездном небе) изменяется и вид зависит от времени наблюдения, как суток, так и месяца.
или или, например
2) Изменение положение «ковша» на небе связано с движением Земли. За сутки относительно звезд Земля делает полный оборот вокруг своей оси, параллельной оси мира, один из полюсов которой близок к Полярной звезде. Для наблюдателя на Земле это движение будет соответствовать полному обороту звездного неба за 24 часа. Аналогично для наблюдателя на Земле, в течение года также звездное небо делает полный оборот.

Задание 4
1 августа 2008 года в Новосибирске наблюдалось полное солнечное затмение (рисунок). Почему полное лунное затмение можно наблюдать со всей территорий огромной страны одновременно, а полное солнечное затмение – только из нескольких определенных мест и при этом в разное время?
Решение.
Солнечные затмения можно видеть только в тех областях Земли, по которым проходит полоса тени Луны. Диаметр тени не превышает 270 км, поэтому полное солнечное затмение одновременно видно лишь на малом участке земной поверхности, и область тени перемещается, поэтому в разных точках полосы затмения оно наступает в разное время. Хотя солнечные затмения случаются чаще лунных затмений и в следующем саросе затмения повторяются в этом же порядке), в каждой местности Земли солнечные затмения наблюдаются редко.
Для справки: Затмения повторяются (египетское - сарос), что связано с поворотом плоскости лунной орбиты. Малый сарос составляет 6585,32 сут (≈18 лет 10,3 дней). За это время происходит 70-71 затмение (42-43 солнечных и 28 лунных).
Относительные движения Солнца, Земли и Луны таковы, что каждый год должны происходить по крайней мере два затмения Солнца (хотя большинство из них будет частными). Максимальное число затмений в году - семь (например 1982г - четыре частных солнечных и три полных лунных, а в 1917г - в период между 8 января и 14 декабря было три теневых (умбральных) затмения Луны и четыре частных затмения Солнца, хотя одно из солнечных затмений было очень небольшим. А вот в 2094г состоится полутеневое (пенумбральное) затмение Луны (1 января), теневые лунные затмения (28 июня и 21 декабря), частные солнечные затмения (13 июня, 12 июля и 7 декабря) и полное солнечное затмение 16 января). Теоретически возможно, что в два последовательных новолуния произойдут солнечные затмения, а между ними - лунное затмение. Однако лунные затмения в два последовательных полнолуния невозможны.
Фаза затмения - доля диаметра Солнца (Луны), закрытая затмевающим объектом (диск Луны, тень Земли). Фаза в 1,02 означает, что Луной Солнце было закрыто полностью и при этом угловой диаметр Луны был несколько больше диаметра Солнца.

Задание 5
Солнце находится на расстоянии 7,5 кпк от центра Галактики и движется со скоростью 220 км/с. За какой период времени Солнце совершает полный оборот вокруг центра Галактики?
Решение.
Предполагая, что Солнечная система вокруг центра Галактики движется по круговой орбите с радиусом равным удаленности Солнца от центра Галактики, получим:

Т= = лет

Задание 6
Каков период обращения искусственного спутника Земли, движущегося на расстоянии1600 км от поверхности Земли?
Решение.
- сила притяжения ИСЗ, кроме того тогда
отсюда период Т= = 7200 сек = 2 часа