Страница 378 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

3. Почему планеты-гиганты имеют более сплюснутую форму, чем планеты земной группы?

Решение

Сплюснутость планеты, или её полярное сжатие, возникает из-за вращения вокруг своей оси. На любую частицу вещества планеты действуют две основные силы: сила гравитационного притяжения, направленная к центру планеты, и центробежная сила инерции, направленная от оси вращения. Гравитация стремится придать планете идеальную сферическую форму, в то время как центробежная сила, которая максимальна на экваторе и равна нулю на полюсах, противодействует гравитации и вызывает "растяжение" планеты в экваториальной области. Степень сплюснутости зависит от соотношения этих сил, а также от размера, массы и внутреннего строения планеты.

Планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) значительно более сплюснуты, чем планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), по нескольким ключевым причинам:

• Очень высокая скорость вращения. Планеты-гиганты вращаются намного быстрее. Например, сутки на Юпитере длятся менее 10 часов, а на Сатурне — около 10,7 часов, в то время как земные сутки составляют почти 24 часа. Большая угловая скорость вращения ($ \omega $) создаёт значительно большую центробежную силу. Величина центробежного ускорения на экваторе прямо пропорциональна радиусу и квадрату угловой скорости: $ a_c = \omega^2 R $.
• Агрегатное состояние вещества. Планеты-гиганты не имеют твёрдой поверхности и состоят преимущественно из газов (водород, гелий) и жидкостей, находящихся под огромным давлением. Такая податливая, текучая среда легко деформируется под действием центробежных сил. В отличие от них, планеты земной группы имеют твёрдую кору и мантию, которые обладают значительной жёсткостью и намного лучше сопротивляются деформации.
• Большие размеры и низкая средняя плотность. Огромный радиус ($ R $) планет-гигантов также увеличивает абсолютное значение центробежной силы на экваторе. При этом, несмотря на их колоссальную массу, их средняя плотность невелика (у Сатурна она даже меньше плотности воды). Это означает, что сила гравитации, удерживающая вещество планеты, оказывается относительно слабее по сравнению с мощными центробежными силами, вызванными быстрым вращением.

Таким образом, именно сочетание очень быстрого вращения и податливого газожидкого состояния является главной причиной того, что планеты-гиганты сильно деформируются, приобретая заметно сплюснутую у полюсов форму.

Ответ:
Планеты-гиганты имеют более сплюснутую форму, чем планеты земной группы, из-за совокупности двух основных факторов:
1) Они вращаются вокруг своей оси значительно быстрее, что создаёт мощную центробежную силу, которая "растягивает" их на экваторе.
2) Они состоят в основном из газа и жидкости, которые легко деформируются под действием этих сил, в отличие от твёрдого вещества планет земной группы, которое лучше сохраняет сферическую форму.

пон группы.

4. Почему хвост кометы направлен от Солнца?

Хвост кометы направлен от Солнца из-за воздействия двух основных сил, исходящих от звезды: солнечного ветра и давления солнечного света. Когда комета, состоящая из льда, пыли и замерзших газов, приближается к Солнцу, ее ядро нагревается. Летучие вещества начинают испаряться (этот процесс называется сублимацией), образуя вокруг ядра облако газа и пыли, называемое комой. Именно из этого вещества и формируются хвосты.

У комет обычно наблюдается два типа хвостов, и каждый из них формируется под действием своей силы:

• Плазменный (ионный) хвост. Он состоит из газов, которые были ионизированы ультрафиолетовым излучением Солнца. Солнце непрерывно испускает поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром. Этот поток подхватывает ионизированные частицы газа из комы и "сдувает" их, формируя длинный, прямой хвост, который направлен строго в сторону, противоположную Солнцу. Этот хвост часто имеет голубоватое свечение.

• Пылевой хвост. Он состоит из более тяжелых частиц пыли, которые уносятся с поверхности ядра вместе с газом. На эти пылинки действует давление солнечного света (световое давление). Эта сила отталкивает частицы от Солнца. Однако, поскольку пылинки имеют большую массу и инерцию, чем ионы газа, и продолжают двигаться по орбите вместе с кометой, их хвост немного отстает и изгибается. Он также направлен в целом от Солнца, но не так прямолинейно, как плазменный. Пылевой хвост виден благодаря тому, что он отражает солнечный свет, и поэтому имеет желтовато-белый цвет.

Таким образом, независимо от направления движения самой кометы (приближается она к Солнцу или удаляется от него), обе силы, создающие хвосты, исходят от Солнца. Это приводит к тому, что хвосты всегда вытянуты в направлении от звезды. Когда комета летит к Солнцу, хвост следует за ней, а когда улетает — хвост движется впереди нее.

Ответ: Хвост кометы направлен от Солнца, потому что он формируется под действием солнечного ветра (потока заряженных частиц) и давления солнечного света, которые "сдувают" и отталкивают газ и пыль, испаряющиеся с поверхности кометного ядра, в направлении от Солнца.

5. Почему на больших расстояниях от Солнца у комет нет хвостов?

5. Хвост у кометы появляется не сам по себе, а в результате ее взаимодействия с Солнцем. Чтобы понять, почему на больших расстояниях хвоста нет, нужно рассмотреть весь механизм его образования.

Кометы состоят из ядра — смеси замерзших газов (водяного льда, метана, аммиака, углекислого газа), пыли и каменистых обломков. Большую часть своей жизни, находясь на окраинах Солнечной системы, комета представляет собой просто холодное, инертное ядро.

Процесс образования хвоста начинается, когда комета на своей вытянутой орбите приближается к Солнцу:

1. Нагрев и сублимация. По мере приближения к Солнцу количество получаемой кометой энергии резко возрастает. Поверхность ядра нагревается, и замерзшие газы начинают переходить непосредственно из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. Этот процесс называется сублимацией.
2. Образование комы. Вырвавшиеся с поверхности ядра потоки газа увлекают за собой частицы пыли. Вместе они образуют вокруг ядра обширную газопылевую оболочку — кому. Кома может достигать размеров, превышающих размеры Солнца, хотя и является чрезвычайно разреженной.
3. Формирование хвоста. На кому начинают действовать два мощных фактора со стороны Солнца:
   • Солнечный ветер — это поток заряженных частиц (ионов), летящих от Солнца. Он взаимодействует с газами комы, ионизирует их и отбрасывает в направлении строго от Солнца. Так формируется прямой, длинный и часто голубоватый ионный (газовый) хвост.
   • Давление солнечного света — это давление, которое оказывают фотоны света. Оно воздействует на более тяжелые частицы пыли, также отталкивая их от Солнца. Пылинки, будучи массивнее, хуже поддаются этому давлению и отстают от кометы на ее орбите, образуя широкий, изогнутый, желтовато-белый пылевой хвост.

Когда комета удаляется от Солнца, процесс идет в обратном порядке. Солнечного тепла становится всё меньше, сублимация ослабевает и в конечном итоге прекращается. Без постоянной подпитки газом и пылью кома и хвост рассеиваются в пространстве. На больших расстояниях, например, за орбитой Юпитера, солнечное излучение настолько слабое, что температура на поверхности кометы слишком низка для сублимации льдов. Комета снова превращается в "спящее" ледяное ядро без комы и хвоста.

Ответ: На больших расстояниях от Солнца его излучение слишком слабое, чтобы вызвать испарение (сублимацию) льдов на поверхности кометы. Без этого процесса не образуется газопылевая оболочка (кома), из которой под действием солнечного ветра и светового давления формируется хвост. Поэтому комета остается просто холодным ядром без видимого хвоста.

6. Что такое астероиды?

6. Что такое астероиды?

Астероиды, также известные как малые планеты, — это каменистые или металлические небесные тела, которые вращаются вокруг Солнца. Название «астероид» переводится как «звездоподобный», поскольку при наблюдении в телескоп они выглядят как светящиеся точки, в отличие от планет, которые видны как диски. Они являются остатками протопланетного диска, из которого около 4,6 миллиарда лет назад сформировалась Солнечная система.

Подавляющее большинство астероидов сосредоточено в главном поясе астероидов, который находится между орбитами Марса и Юпитера. Считается, что мощное гравитационное поле Юпитера помешало этим объектам объединиться в большую планету. Существуют и другие группы, например, троянские астероиды, разделяющие орбиту с Юпитером, и околоземные астероиды, чьи орбиты могут пересекать орбиту Земли и представлять потенциальную опасность.

Размеры астероидов варьируются от нескольких метров до сотен километров. Самый большой из них — Церера (диаметр около 940 км), который настолько велик, что его классифицируют и как астероид, и как карликовую планету. Из-за недостаточной массы большинство астероидов не обладают гравитацией, способной придать им сферическую форму, поэтому они, как правило, имеют неправильную, угловатую форму.

По своему составу астероиды делятся на несколько типов. Основные из них: C-тип (углеродистые), самые распространенные, темные и богатые углеродом; S-тип (силикатные), состоящие из каменных материалов и никель-железа; и M-тип (металлические), состоящие преимущественно из металлов.

Ответ: Астероиды — это каменистые или металлические небесные тела неправильной формы, вращающиеся по орбите вокруг Солнца, в основном в поясе между Марсом и Юпитером, и являющиеся остатками первоначального материала, из которого формировалась Солнечная система.

7. Чем отличаются метеоры от метеоритов?

Метеоры и метеориты — это термины, которые относятся к разным стадиям взаимодействия космического тела с атмосферой и поверхностью Земли. Хотя эти понятия тесно связаны, они обозначают совершенно разные вещи.

Метеор — это не физический объект, а световое явление. В народе его часто называют «падающей звездой». Это явление возникает, когда космический объект, называемый метеороидом (это может быть осколок кометы или астероида), на большой скорости входит в верхние слои атмосферы Земли. Из-за огромного трения о воздух метеороид и окружающие его частицы газа раскаляются до высокой температуры и начинают ярко светиться. Мы видим этот процесс как яркую полосу света, прочерчивающую ночное небо. Большинство метеороидов, вызывающих метеоры, имеют небольшие размеры (от песчинки до нескольких метров) и полностью сгорают в атмосфере, так и не достигнув поверхности.

Метеорит — это физический объект. Это тот самый остаток метеороида, который оказался достаточно крупным, чтобы не сгореть полностью при прохождении через атмосферу, и упал на поверхность Земли. Метеориты могут иметь разный состав (каменные, железные, железо-каменные) и размеры — от нескольких граммов до десятков тонн. Их находят на земле и изучают, так как они являются ценнейшим источником информации о прошлом Солнечной системы.

Таким образом, ключевое различие заключается в том, что метеор — это процесс, явление в небе, а метеорит — это объект, который можно найти на земле.

Ответ: Метеор — это световое явление в атмосфере («падающая звезда»), возникающее при сгорании космического тела (метеороида). Метеорит — это твёрдый объект, остаток метеороида, который выдержал прохождение через атмосферу и упал на поверхность Земли.

1. Самая большая планета Солнечной системы

1) Марс

2) Земля

3) Уран

4) Юпитер

1. Чтобы определить самую большую планету Солнечной системы из предложенных вариантов, необходимо сравнить их физические размеры. Как правило, для сравнения планет используется их экваториальный радиус.

Рассмотрим каждую из предложенных планет:

1) Марс — это четвертая планета от Солнца, относящаяся к планетам земной группы. Его радиус составляет приблизительно $3390 \text{ км}$.

2) Земля — третья планета от Солнца. Ее средний радиус равен примерно $6371 \text{ км}$.

3) Уран — седьмая планета, является ледяным гигантом. Его радиус значительно больше, чем у планет земной группы, и составляет около $25362 \text{ км}$.

4) Юпитер — пятая планета от Солнца, газовый гигант и самая большая планета в Солнечной системе. Его экваториальный радиус достигает $69911 \text{ км}$. Юпитер настолько массивен, что его масса превышает суммарную массу всех остальных планет системы более чем в два раза.

Сравнивая радиусы планет, получаем очевидное соотношение: $R_{Юпитер} > R_{Уран} > R_{Земля} > R_{Марс}$. Таким образом, Юпитер является самой большой планетой.

Ответ: 4) Юпитер

2. Самая маленькая планета Солнечной системы

1) Нептун

2) Марс

3) Меркурий

4) Сатурн

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо сравнить размеры планет Солнечной системы, предложенных в вариантах. Планеты Солнечной системы по убыванию их размера (диаметра) располагаются в следующем порядке: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Земля, Венера, Марс, Меркурий.

Проанализируем предложенные варианты:

1) Нептун — это ледяной гигант, четвёртая по размеру планета Солнечной системы. Его диаметр составляет примерно 49 528 км.

2) Марс — планета земной группы, седьмая по размеру. Его диаметр около 6 779 км. Он значительно меньше Нептуна и Сатурна, но больше Меркурия.

3) Меркурий — самая маленькая планета Солнечной системы. Его диаметр всего 4 879 км.

4) Сатурн — газовый гигант, вторая по величине планета в Солнечной системе после Юпитера. Его диаметр — около 116 460 км.

Сравнивая размеры, мы видим, что Меркурий является наименьшей планетой из перечисленных и во всей Солнечной системе.

Ответ: 3) Меркурий

ПОВТОРИТЕ МАТЕРИАЛ ГЛАВЫ 14 ПО СЛЕДУЮЩЕМУ ПЛАНУ:

1. Выпишите основные астрономические понятия и величины и дайте им определение.

1. Выпишите основные астрономические понятия и величины и дайте им определение.

• Звезда — массивное самосветящееся небесное тело, состоящее из газа и плазмы, в котором происходят, происходили или будут происходить термоядерные реакции. Солнце — ближайшая к нам звезда.

• Галактика — гравитационно-связанная система из звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, и тёмной материи. Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс. Наша Солнечная система находится в галактике Млечный Путь.

• Астрономическая единица (а.е.) — единица измерения расстояний в астрономии, исторически равная среднему расстоянию от Земли до Солнца. Используется в основном для измерения расстояний в пределах Солнечной системы. $1 \text{ а.е.} \approx 149.6 \times 10^6$ км.

• Световой год (св. г.) — внесистемная единица измерения расстояния, равная расстоянию, которое свет проходит в вакууме за один год. Используется для измерения межзвездных и межгалактических расстояний. $1 \text{ св. г.} \approx 9.46 \times 10^{12}$ км.

• Парсек (пк) — основная внесистемная единица измерения расстояний в астрономии. Расстояние в один парсек соответствует годичному параллаксу в одну угловую секунду. $1 \text{ пк} \approx 3.26$ светового года $\approx 206265$ а.е. $\approx 3.086 \times 10^{13}$ км.

• Годичный параллакс ($p$) — угол, под которым со звезды был бы виден средний радиус земной орбиты ($1$ а.е.), при условии, что он перпендикулярен направлению на звезду. Является основным методом измерения расстояний до ближайших звёзд. Расстояние до звезды в парсеках ($r$) связано с параллаксом в угловых секундах ($p''$) формулой: $r = \frac{1}{p''}$.

• Светимость ($L$) — полная энергия, излучаемая звездой или другим астрономическим объектом в единицу времени. Это абсолютная характеристика объекта, не зависящая от расстояния до него. Обычно измеряется в ваттах (Вт) или в единицах светимости Солнца ($L_{\odot} \approx 3.828 \times 10^{26}$ Вт).

• Видимая звёздная величина ($m$) — мера блеска небесного объекта, то есть освещённости, создаваемой им на Земле. Это логарифмическая величина: чем ярче объект, тем меньше его звёздная величина. Разница в 5 звёздных величин соответствует разнице в блеске в 100 раз. Связь между видимыми величинами двух объектов ($m_1$ и $m_2$) и их блеском ($E_1$ и $E_2$): $m_1 - m_2 = -2.5 \lg(\frac{E_1}{E_2})$.

• Абсолютная звёздная величина ($M$) — видимая звёздная величина, которую имел бы объект, если бы он находился на стандартном расстоянии 10 парсек от наблюдателя. Эта величина является мерой истинной светимости объекта и позволяет сравнивать звёзды между собой. Связана с видимой величиной ($m$) и расстоянием ($r$) в парсеках формулой модуля расстояния: $M = m + 5 - 5\lg(r)$.

• Спектральный класс — классификация звёзд на основе их спектров, которая в первую очередь отражает температуру их фотосферы. Основные спектральные классы, в порядке убывания температуры: O, B, A, F, G, K, M.

• Диаграмма Герцшпрунга–Рассела — диаграмма, на которой по одной оси откладывается абсолютная звёздная величина (или светимость) звёзд, а по другой — их спектральный класс (или температура). Эта диаграмма является ключевым инструментом для изучения эволюции звёзд, так как звёзды на разных стадиях своей жизни занимают на ней определённые области (главная последовательность, гиганты, белые карлики).

Ответ:

В решении представлены определения основных астрономических понятий и величин, включая: звезда, галактика, единицы измерения расстояний (астрономическая единица, световой год, парсек), методы измерения расстояний (годичный параллакс), физические характеристики звёзд (светимость, видимая и абсолютная звёздные величины) и их классификацию (спектральный класс, диаграмма Герцшпрунга–Рассела).

2. Сформулируйте законы и запишите основные формулы.

Законы Ньютона (основные законы динамики)

Первый закон Ньютона (закон инерции): Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

Второй закон Ньютона: В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.

Третий закон Ньютона: Силы, с которыми две материальные точки действуют друг на друга, всегда равны по модулю, противоположны по направлению и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки.

Ответ:
Первый закон Ньютона: если $\sum \vec{F} = 0$, то $\vec{v} = \text{const}$
Второй закон Ньютона: $\sum \vec{F} = m\vec{a}$
Третий закон Ньютона: $\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}$

Закон всемирного тяготения

Формулировка: Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

Ответ: $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$, где $G$ — гравитационная постоянная.

Законы сохранения в механике

Закон сохранения импульса: Векторная сумма импульсов всех тел, составляющих замкнутую систему, является величиной постоянной.

Закон сохранения механической энергии: Полная механическая энергия замкнутой системы тел, в которой действуют только консервативные силы (силы тяготения и упругости), остается постоянной.

Ответ:
Закон сохранения импульса: $\vec{p}_{\text{сис}} = \sum_{i} m_i \vec{v}_i = \text{const}$
Закон сохранения механической энергии: $E = E_к + E_п = \text{const}$, где $E_к = \frac{mv^2}{2}$ — кинетическая энергия, а $E_п$ — потенциальная энергия.

Законы постоянного электрического тока

Закон Ома для участка цепи: Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Закон Джоуля-Ленца: Количество теплоты, выделяемое в проводнике при прохождении по нему постоянного электрического тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Ответ:
Закон Ома для участка цепи: $I = \frac{U}{R}$
Закон Джоуля-Ленца: $Q = I^2 R t$

Первое начало (закон) термодинамики

Формулировка: Количество теплоты, сообщенное термодинамической системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами. Это является формулировкой закона сохранения энергии для термодинамических процессов.

Ответ: $Q = \Delta U + A'$, где $Q$ — количество теплоты, переданное системе, $\Delta U$ — изменение внутренней энергии системы, $A'$ — работа, совершенная системой над внешними телами.

3. Укажите единицы физических величин, используемые в астрономии, и их связь с основными единицами СИ.

В астрономии из-за огромных масштабов Вселенной, наряду с единицами Международной системы (СИ), широко используются специальные внесистемные единицы. Они позволяют оперировать более удобными и наглядными числами.

Единицы измерения расстояния

В СИ основной единицей длины является метр (м). В астрономии для огромных расстояний применяют следующие единицы:

• Астрономическая единица (а.е.) — среднее расстояние от Земли до Солнца. Используется преимущественно для измерения расстояний внутри Солнечной системы. Связь с СИ: $1 \text{ а.е.} \approx 1.496 \cdot 10^{11} \text{ м}$.
• Световой год (св. год) — расстояние, которое свет проходит в вакууме за один юлианский год (365,25 суток). Эта единица используется для измерения расстояний до звезд и других галактик. $1 \text{ св. год} \approx 9.46 \cdot 10^{15} \text{ м}$.
• Парсек (пк) — основная единица измерения межзвездных и межгалактических расстояний в профессиональной астрономии. Это расстояние до объекта, годичный тригонометрический параллакс которого равен одной угловой секунде ($1''$). Это эквивалентно расстоянию, с которого средний радиус земной орбиты (1 а.е.) виден под углом в $1''$. $1 \text{ пк} \approx 3.086 \cdot 10^{16} \text{ м}$. Также существуют соотношения: $1 \text{ пк} \approx 3.26 \text{ св. года} \approx 206265 \text{ а.е.}$.

Ответ: Основные астрономические единицы расстояния и их связь с СИ: 1 а.е. $\approx 1.496 \cdot 10^{11} \text{ м}$; 1 св. год $\approx 9.46 \cdot 10^{15} \text{ м}$; 1 пк $\approx 3.086 \cdot 10^{16} \text{ м}$.

Единицы измерения массы

Основной единицей массы в СИ является килограмм (кг). Массы небесных тел принято выражать в массах Солнца.

• Масса Солнца ($M_☉$) — масса нашей звезды, которая используется как стандарт для выражения масс других звезд, звездных скоплений и галактик. $M_☉ \approx 1.989 \cdot 10^{30} \text{ кг}$.

Ответ: Основная астрономическая единица массы, масса Солнца ($M_☉$), связана с СИ как $M_☉ \approx 1.989 \cdot 10^{30} \text{ кг}$.

Единицы измерения светимости

Светимость — это полная энергия, излучаемая объектом в единицу времени. В СИ эта величина (мощность) измеряется в ваттах (Вт).

• Светимость Солнца ($L_☉$) — полная мощность излучения Солнца, используемая как эталон для измерения светимости звезд и других астрономических объектов. $L_☉ \approx 3.828 \cdot 10^{26} \text{ Вт}$.

Ответ: Астрономическая единица светимости, светимость Солнца ($L_☉$), связана с СИ как $L_☉ \approx 3.828 \cdot 10^{26} \text{ Вт}$.

Прочие важные единицы

Время: В СИ — секунда (с). В астрономии для описания длительных процессов (например, эволюции звезд и галактик) часто используется год (а), обычно юлианский, который равен 365,25 суткам. $1 \text{ год} = 31\ 557\ 600$ с. Также применяются кратные единицы: миллион лет (Myr) и миллиард лет (Gyr).

Углы: В СИ — радиан (рад). В астрономии для измерения положения объектов на небесной сфере и их угловых размеров традиционно используют градусы ($°$), угловые минуты ($'$) и угловые секунды ($''$). Связь с СИ: $360° = 2\pi$ рад. $1 \text{ рад} \approx 57.3°$. $1'' \approx 4.848 \cdot 10^{-6}$ рад.

Ответ: В астрономии используются единицы времени год ($1 \text{ год} = 31\ 557\ 600$ с) и его производные, а для угловых измерений — градусы, минуты и секунды ($360° = 2\pi$ рад).

4. Классифицируйте планеты и малые тела Солнечной системы.

Все объекты Солнечной системы можно классифицировать на основе их размера, состава, орбитальных характеристик и положения относительно Солнца. Согласно современной классификации, утвержденной Международным астрономическим союзом (МАС) в 2006 году, выделяют две основные группы объектов, помимо самого Солнца: планеты и малые тела.

Классификация планет

Планета — это небесное тело, которое удовлетворяет трем условиям:

1. обращается по орбите вокруг Солнца;
2. обладает достаточной массой для поддержания гидростатического равновесия (имеет почти шарообразную форму);
3. сумело расчистить окрестности своей орбиты от других объектов (является гравитационной доминантой на своей орбите).

В Солнечной системе выделяют 8 планет, которые по своим физическим характеристикам делятся на две группы.

Планеты земной группы (внутренние планеты)

К этой группе относятся четыре планеты, ближайшие к Солнцу:

• Меркурий
• Венера
• Земля
• Марс

Их общие характеристики:

• Относительно небольшие размеры и масса.
• Высокая средняя плотность (например, плотность Земли составляет около $5.5 \text{ г/см}^3$).
• Наличие твердой, каменистой поверхности.
• Состав преимущественно из силикатов и металлов.
• Небольшое число спутников или их полное отсутствие.

Планеты-гиганты (внешние планеты)

К этой группе относятся четыре планеты, расположенные за главным поясом астероидов:

• Юпитер
• Сатурн
• Уран
• Нептун

Их общие характеристики:

• Значительные размеры и масса.
• Низкая средняя плотность (плотность Сатурна меньше плотности воды, около $0.7 \text{ г/см}^3$).
• Отсутствие твердой поверхности.
• Состав преимущественно из газов (водород, гелий) и льдов (вода, аммиак, метан).
• Наличие систем колец и большого количества спутников.

Планеты-гиганты, в свою очередь, делят на газовых гигантов (Юпитер, Сатурн) и ледяных гигантов (Уран, Нептун).

Ответ: Планеты Солнечной системы классифицируются на две группы: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), которые являются небольшими, плотными телами с твердой поверхностью, и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун), представляющие собой крупные газово-ледяные тела с низкой плотностью, мощной атмосферой и многочисленными спутниками.

Классификация малых тел Солнечной системы

Термин "малые тела" охватывает несколько официальных категорий объектов. Согласно МАС, все небесные тела, которые обращаются вокруг Солнца и не являются планетами или их спутниками, делятся на карликовые планеты и малые тела Солнечной системы (МТСС).

Карликовые планеты

Это небесные тела, которые, как и планеты, находятся на орбите вокруг Солнца и имеют шарообразную форму, но, в отличие от планет, не смогли расчистить свою орбиту от других объектов. Официально признанные карликовые планеты:

• Церера (расположена в поясе астероидов)
• Плутон (в поясе Койпера)
• Эрида (в рассеянном диске)
• Макемаке (в поясе Койпера)
• Хаумеа (в поясе Койпера)

Малые тела Солнечной системы (МТСС)

К этой категории относятся все остальные объекты, вращающиеся вокруг Солнца, за исключением планет, карликовых планет и их спутников. Основные группы малых тел:

• Астероиды: каменистые или металлические тела неправильной формы, так как их гравитации недостаточно для придания им сферической формы. Большинство астероидов находится в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера.
• Кометы: тела, состоящие из замерзших газов, пыли и скалистых частиц. При приближении к Солнцу они образуют газопылевую оболочку (кому) и хвост. Движутся по сильно вытянутым орбитам. Источниками комет служат пояс Койпера и облако Оорта.
• Метеороиды: небольшие фрагменты астероидов и комет. При попадании в атмосферу Земли метеороид сгорает, вызывая явление метеора («падающей звезды»). Если фрагмент достигает поверхности Земли, его называют метеоритом.

Ответ: Малые тела Солнечной системы включают в себя карликовые планеты (объекты шарообразной формы, не расчистившие свою орбиту, например Плутон) и собственно малые тела (МТСС), к которым относятся астероиды (каменистые тела неправильной формы), кометы (ледяные тела, образующие хвост вблизи Солнца) и метеороиды (мелкие космические обломки).

5. Опишите основные астрономические явления, о которых упоминалось в этой главе.

В этой главе, вероятно, упоминались следующие основные астрономические явления:

1. Смена дня и ночи

Это явление вызвано вращением Земли вокруг своей оси. Земля совершает полный оборот примерно за 24 часа. Та сторона планеты, которая в данный момент освещена Солнцем, испытывает день, в то время как на противоположной стороне, находящейся в тени, царит ночь. Из-за этого вращения нам кажется, что Солнце, Луна и звезды восходят на востоке и заходят на западе.

Ответ: Смена дня и ночи происходит из-за осевого вращения Земли.

2. Смена времен года

Смена времен года (весна, лето, осень, зима) является следствием обращения Земли вокруг Солнца и наклона земной оси к плоскости ее орбиты. Угол наклона составляет примерно $23.5$°. Когда Северное полушарие наклонено к Солнцу, оно получает больше прямых солнечных лучей, и там наступает лето, в то время как в Южном полушарии — зима. Через полгода ситуация меняется на противоположную. В моменты, когда оба полушария освещены одинаково (в дни весеннего и осеннего равноденствия), продолжительность дня и ночи примерно равна по всей планете.

Ответ: Смена времен года обусловлена годовым обращением Земли вокруг Солнца и наклоном ее оси вращения.

3. Фазы Луны

Луна сама не светится, а лишь отражает солнечный свет. Когда Луна обращается вокруг Земли, мы видим ее освещенную часть под разными углами. Это приводит к изменению видимой формы Луны, что называется фазами. Основные фазы включают новолуние (Луна не видна), молодую луну, первую четверть (видна половина диска), прибывающую луну, полнолуние (виден весь диск), убывающую луну, последнюю четверть и старую луну. Полный цикл смены фаз (синодический месяц) занимает около 29.5 суток.

Ответ: Фазы Луны — это периодическое изменение вида освещенной Солнцем части Луны, видимой с Земли, вызванное ее обращением вокруг нашей планеты.

4. Солнечные и лунные затмения

Затмения происходят, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются на одной прямой.
Солнечное затмение случается в новолуние, когда Луна проходит между Солнцем и Землей, отбрасывая тень на земную поверхность. В области этой тени наблюдатели видят, как диск Луны закрывает собой диск Солнца.
Лунное затмение происходит в полнолуние, когда Земля оказывается между Солнцем и Луной. Земля отбрасывает тень, в которую попадает Луна. В результате лунный диск темнеет, часто приобретая красноватый оттенок из-за преломления солнечных лучей в атмосфере Земли.

Ответ: Затмения — это явления, при которых одно небесное тело заслоняет свет от другого. Солнечное затмение — Луна заслоняет Солнце, лунное затмение — Земля отбрасывает тень на Луну.

5. Видимое движение планет

Планеты Солнечной системы, как и Земля, обращаются вокруг Солнца. С точки зрения земного наблюдателя, они перемещаются по небу на фоне далеких звезд. Обычно планеты движутся с запада на восток (прямое движение). Однако время от времени они как бы замедляют свой ход, останавливаются и начинают двигаться в обратном направлении, с востока на запад (попятное или ретроградное движение), после чего снова возвращаются к прямому движению. Это кажущееся движение является результатом сочетания собственного движения планеты и движения Земли по своим орбитам.

Ответ: Планеты перемещаются по небу, демонстрируя прямое и попятное (ретроградное) движение, что объясняется их орбитальным движением и движением Земли.

6. Метеоры и метеориты

Метеоры, часто называемые «падающими звездами», — это световые явления, возникающие при сгорании в атмосфере Земли небольших космических частиц (метеороидов). Когда Земля на своем пути пересекает рой таких частиц, оставленный, например, кометой, наблюдается метеорный поток (звездопад). Очень яркий метеор называют болидом. Если же космическое тело не сгорает полностью и его остатки достигают поверхности Земли, их называют метеоритами.

Ответ: Метеоры — это вспышки света от сгорания космических частиц в атмосфере; метеориты — это частицы, достигшие поверхности Земли.