Номер 2, страница 238 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

2. Соберите дополнительные сведения о каждой планете и обсудите их на заседаниях физического кружка.

Меркурий

Меркурий — ближайшая к Солнцу планета, полная удивительных физических явлений. Из-за отсутствия плотной атмосферы на планете наблюдаются колоссальные перепады температур: от $700 \text{ К}$ ($+427^{\circ}\text{C}$) на дневной стороне до $100 \text{ К}$ ($-173^{\circ}\text{C}$) на ночной. Уникальным является его спин-орбитальный резонанс 3:2: за два оборота вокруг Солнца Меркурий совершает ровно три оборота вокруг своей оси. Это приводит к тому, что солнечные сутки на планете длятся 176 земных суток.

Несмотря на медленное вращение, у Меркурия есть собственное глобальное магнитное поле, хотя его напряженность составляет всего около $1\%$ от земного. Его происхождение до сих пор является предметом научных споров. Самым поразительным фактом является наличие водяного льда в постоянно затененных кратерах у полюсов, где температура никогда не поднимается выше точки замерзания, несмотря на близость к Солнцу.

Ответ: Меркурий демонстрирует, как экстремальные условия порождают уникальные физические феномены, такие как наличие льда в непосредственной близости от Солнца и существование магнитного поля у медленно вращающейся планеты, что ставит перед учеными интересные задачи для изучения.

Венера

Венеру часто называют «злым близнецом» Земли из-за схожих размеров и массы. Однако её условия кардинально отличаются. Планета окутана плотной атмосферой, состоящей на $96.5\%$ из углекислого газа, что создает мощнейший парниковый эффект. Температура на поверхности постоянна и составляет около $735 \text{ К}$ ($+462^{\circ}\text{C}$), что делает Венеру самой горячей планетой Солнечной системы. Атмосферное давление у поверхности достигает $92$ земных атмосфер ($P \approx 9.3 \text{ МПа}$), что эквивалентно давлению на глубине 900 метров в океане.

Венера вращается в обратную сторону (ретроградное вращение) по сравнению с большинством планет, и делает это крайне медленно: венерианские сутки (243 земных дня) длиннее венерианского года (225 земных дней). Верхние слои облаков, состоящих из капель серной кислоты, вращаются вокруг планеты со скоростью до $360 \text{ км/ч}$, создавая феномен «суперротации» атмосферы.

Ответ: Венера служит наглядным примером необратимого парникового эффекта и его катастрофических последствий для климата планеты. Её уникальная динамика атмосферы и ретроградное вращение являются ключевыми темами для обсуждения в области планетарной физики.

Земля

Земля — единственная известная нам планета, на которой существует жизнь. Её уникальность обусловлена сочетанием нескольких ключевых факторов. Наличие жидкой воды на поверхности, покрывающей около $71\%$ планеты, является критически важным для биологических процессов. Атмосфера, состоящая преимущественно из азота ($78\%$) и кислорода ($21\%$), защищает жизнь от жесткого космического излучения и обеспечивает дыхание.

Земля — единственная планета в Солнечной системе с активной тектоникой плит. Движение литосферных плит приводит к вулканизму, землетрясениям и формированию гор, а также участвует в глобальном углеродном цикле, регулирующем климат. Мощное магнитное поле, генерируемое жидким внешним ядром, создает магнитосферу, которая отклоняет частицы солнечного ветра, защищая атмосферу от распыления в космос.

Ответ: Земля является уникальной системой, где геологические, атмосферные и биологические процессы тесно взаимосвязаны. Изучение этих связей помогает понять условия, необходимые для возникновения и поддержания жизни, а также оценить хрупкость земной экосистемы.

Марс

Марс, или «Красная планета», получил своё прозвище из-за оксида железа, покрывающего его поверхность. Сегодня это холодный и сухой мир с разреженной атмосферой, но многочисленные данные свидетельствуют о том, что в прошлом климат Марса был более теплым и влажным. На поверхности обнаружены высохшие русла рек, дельты и озерные отложения, указывающие на существование жидкой воды миллиарды лет назад. Полярные шапки состоят из водяного льда и замерзшего углекислого газа.

Рельеф Марса поражает своими масштабами. Здесь находится гора Олимп (Olympus Mons) — самый высокий вулкан в Солнечной системе, его высота составляет около $22 \text{ км}$. Также на Марсе расположен гигантский каньон — Долины Маринер (Valles Marineris), который простирается на $4000 \text{ км}$ в длину и достигает $7 \text{ км}$ в глубину. Современные марсоходы, такие как Curiosity и Perseverance, изучают геологию и ищут признаки древней жизни.

Ответ: Марс представляет собой естественную лабораторию для изучения эволюции планетного климата. Вопрос о том, существовала ли на Марсе жизнь и может ли она существовать сейчас под поверхностью, является одной из главных движущих сил современных космических исследований.

Юпитер

Юпитер — газовый гигант и самая большая планета Солнечной системы. Его масса в 2.5 раза превышает массу всех остальных планет вместе взятых ($M_Ю \approx 1.9 \times 10^{27} \text{ кг}$). Он состоит в основном из водорода и гелия. Самая известная деталь его атмосферы — Большое Красное Пятно, гигантский ураган-антициклон, который наблюдается уже более 300 лет и по размерам превосходит Землю.

Планета вращается очень быстро, совершая оборот вокруг оси менее чем за 10 часов. Такое быстрое вращение порождает мощные ветры и формирует видимые полосы облаков. Юпитер обладает самым мощным магнитным полем среди планет, которое создает интенсивные полярные сияния и радиационные пояса. У Юпитера насчитывается не менее 95 спутников, среди которых выделяются четыре Галилеевых спутника: вулканическая Ио, ледяная Европа с подповерхностным океаном, гигантский Ганимед (крупнейший спутник в Солнечной системе) и древняя Каллисто.

Ответ: Юпитер — это модель «солнечной системы в миниатюре». Изучение его динамичной атмосферы, мощной магнитосферы и разнообразных спутников, особенно Европы с её потенциально обитаемым океаном, открывает новые горизонты в понимании формирования планетных систем.

Сатурн

Сатурн знаменит своей великолепной системой колец, которые делают его одним из самых красивых объектов в космосе. Кольца состоят из миллиардов частиц льда и камня размером от пылинок до небольших валунов. Сатурн — второй по величине газовый гигант, но его плотность самая низкая среди всех планет: $\rho \approx 687 \text{ кг/м}^3$, что меньше плотности воды.

Одной из загадок Сатурна является гигантский шестиугольный шторм на его северном полюсе, каждая сторона которого длиннее диаметра Земли. У Сатурна более 140 спутников, два из которых представляют особый интерес. Титан — единственный спутник с плотной атмосферой, состоящей в основном из азота, и с реками и озерами из жидкого метана и этана на поверхности. Энцелад — ледяной спутник, из южного полюса которого бьют мощные гейзеры, выбрасывающие в космос частицы водяного льда из подповерхностного соленого океана.

Ответ: Сатурн и его система — это не только эстетически впечатляющее зрелище, но и объект для изучения физики колец и поиска внеземной жизни в необычных условиях, как, например, в метановых озерах Титана или подледном океане Энцелада.

Уран

Уран — ледяной гигант, чья атмосфера состоит из водорода, гелия и метана, который поглощает красный свет и придает планете характерный голубовато-зеленый оттенок. Главная особенность Урана — экстремальный наклон оси вращения, составляющий около $98^{\circ}$. Планета фактически «лежит на боку» и катится по своей орбите, что приводит к очень необычной смене сезонов: каждый полюс в течение 42 лет находится то под прямыми лучами Солнца, то в полной темноте.

Уран является самой холодной планетой в Солнечной системе. Минимальная зафиксированная температура в его атмосфере составляет всего $49 \text{ К}$ ($-224^{\circ}\text{C}$), что даже холоднее, чем на более далеком Нептуне. Причина этого «аномального холода» до конца не ясна. У планеты есть слабая система из 13 колец и 27 известных спутников.

Ответ: Уран ставит перед астрофизиками фундаментальные вопросы: что привело к его аномальному наклону оси вращения и почему он излучает так мало внутреннего тепла по сравнению с другими газовыми гигантами? Ответы на эти вопросы могут изменить наше понимание формирования и эволюции планет.

Нептун

Нептун — самый далекий от Солнца ледяной гигант, открытый благодаря математическим расчетам, а не прямым наблюдениям. Его атмосфера, как и у Урана, содержит метан, придающий планете насыщенный синий цвет. Нептун известен самой динамичной и бурной погодой в Солнечной системе: скорость ветров в его атмосфере может достигать $2100 \text{ км/ч}$. На планете периодически появляются и исчезают гигантские штормы, такие как Большое Темное Пятно, наблюдавшееся аппаратом «Вояджер-2».

У Нептуна есть 14 известных спутников. Самый крупный из них, Тритон, уникален своим ретроградным движением по орбите, что указывает на его захват гравитацией Нептуна из пояса Койпера. Тритон — геологически активный мир с температурой поверхности около $38 \text{ К}$ ($-235^{\circ}\text{C}$), на котором действуют криовулканы, извергающие замерзший азот.

Ответ: Нептун является примером ледяного мира с экстремально активной атмосферой. Его существование и свойства подтвердили предсказательную силу небесной механики, а его спутник Тритон показывает, что геологическая активность возможна даже в самых холодных уголках Солнечной системы.