Страница 101 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Авторы: Пёрышкин И. М., Иванов А. И.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2023 - 2025
Уровень обучения: базовый
Цвет обложки: белый
ISBN: 978-5-09-103443-1
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Популярные ГДЗ в 7 классе
Cтраница 101
№1 (с. 101)
Условие. №1 (с. 101)

1. Сколько планет движется вокруг Солнца?
Решение. №1 (с. 101)

Решение 2. №1 (с. 101)
Сколько планет движется вокруг Солнца?
Согласно современному научному определению, принятому Международным астрономическим союзом (МАС) в 2006 году, в Солнечной системе насчитывается 8 планет. Все они движутся по эллиптическим орбитам вокруг нашей звезды — Солнца.
Вот список этих планет в порядке их удаления от Солнца:
- Меркурий
- Венера
- Земля
- Марс
- Юпитер
- Сатурн
- Уран
- Нептун
Важно отметить, что до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Однако после уточнения критериев, которым должно соответствовать небесное тело, чтобы называться планетой, Плутон был переклассифицирован.
Современное определение планеты включает три основных критерия:
- Объект должен обращаться по орбите вокруг Солнца.
- Он должен обладать достаточной массой, чтобы его собственная гравитация придала ему почти сферическую форму (находиться в состоянии гидростатического равновесия).
- Он должен расчистить окрестности своей орбиты от других небесных тел.
Плутон не удовлетворяет третьему критерию, так как делит свою орбитальную область с другими объектами пояса Койпера. По этой причине он теперь относится к классу "карликовых планет", наряду с Церерой, Эридой и другими.
Таким образом, официальное число планет, движущихся вокруг Солнца, — восемь.
Ответ: 8 планет.
№2 (с. 101)
Условие. №2 (с. 101)

2. Перечислите планеты земной группы и планеты-гиганты.
Решение. №2 (с. 101)

Решение 2. №2 (с. 101)
Сколько планет движется вокруг Солнца?
Согласно современному определению планеты, принятому Международным астрономическим союзом в 2006 году, в Солнечной системе насчитывается 8 планет. Ранее в число планет входил и Плутон, однако он был переклассифицирован в карликовую планету, так как не удовлетворяет всем критериям (в частности, он не расчистил свою орбиту от других объектов).
Ответ: Вокруг Солнца движется 8 планет.
2. Перечислите планеты земной группы и планеты-гиганты.
Планеты Солнечной системы принято делить на две основные категории по их физическим свойствам и составу.
Планеты земной группы: это четыре ближайшие к Солнцу планеты, обладающие высокой плотностью и твердой поверхностью. В их состав входят преимущественно силикаты и металлическое ядро. К этой группе относятся: Меркурий, Венера, Земля, Марс.
Планеты-гиганты: это четыре внешние планеты, значительно превосходящие планеты земной группы по массе и размерам. Они не имеют твердой поверхности и состоят в основном из газов (водорода и гелия) и льдов. К этой группе относятся: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Ответ: Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
3. Какими силами удерживаются [планеты вокруг Солнца]?
Планеты удерживаются на своих орбитах вокруг Солнца благодаря силе всемирного тяготения, или гравитационной силе. Эта сила представляет собой взаимное притяжение между Солнцем, обладающим огромной массой, и каждой из планет.
Величина этой силы описывается законом всемирного тяготения Исаака Ньютона:
$F = G \frac{M \cdot m}{r^2}$
где $F$ – сила гравитационного притяжения, $G$ – гравитационная постоянная, $M$ – масса Солнца, $m$ – масса планеты, а $r$ – расстояние между их центрами.
Сила тяготения всегда направлена от планеты к центру Солнца и действует как центростремительная сила. Она постоянно изменяет направление движения планеты, заставляя ее двигаться по эллиптической орбите, а не улетать в космическое пространство по прямой линии.
Ответ: Планеты удерживаются на орбитах вокруг Солнца силами всемирного тяготения (гравитационными силами).
№3 (с. 101)
Условие. №3 (с. 101)

3. Какими силами удерживаются спутники на орбитах около планет?
Решение. №3 (с. 101)

Решение 2. №3 (с. 101)
Какими силами удерживаются спутники на орбитах около планет?
Спутники, как естественные (например, Луна), так и искусственные, удерживаются на своих орбитах вокруг планет силой всемирного тяготения (гравитационной силой). Эта сила возникает между планетой и спутником и всегда направлена к центру планеты.
Согласно закону всемирного тяготения Ньютона, величина этой силы описывается формулой:
$F = G \frac{M \cdot m}{r^2}$
где:
- $F$ – сила гравитационного притяжения,
- $G$ – гравитационная постоянная ($ \approx 6.674 \times 10^{-11} \text{ Н} \cdot \text{м}^2/\text{кг}^2 $),
- $M$ – масса планеты,
- $m$ – масса спутника,
- $r$ – расстояние между центрами масс планеты и спутника.
Эта гравитационная сила действует как центростремительная сила. Она постоянно изменяет направление скорости спутника, заставляя его двигаться по криволинейной траектории (орбите) вместо того, чтобы улететь в космос по прямой. Таким образом, именно баланс между скоростью спутника, направленной по касательной к орбите, и постоянным притяжением планеты позволяет ему оставаться на орбите.
Ответ: Спутники на орбитах около планет удерживаются силами всемирного тяготения (гравитационными силами), действующими между спутником и планетой.
4. Какая существует зависимость ...
(Вопрос на изображении представлен не полностью. Предположим, что он звучит так: "Какая существует зависимость между периодом обращения спутника и радиусом его орбиты?")
Эта зависимость описывается обобщенным третьим законом Кеплера. Он гласит, что квадраты периодов обращения спутников вокруг одной и той же планеты относятся как кубы радиусов их орбит (для круговых орбит) или больших полуосей (для эллиптических орбит).
Решение
Выведем эту зависимость для спутника, движущегося по круговой орбите. Гравитационная сила, действующая на спутник, сообщает ему центростремительное ускорение. По второму закону Ньютона:
$F_{гр} = m \cdot a_{ц}$
Подставим формулы для гравитационной силы $F_{гр} = G \frac{M \cdot m}{r^2}$ и центростремительного ускорения $a_{ц} = \frac{v^2}{r}$:
$G \frac{M \cdot m}{r^2} = m \frac{v^2}{r}$
Скорость движения спутника по круговой орбите $v$ можно выразить через период обращения $T$ и радиус орбиты $r$:
$v = \frac{2 \pi r}{T}$
Подставим это выражение для скорости в предыдущее уравнение:
$G \frac{M \cdot m}{r^2} = m \frac{(2 \pi r / T)^2}{r}$
Упростим выражение, сократив массу спутника $m$:
$G \frac{M}{r^2} = \frac{4 \pi^2 r^2}{T^2 r}$
$G \frac{M}{r^2} = \frac{4 \pi^2 r}{T^2}$
Теперь выразим отношение $T^2$ к $r^3$:
$T^2 G M = 4 \pi^2 r^3$
$\frac{T^2}{r^3} = \frac{4 \pi^2}{G M}$
Поскольку $G$ (гравитационная постоянная) и $M$ (масса планеты) являются постоянными величинами, правая часть уравнения — константа для всех спутников данной планеты. Таким образом, $\frac{T^2}{r^3} = \text{const}$.
Ответ: Существует зависимость, согласно которой квадрат периода обращения спутника ($T^2$) прямо пропорционален кубу радиуса его орбиты ($r^3$). Отношение $\frac{T^2}{r^3}$ является постоянной величиной для всех спутников, вращающихся вокруг одной и той же планеты.
№4 (с. 101)
Условие. №4 (с. 101)

4. Какая существует зависимость между массой планеты и силой притяжения?
Решение. №4 (с. 101)

Решение 2. №4 (с. 101)
Какой силой удерживаются спутники на орбитах около планет?
Спутники на орбитах вокруг планет удерживаются силой всемирного тяготения, также известной как гравитационная сила. Эта сила возникает между любыми двумя телами, обладающими массой. В данном случае это сила взаимного притяжения между планетой и спутником. Согласно закону всемирного тяготения, эта сила направлена к центру масс планеты и заставляет спутник постоянно изменять направление своего движения, не давая ему улететь в космос по прямой. Именно эта гравитационная сила выполняет роль центростремительной силы, необходимой для движения тела по криволинейной (в данном случае, эллиптической или круговой) траектории.
Ответ: Спутники на орбитах около планет удерживаются силой всемирного тяготения (гравитационной силой).
4. Какая существует зависимость между массой планеты и силой притяжения?
Зависимость между массой планеты и силой притяжения описывается законом всемирного тяготения Исаака Ньютона. Формула этого закона выглядит следующим образом: $F = G \frac{M \cdot m}{r^2}$ где:
$F$ — сила гравитационного притяжения между планетой и спутником,
$G$ — гравитационная постоянная (приблизительно $6.67 \cdot 10^{-11} \frac{Н \cdot м^2}{кг^2}$),
$M$ — масса планеты,
$m$ — масса спутника,
$r$ — расстояние между центрами масс планеты и спутника.
Из этой формулы видно, что сила притяжения $F$ прямо пропорциональна массе планеты $M$. Это означает, что при увеличении массы планеты в несколько раз, сила притяжения между ней и спутником увеличится во столько же раз (при условии, что масса спутника и расстояние между ними остаются неизменными).
Ответ: Сила притяжения прямо пропорциональна массе планеты. Чем больше масса планеты, тем больше сила притяжения (при прочих равных условиях).
5. Назовите характер...
Вопрос на изображении представлен не полностью. Предположительно, он звучит так: "Назовите характер гравитационного взаимодействия".
Гравитационное взаимодействие, удерживающее спутники на орбитах, имеет следующий характер:
- Это всегда взаимодействие притяжения. Два тела, обладающие массой, всегда притягиваются друг к другу, гравитационное отталкивание не существует.
- Это дальнодействующее взаимодействие. Гравитационная сила действует на любых, даже очень больших, расстояниях, хотя и ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния.
- Это центральная сила. Она всегда направлена вдоль прямой, соединяющей центры масс взаимодействующих тел.
- Это универсальное взаимодействие, так как ему подвержены абсолютно все материальные объекты во Вселенной, обладающие массой.
Ответ: Гравитационное взаимодействие — это всегда притяжение. Оно является дальнодействующим и центральным (направлено по линии, соединяющей центры масс тел).
№5 (с. 101)
Условие. №5 (с. 101)

5. Назовите характерные черты планет земной группы и планет-гигантов.
Решение. №5 (с. 101)

Решение 2. №5 (с. 101)
Характерные черты планет земной группы
Планеты земной группы — это четыре ближайшие к Солнцу планеты Солнечной системы (Меркурий, Венера, Земля, Марс). Их основные отличительные особенности:
- Состав и структура: Они состоят преимущественно из силикатных пород и металлов, имеют твердую поверхность и высокую среднюю плотность. Как правило, у них есть металлическое ядро (в основном железное) и силикатная мантия.
- Размеры и масса: Обладают относительно небольшими размерами и массой по сравнению с планетами-гигантами.
- Атмосфера: Атмосфера у этих планет (если она есть) является вторичной, образовавшейся в результате вулканической активности и падения комет, и она не составляет значительной части массы планеты.
- Вращение: Характеризуются медленным вращением вокруг своей оси (периоды вращения составляют от 24 часов до 243 земных суток).
- Спутники и кольца: У них мало спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры их нет) и отсутствуют кольца.
- Расположение: Находятся во внутренней части Солнечной системы, ближе к Солнцу.
Ответ: Планеты земной группы — это относительно небольшие, плотные тела с твердой поверхностью, состоящие из камня и металла, расположенные во внутренней Солнечной системе, с малым количеством спутников и без колец.
Характерные черты планет-гигантов
Планеты-гиганты — это четыре планеты, расположенные за поясом астероидов (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Их характерные черты:
- Состав и структура: В основном состоят из легких элементов, таких как водород и гелий (газовые гиганты Юпитер и Сатурн) или из воды, аммиака и метана в виде льдов (ледяные гиганты Уран и Нептун). У них нет твердой поверхности, а средняя плотность очень низкая.
- Размеры и масса: Это очень крупные и массивные планеты, на которые приходится более 99% массы всех планет Солнечной системы.
- Атмосфера: Обладают очень мощными, плотными и протяженными атмосферами, составляющими основную часть их массы.
- Вращение: Вращаются очень быстро вокруг своей оси (периоды вращения около 10-17 часов), что приводит к заметному сжатию у полюсов.
- Спутники и кольца: Все планеты-гиганты имеют многочисленные спутники и системы колец.
- Расположение: Находятся во внешней части Солнечной системы, далеко от Солнца.
Ответ: Планеты-гиганты — это огромные, массивные газовые или ледяные шары с низкой плотностью, не имеющие твердой поверхности, расположенные во внешней Солнечной системе, с быстрым вращением, большим количеством спутников и системами колец.
№1 (с. 101)
Условие. №1 (с. 101)

1. При взвешивании тел на Земле, Луне и Марсе пружинные весы показали одно и то же значение. Сравните массы взвешиваемых тел, учитывая, что gа = 9,8 , gм = 3,8 , gл = 1,6 .
Решение. №1 (с. 101)

Решение 2. №1 (с. 101)
1. Дано:
Ускорение свободного падения на Земле: $g_З = 9,8 \frac{м}{с^2}$
Ускорение свободного падения на Марсе: $g_М = 3,8 \frac{м}{с^2}$
Ускорение свободного падения на Луне: $g_Л = 1,6 \frac{м}{с^2}$
Показания весов (вес тел) одинаковы: $P_З = P_М = P_Л$.
Данные уже представлены в системе СИ.
Найти:
Сравнить массы тел $m_З$, $m_М$, $m_Л$.
Решение:
Пружинные весы измеряют вес тела $P$. Вес — это сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие гравитационного притяжения. Он вычисляется по формуле $P = m \cdot g$, где $m$ — масса тела, а $g$ — ускорение свободного падения в месте измерения.
Согласно условию задачи, показания пружинных весов на Земле, Луне и Марсе одинаковы. Это означает, что вес тел во всех трех случаях один и тот же. Обозначим массу тела, взвешиваемого на Земле, как $m_З$, на Марсе — как $m_М$, и на Луне — как $m_Л$. Тогда мы можем записать равенство весов: $P_З = P_М = P_Л$.
Подставим формулу для веса в это равенство:
$m_З \cdot g_З = m_М \cdot g_М = m_Л \cdot g_Л$
Из этого соотношения видно, что для сохранения равенства при разных значениях $g$, массы $m$ также должны быть разными. Выразим массу через вес и ускорение свободного падения: $m = \frac{P}{g}$. Поскольку вес $P$ в нашем случае является постоянной величиной, масса $m$ оказывается обратно пропорциональной ускорению свободного падения $g$.
Сравним заданные значения ускорений свободного падения: $g_З = 9,8 \frac{м}{с^2}$, $g_М = 3,8 \frac{м}{с^2}$, $g_Л = 1,6 \frac{м}{с^2}$.
Очевидно, что $g_З > g_М > g_Л$.
Так как масса обратно пропорциональна ускорению свободного падения, то соотношение для масс будет обратным по отношению к соотношению ускорений:
$m_З < m_М < m_Л$
Это означает, что для получения одинаковых показаний на весах, на Земле (где гравитация самая сильная) нужно тело с наименьшей массой, а на Луне (где гравитация самая слабая) — тело с наибольшей массой.
Ответ: Массы тел, взвешиваемых на Земле ($m_З$), Марсе ($m_М$) и Луне ($m_Л$), соотносятся следующим образом: $m_З < m_М < m_Л$.
№2 (с. 101)
Условие. №2 (с. 101)

2. Как можно на спутнике определить массу тела с помощью рычажных весов и гирь?
Решение. №2 (с. 101)

Решение 2. №2 (с. 101)
2. Решение
На спутнике, движущемся по орбите, тела находятся в состоянии невесомости. Это означает, что их вес — сила, с которой тело действует на опору или подвес, — равен нулю. Рычажные весы работают по принципу сравнения моментов сил, создаваемых весом тел на плечах рычага. Условие равновесия весов на Земле: $M_1 = M_2$, где момент силы $M = P \cdot l = (m \cdot g) \cdot l$. Поскольку в невесомости ускорение свободного падения $g$ эффективно равно нулю, то и вес $P$ также равен нулю. Следовательно, моменты сил с обеих сторон будут равны нулю независимо от масс на чашах, и определить массу таким способом не получится.
Чтобы измерить массу с помощью рычажных весов в этих условиях, необходимо создать искусственную силу, которая будет играть роль силы тяжести. Эта сила должна быть пропорциональна массе тела. Такую силу можно создать, используя инерцию тел, например, поместив весы в центрифугу — на вращающуюся с постоянной угловой скоростью $\omega$ платформу.
При вращении на каждое тело массой $m$, находящееся на расстоянии $r$ от оси вращения, будет действовать центробежная сила инерции, направленная от центра вращения: $F_ц = m \cdot a_ц = m \omega^2 r$.
Эта сила пропорциональна массе $m$ и может заменить силу тяжести. Для проведения измерения весы следует разместить на платформе так, чтобы центробежная сила действовала перпендикулярно коромыслу весов (играла роль "вертикальной" силы). При этом важно, чтобы обе чаши весов находились на одинаковом расстоянии $r$ от оси вращения. В этом случае "ускорение искусственной тяжести" $a_{иск} = \omega^2 r$ будет одинаковым для измеряемого тела и для гирь.
Условие равновесия рычажных весов примет вид: $M_1 = M_2$
$F_{ц1} \cdot l_1 = F_{ц2} \cdot l_2$
$(m_1 \cdot a_{иск}) \cdot l_1 = (m_2 \cdot a_{иск}) \cdot l_2$
Поскольку ускорение $a_{иск}$ одинаково для обеих сторон, оно сокращается, и мы получаем знакомое условие равновесия: $m_1 \cdot l_1 = m_2 \cdot l_2$
Для стандартных равноплечих весов, у которых плечи равны ($l_1 = l_2$), равновесие наступит при равенстве масс: $m_1 = m_2$. Таким образом, подобрав гири, которые уравновесят тело, можно определить его массу.
Ответ: В условиях невесомости на спутнике для определения массы тела с помощью рычажных весов необходимо создать искусственную силу тяжести. Это можно сделать, поместив весы на вращающуюся платформу (в центрифугу). Возникающая центробежная сила инерции $F_ц = m \omega^2 r$ будет пропорциональна массе и сыграет роль веса. Уравновесив на весах исследуемое тело гирями известной массы, можно определить массу тела по тому же принципу, что и на Земле.
№1 (с. 101)
Условие. №1 (с. 101)

1. Изготовьте модель Солнечной системы.
Решение. №1 (с. 101)

Решение 2. №1 (с. 101)
Изготовьте модель Солнечной системы.
Создание модели Солнечной системы — это увлекательный творческий проект, который помогает наглядно представить строение нашей планетной системы. Ниже приведено пошаговое руководство по изготовлению статической 3d-модели (диорамы).
Необходимые материалы:
- Большой лист плотного картона, фанеры или пенопласта для основы.
- Пенопластовые или пластиковые шары разных размеров (для Солнца и планет). В качестве альтернативы можно использовать пластилин или соленое тесто.
- Акриловые краски или гуашь (желтая, оранжевая, красная, синяя, зеленая, белая, коричневая, серая) и кисти.
- Деревянные шпажки или проволока для крепления планет.
- Клей (ПВА или термоклей).
- Черная или темно-синяя краска для фона (космоса).
- Белый или серебристый маркер/краска для изображения звезд и орбит.
- Ножницы, карандаш, циркуль (или нитка с кнопкой).
- (Опционально) Мелкие камешки или фольга для пояса астероидов, вата для комет, блестки для звезд.
Пошаговая инструкция:
Шаг 1: Подготовка основы.
Возьмите лист картона или пенопласта — это будет плоскость нашей модели. Покрасьте его в черный или темно-синий цвет, чтобы имитировать космическое пространство. После высыхания краски можно набрызгать белой краской с помощью старой зубной щетки, чтобы создать эффект далеких звезд.
Шаг 2: Создание небесных тел.
Используя шары разных размеров, создайте Солнце и планеты. Важно соблюдать относительные размеры, чтобы модель была наглядной. Раскрасьте их в соответствующие цвета:
- Солнце: самый большой шар. Раскрасьте его в желтые, оранжевые и красные цвета, создавая эффект раскаленной поверхности.
- Меркурий: самый маленький шарик, серого или темно-коричневого цвета.
- Венера: шарик чуть меньше земного, светло-желтого, бежевого цвета.
- Земля: синий шар с нанесенными поверх зелеными и белыми пятнами (материки и облака).
- Марс: шар красно-оранжевого цвета.
- Юпитер: самый большой из планет, значительно уступающий по размеру Солнцу. Раскрасьте его в светло-коричневые и бежевые полосы, добавьте Большое красное пятно.
- Сатурн: желтовато-белый шар. Главная его особенность — кольца. Их можно вырезать из тонкого картона или пластика и надеть на планету.
- Уран: шар светло-голубого цвета.
- Нептун: шар насыщенного синего цвета.
Шаг 3: Разметка орбит.
На подготовленной черной основе нарисуйте эллиптические орбиты для каждой планеты. Для этого можно использовать циркуль или белый маркер. Орбиты должны располагаться на разном расстоянии от центра, где будет Солнце, в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Можно подписать каждую орбиту.
Шаг 4: Сборка модели.
Приклейте модель Солнца в центр основы. Каждую модель планеты насадите на деревянную шпажку или кусок проволоки. Другой конец шпажки воткните в основу на линии соответствующей орбиты и закрепите с обратной стороны клеем. Длина шпажек может быть разной, чтобы планеты находились на разной высоте. Расположите планеты в разных точках их орбит для большей реалистичности.
Шаг 5: Добавление деталей (по желанию).
Между орбитами Марса и Юпитера можно наклеить мелкие камешки или кусочки фольги, чтобы изобразить пояс астероидов. Также можно добавить спутники рядом с некоторыми планетами (например, Луну рядом с Землей).
Ответ: в результате выполнения данных шагов будет создана наглядная трехмерная модель Солнечной системы, демонстрирующая расположение Солнца, планет и их орбит.
№2 (с. 101)
Условие. №2 (с. 101)

2. Подготовьте доклад (презентацию) о приливах и отливах океана. Обратите внимание на значение периода, с которым происходят приливы и отливы, и зависимость приливов и отливов от фазы Луны.
Решение. №2 (с. 101)

Решение 2. №2 (с. 101)
Приливы и отливы — это периодические колебания уровня Мирового океана, вызванные гравитационным воздействием Луны и, в меньшей степени, Солнца. Явление, при котором уровень воды поднимается, называется приливом, а явление, при котором он опускается, — отливом. Эти колебания являются одним из самых заметных проявлений гравитационных сил в природе.
Причины возникновения приливов и отливов
Основная причина приливов — неоднородность гравитационного поля Луны (и Солнца) в пределах Земли. Согласно закону всемирного тяготения Ньютона, сила притяжения $F$ между двумя телами пропорциональна произведению их масс ($m_1$, $m_2$) и обратно пропорциональна квадрату расстояния ($r$) между ними: $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$ где $G$ — гравитационная постоянная.
Вода на стороне Земли, обращенной к Луне, притягивается ею сильнее, чем центр Земли. Это создает "приливной горб" — область повышенного уровня воды. Одновременно с этим, на противоположной стороне Земли вода притягивается Луной слабее, чем центр Земли. В результате Земля как бы "уходит" из-под этой воды, что приводит к образованию второго приливного горба. Таким образом, на Земле одновременно существуют два прилива в диаметрально противоположных точках.
Солнце также вызывает приливы, но его воздействие слабее. Несмотря на огромную массу Солнца, оно находится гораздо дальше от Земли, чем Луна. Приливная сила зависит не просто от силы тяжести, а от ее изменения с расстоянием (градиента), и убывает пропорционально кубу расстояния ($1/r^3$). Расчет показывает, что приливная сила Солнца составляет примерно 46% от приливной силы Луны.
Ответ: Приливы и отливы возникают из-за гравитационного притяжения Луны и Солнца, которое по-разному действует на разные части Земли. Луна притягивает воду на ближайшей к ней стороне сильнее, а на дальней — слабее, чем центр Земли, создавая два "приливных горба" на противоположных сторонах планеты.
Периодичность приливов и отливов
Из-за вращения Земли вокруг своей оси любая точка на ее поверхности (в океане) проходит через оба приливных горба. Если бы Луна была неподвижна, то период между двумя приливами составлял бы ровно 12 часов. Однако Луна сама обращается вокруг Земли в том же направлении, что и Земля вращается.
Пока Земля совершает один оборот за 24 часа, Луна успевает сместиться по своей орбите. Чтобы "догнать" Луну, Земле требуется дополнительное время. Полный оборот точки на поверхности Земли относительно Луны (так называемые лунные сутки) составляет в среднем 24 часа и 50 минут.
Поскольку за одни лунные сутки наблюдается два прилива и два отлива, то период между последовательными приливами (или отливами) составляет половину лунных суток: $T_{прилива} = \frac{24\text{ ч } 50\text{ мин}}{2} = 12\text{ ч } 25\text{ мин}$ Такой тип приливов называется полусуточным и является наиболее распространенным. Однако из-за особенностей рельефа дна, формы береговой линии и наклона лунной орбиты в некоторых районах могут наблюдаться суточные приливы (один прилив и один отлив в сутки) или смешанные приливы.
Ответ: Приливы и отливы происходят с периодичностью, определяемой вращением Земли и движением Луны по орбите. Наиболее распространенный период между двумя последовательными приливами составляет примерно 12 часов 25 минут, что соответствует половине лунных суток.
Зависимость приливов и отливов от фазы Луны
Амплитуда (высота) приливов зависит от взаимного расположения Земли, Луны и Солнца, что напрямую связано с фазами Луны.
- Сизигийные приливы (Spring Tides): Эти приливы происходят во время новолуния и полнолуния. В эти фазы Земля, Луна и Солнце выстраиваются на одной линии (сизигия). Гравитационные силы Луны и Солнца складываются, вызывая приливные горбы, которые усиливают друг друга. В результате наблюдаются самые высокие приливы ("полная вода") и самые низкие отливы ("малая вода"). Диапазон колебаний уровня воды в эти периоды максимален.
- Квадратурные приливы (Neap Tides): Эти приливы наблюдаются, когда Луна находится в фазах первой и третьей четверти. В это время направления от Земли на Луну и на Солнце образуют прямой угол (квадратура). Приливные силы Солнца действуют перпендикулярно приливным силам Луны, частично их компенсируя. Солнце создает прилив там, где Луна создает отлив. В результате высота приливов уменьшается, а уровень воды при отливах, наоборот, повышается. Диапазон колебаний уровня воды минимален.
Таким образом, высота приливов циклически изменяется в течение лунного месяца (около 29.5 суток), достигая максимума каждые две недели (в новолуние и полнолуние) и минимума также каждые две недели (в первую и третью четверть).
Ответ: Высота приливов и отливов зависит от фазы Луны. Во время новолуния и полнолуния (сизигия), когда Солнце, Земля и Луна находятся на одной линии, их приливные силы складываются, вызывая максимальные, сизигийные приливы. Во время первой и третьей четверти (квадратура), когда Луна и Солнце находятся под прямым углом относительно Земли, их силы действуют вразнобой, что приводит к минимальным, квадратурным приливам.
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.