Задание 2, страница 236 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 2

Луна, являясь спутником Земли, вращается вокруг Солнца, Земли и вокруг своей оси.

Обсудите и предложите способ исчисления продолжительности года и суток на Луне.

Способ исчисления продолжительности года на Луне

По определению, год — это период времени, за который планета или другое небесное тело совершает один полный оборот вокруг своей звезды. Луна является спутником Земли и движется вокруг Солнца вместе с ней. Система Земля-Луна обращается вокруг Солнца как единое целое. Поэтому время, за которое Луна совершает один оборот вокруг Солнца, практически равно времени, за которое это делает Земля.

Таким образом, для исчисления продолжительности года на Луне необходимо измерить период обращения системы Земля-Луна вокруг Солнца. Этот период является земным годом.

Ответ: Продолжительность года на Луне равна продолжительности земного года и составляет примерно 365,25 земных суток.

Способ исчисления продолжительности суток на Луне

При определении продолжительности суток следует различать два понятия: сидерические (звёздные) сутки и солнечные сутки.

Сидерические сутки — это период полного оборота небесного тела вокруг своей оси относительно далёких звёзд. Луна находится в синхронном вращении с Землёй, что означает, что период её вращения вокруг своей оси равен периоду её обращения вокруг Земли. Этот период называется сидерическим месяцем и составляет примерно 27,3 земных суток.

Солнечные сутки — это промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными кульминациями Солнца (например, от одного полудня до следующего). Это и есть привычное нам понятие суток, определяющее смену дня и ночи. Для наблюдателя на Луне солнечные сутки будут длиться дольше сидерических. Это связано с тем, что пока Луна совершает оборот вокруг Земли, сама система Земля-Луна смещается по своей орбите вокруг Солнца. Чтобы Солнце вернулось в ту же точку на лунном небе, Луне необходимо повернуться на дополнительный угол. Этот период равен синодическому месяцу — времени смены полных лунных фаз (например, от новолуния до новолуния).

Продолжительность синодического месяца ($T_{син}$) можно вычислить, зная сидерический период обращения Луны ($T_{сид}$) и период обращения Земли вокруг Солнца ($T_{Земля}$):

$ \frac{1}{T_{син}} = \frac{1}{T_{сид}} - \frac{1}{T_{Земля}} $

Подставив значения ($T_{сид} \approx 27,3$ суток, $T_{Земля} \approx 365,25$ суток), мы получим $T_{син} \approx 29,5$ земных суток. Это означает, что световой день на Луне длится около 14,75 земных суток, и ночь длится столько же.

Ответ: Продолжительность солнечных суток на Луне (полный цикл дня и ночи) равна синодическому месяцу и составляет примерно 29,5 земных суток. Продолжительность сидерических суток равна сидерическому месяцу и составляет около 27,3 земных суток.