Задание 4, страница 237 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 4

Опишите движение Солнца в день весеннего равноденствия для наблюдателей, находящихся на северном полюсе, на экваторе и на средней широте.

На северном полюсе

В день весеннего равноденствия Солнце имеет склонение, близкое к нулю ($ \delta \approx 0^\circ $). Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе (географическая широта $ \phi = 90^\circ $), небесный экватор совпадает с линией математического горизонта. Поскольку Солнце в этот день движется вдоль небесного экватора, для наблюдателя на полюсе оно будет двигаться вдоль линии горизонта. Солнце совершит полный оборот за 24 часа, не поднимаясь и не опускаясь. Этот день является началом полярного дня, который продлится полгода. Из-за атмосферной рефракции наблюдатель будет видеть солнечный диск чуть выше линии истинного горизонта.

Ответ: Солнце движется по кругу строго по линии горизонта в течение всех 24 часов.

На экваторе

Для наблюдателя на экваторе (географическая широта $ \phi = 0^\circ $) небесный экватор представляет собой дугу, проходящую с востока на запад через зенит (точка прямо над головой). В день весеннего равноденствия Солнце, находясь на небесном экваторе, восходит строго на востоке. Затем оно движется по небу вертикально вверх, достигая в полдень зенита, то есть его высота над горизонтом составляет $90^\circ$. После полудня Солнце начинает опускаться и заходит строго на западе. Продолжительность светового дня равна ровно 12 часам.

Ответ: Солнце восходит строго на востоке, в полдень проходит через зенит (точка прямо над головой) и заходит строго на западе.

На средней широте

Для наблюдателя в средних широтах Северного полушария (широта $ \phi > 0^\circ $) в день весеннего равноденствия Солнце восходит точно на востоке и заходит точно на западе. Продолжительность дня и ночи практически одинакова и составляет примерно 12 часов. В течение дня Солнце движется по дуге через южную часть небосвода. В полдень оно достигает своей максимальной высоты над горизонтом на юге. Эту высоту ($h_{max}$) можно рассчитать по формуле: $h_{max} = 90^\circ - \phi$, где $ \phi $ — широта места наблюдения. Например, для Москвы с широтой около $56^\circ$ максимальная высота Солнца составит $90^\circ - 56^\circ = 34^\circ$.

Ответ: Солнце восходит на востоке, описывает дугу на южной стороне неба, достигая в полдень максимальной высоты $h_{max} = 90^\circ - \phi$, и заходит на западе.