Номер 3, страница 274 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 10. Строение Вселенной. Элементы научной картины мира. Параграф 54. Солнце — одна из звёзд нашей Галактики. Вопросы - номер 3, страница 274.

Условие.

3. Используя таблицу 20, охарактеризуйте движение Солнечной системы по следующим параметрам:

а) система отсчёта;

б) скорость движения вокруг центра Галактики;

в) период обращения вокруг центра Галактики.

Решение.

Поскольку таблица 20 не предоставлена, для ответа будут использованы общепринятые астрономические данные.

а) система отсчёта

Движение Солнечной системы в Галактике рассматривается относительно её центра. Телом отсчёта в данном случае является центр Галактики Млечный Путь, который условно принимается за неподвижный. Такая система отсчёта называется галактической. Она является неинерциальной, так как вся Галактика тоже движется в пространстве.

Ответ: Галактическая система отсчёта, связанная с центром Галактики Млечный Путь.

б) скорость движения вокруг центра Галактики

Солнечная система вместе с Солнцем движется по почти круговой орбите вокруг центра Галактики. Различные измерения дают несколько отличающиеся значения, но в среднем эта скорость составляет около 230 км/с.

Ответ: Средняя скорость движения Солнечной системы вокруг центра Галактики составляет примерно $v \approx 230$ км/с.

в) период обращения вокруг центра Галактики

Период обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики (также называемый галактическим годом) можно рассчитать, зная скорость её движения и расстояние до центра Галактики.
Дано:

Средняя скорость движения Солнечной системы: $v \approx 230$ км/с
Расстояние от Солнца до центра Галактики: $R \approx 27000$ световых лет
1 световой год $\approx 9.461 \times 10^{15}$ м
1 год $\approx 3.154 \times 10^7$ с

Перевод в систему СИ:
$v = 230 \text{ км/с} = 2.3 \times 10^5$ м/с
$R = 27000 \text{ св. лет} \times 9.461 \times 10^{15} \frac{\text{м}}{\text{св. год}} \approx 2.55 \times 10^{20}$ м

Найти:

Период обращения $\text{T}$.

Решение

Будем считать орбиту Солнечной системы круговой. Длина такой орбиты (длина окружности) вычисляется по формуле $L = 2 \pi R$.
Период обращения — это время, за которое тело совершает один полный оборот. Его можно найти как отношение длины орбиты к скорости движения:
$T = \frac{L}{v} = \frac{2 \pi R}{v}$
Подставим числовые значения в системе СИ:
$T = \frac{2 \times 3.14159 \times 2.55 \times 10^{20} \text{ м}}{2.3 \times 10^5 \text{ м/с}} \approx 6.96 \times 10^{15}$ с
Для наглядности переведём полученное значение из секунд в годы:
$T = \frac{6.96 \times 10^{15} \text{ с}}{3.154 \times 10^7 \text{ с/год}} \approx 2.21 \times 10^8$ лет
Таким образом, период обращения составляет примерно 221 миллион лет. В различных источниках это значение варьируется в пределах от 220 до 250 миллионов лет в связи с постоянным уточнением исходных данных (скорости и расстояния).

Ответ: Период обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики составляет примерно 220–250 миллионов лет.