Номер 1, страница 63 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Используя ПКЗН, определите:

1) высоту и азимут звезд Большой Медведицы 10 октября в 21:00;

2) экваториальные и горизонтальные координаты Солнца 10 октября в 14:00.

Для решения задачи используется подвижная карта звездного неба (ПКЗН). Горизонтальные координаты (высота и азимут) зависят от широты места наблюдения. В данном решении принята широта, характерная для центральной России (например, широта Москвы), примерно $ \phi = 56^\circ $ северной широты, так как большинство ПКЗН рассчитаны на эти широты.

1) высоту и азимут звезд Большой Медведицы 10 октября в 21:00

Дано:

Созвездие: Большая Медведица
Дата: 10 октября
Время: 21:00 (местное)
Широта места наблюдения: $ \phi \approx 56^\circ $ с.ш.

Найти:

Высоту $h$ и азимут $A$ звезд Большой Медведицы.

Решение:

Для определения горизонтальных координат звезд с помощью ПКЗН необходимо выполнить следующие действия:

1. Совместить накладной круг (с вырезом для горизонта) со звездной картой. Для этого нужно повернуть круг так, чтобы отметка времени «21:00» на его краю совпала с отметкой даты «10 октября» на лимбе дат, расположенном по краю карты.

2. Найти на звездной карте созвездие Большой Медведицы, в частности, его узнаваемый астеризм — Большой Ковш.

3. Посмотреть, где в окне накладного круга оказалось созвездие. В указанное время Большая Медведица будет видна в северной части неба, низко над горизонтом. Это её положение вблизи нижней кульминации.

4. Определить примерные координаты по сетке накладного круга. Высота $h$ (угловое расстояние от линии горизонта) и азимут $A$ (угол вдоль горизонта от точки севера N на восток E) для разных звезд созвездия будут различаться.

• Звезды «ручки» ковша (такие как Алькаид, Мицар) будут находиться в северо-западной части неба. Азимут для них будет в районе $310^\circ - 330^\circ$, а высота — $15^\circ - 20^\circ$.

• Звезды «чаши» ковша (такие как Дубхе, Мерак) будут расположены ближе к северу. Азимут для них будет около $340^\circ - 350^\circ$, а высота — $20^\circ - 30^\circ$.

Таким образом, всё созвездие располагается в северном секторе неба на высотах от $15^\circ$ до $30^\circ$.

Ответ: 10 октября в 21:00 на широте $56^\circ$ с.ш. звезды Большой Медведицы находятся в северной части неба, низко над горизонтом. Высота звезд ковша составляет от $15^\circ$ до $30^\circ$, азимут — от $310^\circ$ (северо-запад) до $350^\circ$ (почти север).

2) экваториальные и горизонтальные координаты Солнца 10 октября в 14:00

Дано:

Объект: Солнце
Дата: 10 октября
Время: 14:00 (местное)
Широта места наблюдения: $ \phi \approx 56^\circ $ с.ш.

Найти:

Экваториальные координаты: прямое восхождение $ \alpha $ и склонение $ \delta $.
Горизонтальные координаты: высота $h$ и азимут $A$.

Решение:

Задача решается в два этапа: сначала определяются экваториальные координаты (не зависящие от времени суток и места), а затем — горизонтальные.

Определение экваториальных координат ($ \alpha, \delta $):

1. Экваториальные координаты Солнца зависят только от его положения на эклиптике, которое определяется датой. На звездной карте ПКЗН находим линию эклиптики (пунктирная или сплошная линия, пересекающая небесный экватор).

2. Вдоль эклиптики нанесены деления с датами. Находим отметку, соответствующую 10 октября. В этот день Солнце находится в созвездии Девы.

3. С помощью координатной сетки звездной карты (линий прямого восхождения и склонения) определяем координаты этой точки. • Прямое восхождение $ \alpha $ считывается по радиальным линиям, размеченным в часах. Для 10 октября оно составит примерно $ \alpha \approx 13ч\, 05м$. • Склонение $ \delta $ считывается по концентрическим окружностям, размеченным в градусах. Солнце находится к югу от небесного экватора, поэтому его склонение отрицательно: $ \delta \approx -6^\circ 45' $.

Определение горизонтальных координат ($h, A$):

1. Для определения горизонтальных координат на 14:00 совмещаем накладной круг с картой так, чтобы отметка «14:00» на круге совпала с датой «10 октября» на карте.

2. Находим положение Солнца (найденная ранее точка на эклиптике) внутри видимой области (выреза) накладного круга.

3. По сетке накладного круга определяем высоту и азимут. • Высота $h$ определяется по концентрическим окружностям (альмукантаратам). Солнце будет находиться на высоте примерно $h \approx 23^\circ$ над горизонтом. • Азимут $A$ определяется по радиальным линиям, идущим от зенита к горизонту. Время 14:00 — после полудня, поэтому Солнце уже прошло точку юга (азимут $180^\circ$) и находится в юго-западной части неба. Его азимут составит примерно $A \approx 213^\circ$ (при отсчете от точки севера на восток).

Ответ: 10 октября в 14:00 на широте $56^\circ$ с.ш. координаты Солнца составляют:
• Экваториальные: прямое восхождение $ \alpha \approx 13ч\, 05м $, склонение $ \delta \approx -6^\circ 45' $.
• Горизонтальные: высота $h \approx 23^\circ$, азимут $A \approx 213^\circ$.