АСТРОФИЗИКА ПЛАНЕТ - 11 класс

Интеграция предметов: физика — астрономия.

Пояснительная записка:

1. Класс делится на 7 творческих групп по 4 человека в каждой.

2. Каждой группе предлагается карточка, в которой 2 задания с одной творческой задачей.

3. Ребята в течение 10 минут коллективно (группой) решают задачу, а затем идет устный зачет данной задачи.

4. Группа получает зачет, если задача будет правильно разрешена.

5. При выступлении одной группы другие группы являются оппонентами и могут задать любой вопрос, касающийся этой задачи.

6. На дом группам предлагается второе задание карточки.

Ход урока

Карточка № 1

1) Во сколько раз продолжительность года на Венере меньше, чем продолжительность года на Нептуне?

2) Выписать физические данные Нептуна и определить его синодический период обращения в сутках.

Ответ. Год — это период обращения планеты вокруг Солнца относительно звезд. Период обращения Венеры вокруг Солнца ≈ 225 суток, а Нептуна ≈ 164,8 лет.

164,8 лет — это 60152 суток, тогда На Венере продолжительность года меньше, чем на Нептуне в ≈ 267 раз.

Карточка № 2

1) За какое время свет проходит расстояние между Юпитером и Ураном в противостоянии?

2) Выписать физические данные об Уране и определить его синодический период обращения в сутках.

Ответ. Расстояние от Солнца до Юпитера 778 млн. км, а от Солнца до Урана 2869 млн. км. Тогда расстояние между этими планетами будет:

Скорость света в вакууме равна 300000 км/с, тогда:

Свет между Юпитером и Ураном проходит 2 часа.

Карточка № 3

1) Во сколько раз длина экватора Земли больше длины экватора Плутона?

2) Выпишите физические данные Плутона и определите ею синодический период обращения в сутках.

Ответ. Диаметр Земли равен 12 740 км, тогда длина экватора будет Диаметр Плутона 2800 км, а длина экватора будет: Тогда:

Длина экватора земного шара больше длины экватора Плутона в 4,6 раза.

Карточка № 4

1) Во сколько раз отличаются линейные скорости точек, лежащих на экваторах Сатурна и Марса?

2) Выписать физические данные о Сатурне и определить его синодический период обращения в сутках.

Ответ. Линейная скорость экваториальных точек планеты равна: Период обращения Сатурна 10 ч 14 мин, а Марса 23 ч 37 мин, а диаметры этих планет соответственно 120 800 км и 6 772 км, тогда:

Сатурн вращается вокруг своей оси в 41 раз быстрее Марса.

Карточка № 5

1) Какова средняя плотность Меркурия? Сравнить полученный результат с таблицей.

2) Выписать физические данные Меркурия и определить его синодический период в сутках.

Ответ. Плотность равна:

Масса Меркурия: 3,26 · 10²³ кг, тогда

Плотность Меркурия примерно 5,4 · 10³ кг/м³.

Карточка № 6

1) Каково ускорение свободного падения на поверхности Юпитера?

2) Выписать физические данные Юпитера и определить синодический период обращения данной планеты в сутках.

Ответ. Ускорение свободного падения на поверхности планеты определим по формуле: где G — гравитационная постоянная. G = 6,67 · 10¹¹ нм²/кг².

Масса Юпитера составляет 318 М или ≈ 1,9 · 10²⁷ кг, а радиус Юпитера 71400 км = 71,4 · 10⁶ м. Тогда

Ускорение свободного падения на Юпитере примерно 25 м/с².

Карточка № 7

1) Какова первая космическая скорость на Марсе?

2) Выписать физические данные Марса и рассчитать его синодический период в сутках.

Ответ. Формула первой космической скорости из физики равна:

Масса Марса составляет ≈ 0,11 М или 6,43 · 10²³ кг, а радиус Марса ≈ 3400 км = 34 · 10⁵ м. Тогда ускорение свободного падения на Марсе будет:

Тогда первая космическая скорость на Марсе составляет:

Первая космическая скорость на Марсе 3,5 км/с.

Учитель. Ребята, сегодня на уроке вы, используя физические формулы и таблицы астрономии, сумели рассчитать некоторые характеристики для планет нашей Солнечной системы. Интегрируя знания физики и астрономии, вы творчески подошли к разрешению тех задач, которые стояли перед вами.

Таблица для контроля

	Меркурий	Венера	Марс	Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун	Плутон
Среднее расстояние от Солнца	58 млн. км	108 млн. км	228 млн. км	778 млн. км	1427 млн. км	2869 млн. км	4498 млн. км	5900 млн. км
Звездный период обращения	88 суток	225 суток	365 суток	12 лет	29 лет	84 года	164,8 лет	248 лет
Масса	3,26 · 1023 кг	4,88 · 1024 кг	6,43 · 1023 кг	1,9 · 1027 кг	5,69 · 1026 кг	8,69 · 1025 кг	1,04 · 1026 кг
Средняя плотность	5490 кг/м3	5258 кг/м3	3940 кг/м3	1350 кг/м3	720 кг/м3	1090 кг/м3	1630 кг/м3
Экваториальный диаметр	4874 км	12 112 км	6772 км	142 800 км	120 800 км	49600 км	49 000 км	2800 км
Средняя скорость движения по орбите	48 км/с	35 км/с	24 км/с	13 км/с	10 км/с	7 км/с	6 км/с	4,8 км/с
Период осевого вращения	58,65 суток	243 суток	23 ч 37 мин.	9 ч. 50 мин	10 ч 14 мин.	10 ч 40 мин.	15,8 ч	6,4 суток
Синодический период обращения	116 суток	584 суток	780 суток	399 суток	378 суток	370 суток	368 суток