Global EE

Механика — Задание 18 ОГЭ по физике №00007289

Задание №18. Текстовая Качественная Задача

Механика

№2. Задание 18

ID: 00007289

О форме и размерах Земли люди имели достаточно реальные представления ещё до начала нашей эры. Так, древнегреческий философ Аристотель (384- 322 до н. э.) полагал, что Земля имеет шарообразную форму, а в качестве доказательства приводил округлость формы земной тени во время лунных затмений, поскольку только шар при освещении с любой стороны всегда даёт круглую тень. B 1672 году один французский астроном установил, что если точные маятниковые часы перевезти из Парижа в Кайенну (в Южную Америку вблизи экватора), то они начинают отставать на 2,5 минуты в сутки. Ньютон объяснил это тем, что на экваторе поверхность Земли находится дальше от её центра, чем в Париже. В 1735 году Французская академия наук снарядила одну экспедицию к экватору, другую к Северному полярному кругу. Южная экспедиция проводила измерения в Перу. Северная экспедиция работала в Лапландии (так до начала XХ в. называлась северная часть Скандинавского и западная часть Кольского полуостровов). Для измерения была выбрана дуга меридиана длиной около 3°. После сравнения результатов работы экспедиций выяснилось, что гипотеза Ньютона о форме Земли верна. В наше время искусственные спутники Земли позволяют определить величину силы тяжести в разных местах над поверхностью земного шара с такой точностью, которой нельзя было достигнуть никаким другим способом. Это, в свою очередь, позволит внести дальнейшее уточнение в наши знания о размерах и форме Земли. Согласно современным данным из-за вращения вокруг своей оси Земля немного сжата вдоль оси вращения. Полярный радиус Земли короче экваториального почти на 21 км, т. е. короче всего на 1/300 экваториального радиуса. Форма Земли, таким образом, очень мало отличается от шара.

В таблице представлены некоторые характеристики планет Солнечной системы.

Планета

Средняя скорость орбитального движения, км/с

Средняя плотность, г/см³

$\dfrac{R_{\text{экватор}}-R_{\text{поляр}}}{R_{\text{экват}}}$

Период вращения вокруг оси, дней

Масса, $10^{24}$ кг

Меркурий

47,9

5,43

0

58,6

0,33022

Венера

35,0

5,24

0

243,0

4,8690

Земля

29,8

5,515

0,003354

1,0

5,9742

Марс

24,1

3,94

0,006476

1,03

0,64191

Юпитер

13,1

1,33

0,064874

0,41

1898,8

Сатурн

9,6

1,70

0,097622

0,44

568,50

Уран

6,8

1,3

0,022927

0,72

86,625

Нептун

5,4

1,7

0,017081

0,67

102,78

Планеты какой группы (планеты земной группы или планеты-гиганты) имеют наиболее сжатую у полюсов форму? С чем это может быть связано? Ответ поясните данными из таблицы.



Источник: ФИПИ

Решение

Из таблицы видно, что коэффициент сжатия $(R_\text{экв} - R_\text{пол})/R_\text{экв}$ у планет-гигантов значительно больше, чем у планет земной группы: Сатурн — $0{,}09$, Юпитер — $0{,}06$, тогда как Земля — $0{,}003$, Марс — $0{,}005$, Венера и Меркурий — близки к нулю. Следовательно, планеты-гиганты имеют наиболее сжатую форму. Это связано с двумя факторами: 1) планеты-гиганты вращаются значительно быстрее вокруг своей оси (период вращения Юпитера $\approx 10$ ч, Сатурна $\approx 10{,}5$ ч против $\approx 24$ ч у Земли); 2) они состоят преимущественно из газа и жидкости, что позволяет центробежным силам при быстром вращении сильнее деформировать форму — экваториальный радиус увеличивается, полярный уменьшается.

Ответ

Планеты-гиганты

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)