14. На орбітальній станції космонавти вирішили зустріти Новий рік вечерею при свічках. Скільки часу буде горіти на станції свічка, якщо на Землі вона згоряє за 3 години?

Розв’язання:

На жаль, із новорічною вечерею при свічках в екіпажу орбітальної станції нічого не вийде. Для горіння свічки потрібен оксиген, тому в повітрі, яке безпосередньо оточує полум’я свічки, його вміст швидко зменшиться. Але це ж полум’я нагріває повітря. Нагріте повітря розширюється, стає легшим і піднімається вгору. На його місце надходе холодне повітря, збагачене оксигеном, що в цьому разі є найважливішим. І свічка продовжує горіти. Явище піднімання нагрітого повітря вгору зветься конвекцією. Вона виникає тоді, коли виштовхувальна сила Архімеда стає більшою від ваги нагрітого повітря. А на орбітальній станції в умовах невагомості конвекція не виникатиме, і свічка швидко згасне.

Узагалі, відсутність конвекції в газі або рідині у невагомості – це суттєва особливість умов на борту космічного апарата.

15. Період обертання навколо Сонця найбільш короткоперіодичної комети Енке складає близько 3,3 року. Чому ж умови її видимості повторюються з характерним періодом в 10 років?

Розв’язок. 

За десять років комета Енке здійснює 3 оберти, а Земля 10 обертів, тому через цей проміжок часу повторюється їх просторове взаємне розташування та конфігурації, а значить і умови видимості.

16. Ви знаходитесь на 60-й паралелі. Сьогодні зоря зійшла о 16h і зайшла о 23h. Куди вам треба переміститися завтра, щоб спостерігати схід і захід зорі в той же час?

Розв’язок. 

В одному й тому ж географічному пункті кожної наступної доби схід, кульмінація і захід зорі настають приблизно на 4^m (в середньому 3^m56^s) раніше, ніж попередньої – саме настільки зоряна доба коротша за сонячну. Разом з тим, на географічному меридіані, що знаходиться східніше даного пункту на 4^m або 1⁰ по довготі схід/захід тієї ж зорі в той же день настає на на 4^m раніше. Тому перемістившись на цей меридіан, наступної доби можна спостерігати схід і захід зорі в той же час, тобто о 16^h / 23^h відповідно. Мінімальна віддаль переміщення – 55,5 км вздовж географічної паралелі (111км х Cos60⁰ = 55,5км).

17. Яка тривалість дня на місячному екваторі? Чи завжди вона однакова? Дайте пояснення відповіді.

Розв’язок. 

Сонячна доба на Місяці триває близько 29,53^d (синодичний період, через який повторюються конфігурації Місяця і умови освітленості його Сонцем – фази). На екваторі день триває півдоби, тобто 14,77^d . Проте наявність нерівномірностей у русі Місяця та Землі по еліптичних орбітах, а також постійна зміна просторової орієнтації цих орбіт дещо змінює тривалість сонячного дня навіть на екваторі Місяця.

18. Через які проміжки часу повторюються морські припливи в одному й тому ж пункті? Подайте детальне обґрунтування відповіді.

Розв’язок. 

Припливи – періодичні коливання рівня моря або твердої земної поверхні, - обумовлені притяганням Місяця (основний фактор) і Сонця. Максимальних значень припливне прискорення досягає в моменти верхньої та нижньої кульмінацій Місяця. Неважко показати, що верхні кульмінації повторюються в середньому через 24^h52^m (“додаткові” 52^m необхідні Землі, щоб повернутися на 13,2⁰, на які за час від попередньої кульмінації зміщується Місяць серед зір на схід). Отже, між верхньою та нижньою кульмінаціями проходить в середньому 12^h26^m . Хоча моменти найбільшої висоти припливного горба відстають на деякий час (так звана прикладна година) від моментів кульмінацій, в конкретному пункті проміжки між припливами близькі до 12^h26^m .