Каталог / Задача 6.10 / 7.10 / 8.10 / 9.10 / 10.10
542 задач
ВСОШ Региональный 1996 6–10 класс теоретическая #небесная механика#фотометрия и звёздные величины ID 2060

№ 6.10 / 7.10 / 8.10 / 9.10 / 10.10Задача 6.10 / 7.10 / 8.10 / 9.10 / 10.10

  1. Эллиптическую орбиту кометы разделили на две части прямой линией, проходящей через центр Солнца и перпендикулярной большой оси орбиты. За время движения по какой из этих двух частей (большей или меньшей) траектории комета получает большее количество тепла?
Решение

Ответ на вопрос задачи: комета получает одинаковое количество тепла за время движения по этим частям траектории. Докажем это. Поток тепла на единицу поверхности ядра кометы составляет

$$F = \frac{L_{\rm O}}{4\pi R^2},$$

где R — расстояние от кометы до Солнца (длина радиуса-вектора). Из второго закона Кеплера мы знаем, что $R^2\Delta\alpha\sim\Delta t$ , где $\Delta\alpha$ — малый угол поворота радиуса-вектора за малый интервал времени $\Delta t$ . Тогда количество тепла, полученное единицей поверхности ядра за время $\Delta t$ , составляет

$$F\Delta t \sim \frac{R^2 \Delta \alpha L_O}{4\pi R^2} = \frac{\Delta \alpha L_O}{4\pi}$$ .

Поскольку все величины, кроме $\Delta\alpha$ , в правой части этого уравнения постоянны, оно справедливо не только для малых, но и для любых значений $\Delta\alpha$ , в том числе и для $\Delta\alpha=180^{\circ}$ , который соответствует повороту радиуса-вектора при движении по каждому из приведённых в условии участков орбиты. $\blacktriangle$

Ответ

Ответ на вопрос задачи: комета получает одинаковое количество тепла за время движения по этим частям траектории.

решение ответ
Предложить правку