Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
Учебный год
Класс
Максимальный балл – 60
Задание 1. Выберите верныйответ.
1. Чему равно среднее расстояние планеты от Солнца?
| А) | большой полуоси орбиты | В) | перигелийному расстоянию |
| Б) | малой полуоси орбиты | Г) | афелийному расстоянию |
Верхняя кульминация – это
| А) | положение светила, в котором высота над горизонтом минимальна |
| Б) | прохождение светила через точку зенита Z |
| В) | прохождение светила через небесный меридиан - высота наибольшая |
| Г) | прохождение светила на высоте, равной географической широте места наблюдения |
3. В каких единицах измеряется расстояние в формуле 
?
| А) | в километрах | В) | в парсеках |
| Б) | в астрономических единицах | Г) | в световых годах |
О каких звездах и каком созвездии идет речь?
Та, которая крупнее,
Называется Конем.
А малышка рядом с нею –
Всадник, скачущий на нем.
| А) | Дубхе и Мерак Большой Медведицы | В) | Сириус А и Сириус В Большого Пса |
| Б) | Кастор и Поллукс Близнецов | Г) | Мицар и Алькор Большой Медведицы |
Зная эксцентриситет Луны 0,05 и большую полуось 384400 км, вычислите наименьшее расстояние до Луны
| А) | 365180 км | В) | 355280 км |
| Б) | 378000 км | Г) | 403620 км |
Какой метеорный поток представлен на рисунке?
| А) | Геминиды | В) | Боотиды |
| Б) | Леониды | Г) | Лириды |
В Петербурге звездные часы показали время 9 часов 48 минут. Какое время они покажут на следующий день?
| А) | 9ч 48 мин | В) | 8ч 44 мин |
| Б) | 9ч 54 мин | Г) | 9ч 44 мин |
8. В 2016 году 9 мая произошло редкое астрономическое явление - прохождение Меркурия по диску Солнца. Какая конфигурация была у планеты в этот момент? 
| А) | верхнее соединение | В) | нижнее соединение |
| Б) | западная элонгация | Г) | восточная элонгация |
Где север на этом рисунке?
| А) | слева на горизонте | В) | примерно посередине на горизонте |
| Б) | справа на горизонте | Г) | вверху, где Полярная звезда |
Какой слой Солнца называется сферой цвета?
| А) | фотосфера | В) | поверхность |
| Б) | корона | Г) | хромосфера |
Решение
| ВОПРОС | ||||||||||
| ОТВЕТ | А | В | В | Г | А | Б | Г | В | В | Г |
За каждую верно определенную позицию выставляется по 1 баллу. Итого 10 баллов.
Задание 2. Корабль плывет вдоль меридиана. Моряк при помощи секстанта измеряет высоту Полярной звезды. За сутки ее высота изменилась с 570 до 430. С какой средней скоростью плывет корабль и в какую строну?
Решение
| № | Этапы решения | Баллы |
| Высота Полярной звезды почти точно соответствует широте местности. Широта уменьшается, т.е. корабль плывет к экватору (на юг). | ||
| Длина дуги в 10 составляет 111 км | ||
| Корабль проплыл 140 или 1554 км | ||
| Средняя скорость корабля за сутки (24 часа) 64,75 км/ч | ||
| Итого |
Задание 3. Найти расстояние до суточного (стационарного) спутника Марса от его поверхности.
Решение
| № | Этапы решения | Баллы |
| Суточный спутник имеет период обращения Т вокруг планеты равный её звездному периоду вращения вокруг оси | ||
Для круговой орбиты радиуса R период будет равен 
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| Итого |
Задание 4. В одном из рассказов С. Лема о пилоте Пирксе («Условный рефлекс») действие происходит на обратной стороне Луны. С. Лем пишет:
«Пирксе понял, что ему говорит русский: на этой стороне долгие лунные ночи не освещает большой фонарь Земли.
– А инфракрасные очки тут не помогут? – спросил он.
Пнин улыбнулся.
– Инфракрасные очки? Какой в них толк, коллега, …»
Почему лунной ночью инфракрасные очки (прибор ночного видения) не помогут?
Решение
| № | Этапы решения | Баллы |
| Приборы ночного видения реагируют на разницу потоков в инфракрасной области спектра, которые определяются разницей в температурах разных областей поверхности Луны. | ||
| Лунной ночью температура её поверхности понижается примерно до 110 K, существенно уменьшаются потоки излучения и, следовательно, также контрасты температуры. | ||
| Поэтому ночью на Луне инфракрасные очки не будут функционировать. | ||
| Итого |
Задание 5. Широта Челябинска 56о. Какие из следующих звезд будут видны на протяжении всего года (незаходящие)?
Вега: δ = 38о 47’, Сириус: δ = – 16о 41’, Антарес: δ = – 26о 23’.
Решение
| № | Этапы решения | Баллы |
| Высота звезды в верхней кульминации определяется по формуле: hв = 90o– φ + δ Вега: hв = 90o– 56о+ 38о 47’= 75о 47’ Сириус: hв = 90o– 56о – 16о 41’= 20o19’ Антарес: hв = 90o– 56о – 26о 23’ = 10o37’ | ||
| Высота светила в нижней кульминации hн =δ – (90° – φ) Вега: hн = 38о 47’– (90o– 56о) = 4o47’ Сириус: hн = – 16о 41’– (90o– 56о) = – 50o41’ Антарес: hн = – 26о23’ – (90o– 56о) = – 60o23’ | ||
| В верхней кульминации видны все эти звезды. В нижней кульминации будет видна лишь только Вега на высоте 4о 47’ | ||
| Только Вега будет видна на протяжении всего года, т.е. являться незаходящей звездой. | ||
| Итого |
Задание 6. Что общего между двигателем внутреннего сгорания и переменной звездой-цефеидой?
Решение
| № | Этапы решения | Баллы |
| Двигатель внутреннего сгорания и любая физическая переменная, в том числе и цефеида, суть тепловой машины. В дизеле при сжигании рабочего вещества происходит его воспламенение. При этом давление резко повышается и сжатие сменяется расширением. При расширении и последующим выхлопе температура газа понижается. После этого процесс повторяется. | ||
| Аналогичный процесс имеет место и в физически переменных звездах. | ||
| При сжатии звезды недра перегреваются и давление вещества звезды повышается, звезда начинает расширяться и теряет энергию. После этого снова звезда сжимается. | ||
| Роль клапана играет слой двукратно ионизированного гелия, который при сжатии звезды увеличивает непрозрачность и тем самым ведет к перегреву звезды, а при расширении, наоборот, увеличивает прозрачность и способствует ее охлаждению | ||
| Итого |
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ
Основные физические и астрономические постоянные
Гравитационная постоянная G = 6.67∙10–11 м3∙кг–1∙с–2
Скорость света в вакууме c = 2.998∙108 м/с
Постоянная Стефана-Больцмана s = 5.67∙10–8 кг∙с–3∙K–4
Астрономическая единица 1 а.е. = 1.496∙1011 м
Парсек 1 пк = 206265 а.е. = 3.086∙1016 м
Данные о Солнце
Радиус 695 000 км
Масса 1.989∙1030 кг
Светимость 3.88∙1026 Вт
Спектральный класс G2
Видимая звездная величина –26.78m
Абсолютная болометрическая звездная величина +4.72m
Показатель цвета (B–V) +0.67m
Температура поверхности около 6000K
Средний горизонтальный параллакс 8.794²
Данные о Земле
Эксцентриситет орбиты 0.017
Тропический год 365.24219 суток
Средняя орбитальная скорость 29.8 км/с
Период вращения 23 часа 56 минут 04 секунды
Наклон экватора к эклиптике на эпоху 2000 года: 23° 26¢ 21.45²
Экваториальный радиус 6378.14 км
Полярный радиус 6356.77 км
Масса 5.974∙1024 кг
Средняя плотность 5.52 г∙см–3
Данные о Луне
Среднее расстояние от Земли 384400 км
Минимальное расстояние от Земли 356410 км
Максимальное расстояние от Земли 406700 км
Эксцентриситет орбиты 0.055
Наклон плоскости орбиты к эклиптике 5°09¢
Сидерический (звездный) период обращения 27.321662 суток
Синодический период обращения 29.530589 суток
Радиус 1738 км
Масса 7.348∙1022 кг или 1/81.3 массы Земли
Средняя плотность 3.34 г∙см–3
Визуальное геометрическое альбедо 0.12
Видимая звездная величина в полнолуние –12.7m
ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЦА И ПЛАНЕТ
| Планета | Масса | Радиус | Плотность | Период вращения вокруг оси | Наклон экватора к плоскости орбиты | Геометр. альбедо | Видимая звездная вели-чина** | ||
| кг | массы Земли | км | радиусы Земли | г∙см–3 | градусы | m | |||
| Солнце | 1.989∙1030 | 108.97 | 1.41 | 25.380 сут | 7.25 | – | –26.8 | ||
| Меркурий | 3.302∙1023 | 0.05271 | 2439.7 | 0.3825 | 5.42 | 58.646 сут | 0.00 | 0.10 | –0.1 |
| Венера | 4.869∙1024 | 0.81476 | 6051.8 | 0.9488 | 5.20 | 243.019 сут* | 177.36 | 0.65 | –4.4 |
| Земля | 5.974∙1024 | 1.00000 | 6378.1 | 1.0000 | 5.52 | 23.934 час | 23.45 | 0.37 | – |
| Марс | 6.419∙1023 | 0.10745 | 3397.2 | 0.5326 | 3.93 | 24.623 час | 25.19 | 0.15 | –2.9 |
| Юпитер | 1.899∙1027 | 317.94 | 11.209 | 1.33 | 9.924 час | 3.13 | 0.52 | –2.9 | |
| Сатурн | 5.685∙1026 | 95.181 | 9.4494 | 0.69 | 10.656 час | 25.33 | 0.47 | –0.5 | |
| Уран | 8.683∙1025 | 14.535 | 4.0073 | 1.32 | 17.24 час* | 97.86 | 0.51 | 5.7 | |
| Нептун | 1.024∙1026 | 17.135 | 3.8799 | 1.64 | 16.11 час | 28.31 | 0.41 | 7.8 |
* – обратное вращение.
** – для наибольшей элонгации Меркурия и Венеры и наиболее близкого противостояния внешних планет.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ОРБИТ ПЛАНЕТ
| Планета | Большая полуось | Эксцентриситет | Наклон к плоскости эклиптики | Период обращения | Синодический период | |
| млн.км | а.е. | градусы | сут | |||
| Меркурий | 57.9 | 0.3871 | 0.2056 | 7.004 | 87.97 сут | 115.9 |
| Венера | 108.2 | 0.7233 | 0.0068 | 3.394 | 224.70 сут | 583.9 |
| Земля | 149.6 | 1.0000 | 0.0167 | 0.000 | 365.26 сут | — |
| Марс | 227.9 | 1.5237 | 0.0934 | 1.850 | 686.98 сут | 780.0 |
| Юпитер | 778.3 | 5.2028 | 0.0483 | 1.308 | 11.862 лет | 398.9 |
| Сатурн | 1429.4 | 9.5388 | 0.0560 | 2.488 | 29.458 лет | 378.1 |
| Уран | 2871.0 | 19.1914 | 0.0461 | 0.774 | 84.01 лет | 369.7 |
| Нептун | 4504.3 | 30.0611 | 0.0097 | 1.774 | 164.79 лет | 367.5 |