Совет 1: Как определить расстояние до Солнца

Все измерения космических расстояний строятся на астрономической единице – среднем расстоянии от Земли до Солнца. Но как определять расстояние до объекта, до которого не дотянется ни один измерительный инструмент?
Инструкция
1
Попытки измерить расстояние от Земли до Солнца предпринимались еще в Древней Греции (Аристарх Самосский), но назвать их точными было трудно. В XVII веке это расстояние измерялось при помощи метода параллакса (разности положения объекта относительно удаленного предмета в зависимости от положения наблюдателя). Был определен горизонтальный параллакс Солнца – угол, под которым с Солнца, находящегося на горизонте, виден перпендикулярный лучу зрения радиус Земли. В дальнейшем все исследования базировались на длине радиуса Земли.
2
В 1672 году было определено расстояние от земли до Марса, который в это время располагался в диаметрально противоположной Солнцу точке. Тригонометрические законы, позволявшие вычислить относительные расстояния планет, выраженные в долях расстояния Земля-Солнце, были известны, и с их помощью было вычислено собственно расстояние от Солнца до Земли. На тот момент это было максимально точное значение – 138,5 млн километров.
3
Впоследствии астрономическую единицу пытались определить много раз, беря за основу вычислений расстояние от Земли до Венеры, но поскольку наблюдателей было достаточно много, а измерения отличались высокой сложностью, разнобой в полученных значениях оказался очень велик. В конце XIX века при помощи измерения смещений видимых положений звезд было вычислено более точное значение – 149, 5 млн километров.
4
Вторая половина XX века принесла с собой научно-техническую революцию, а с ней развитие радиотехники. Именно радиолокационный метод (при котором в сторону небесного тела посылают кратковременный импульс, принимают отраженный сигнал и на основе скорости распространения радиоволн и времени прохождения сигнала в оба направления определяют расстояние до этого тела) позволил вычислить расстояние от Земли до Солнца максимально точно в разные времена года и вывести среднее значение, равное 149 597 870 км.

Совет 2: Как определить расстояние до звезд

Безграничность космоса, сотни миллиардов звёзд всегда были, есть и будут объектом постоянного внимания человека. Многие гениальные умы разных поколений десятки лет решали загадки космоса. И благодаря им сейчас можно ответить на те вопросы, которые раньше никак не поддавались разумному объяснению и решению.
Инструкция
1
Конечно, измерить расстояние до ближайшей звезды с большой точностью очень трудно. Однако примерно, даже без помощи специальных средств, произвести такой расчет возможно, благодаря накопленным знаниям, новым методам и специальным числовым единицам.
2
Для удобного обозначения числовых данных расстояний используйте специальную единицу – «световой год». Он обозначает расстояние, которое способен пройти луч света за один год со скоростью равной 300.000 километров в секунду.
3
Выберите метод нахождения расстояния до ближайших звезд. Наиболее простой и понятный – это метод «Параллакса». В основу данного метода входит местоположение звезды относительно Земли и более отдаленных звезд. Суть данного метода заключается в измерениях видимых смещений ближайших звезд относительно более далеких. «Параллакс» - это угол, образованный двумя наиболее удаленными положениями звезды относительно Земли. «Параллакс звезды» равен половине угла «Параллакса». Значение «Параллакса» даже самых близких звезд никогда не превышает «1"».
4
Зная значение «Параллакса», которое всегда не более «1"», выразите это значение через «парсек» (пк) – значение, выражающее расстояние до звезды при «Параллаксе» равном «1"».
5
Переведите величину (пк) в единицы светового года: 1пк=3,26 св.лет=30.839,6 млрд. км
6
Наименьший «Параллакс» равен «0,01"», самой дальней звезды, поддающейся решению данным методом.
7
Переведите «Параллакс» в (пк). Получится «0,01"» = 100 пк
8
100 пк = 326 св.лет = 3083.9,6 млрд.км
9
Метод «Параллакса» является основным методом при расчете расстояний до ближайших звезд, около нескольких тысяч. Для расчета расстояния до дальних светил, данный метод не подходит, из-за невозможности определения «Параллакса».
Видео по теме
Совет полезен?
Процесс возникновения звезды очень многогранен и до конца не изучен. Имеются Галактики, которые содержат большое количество межзвездного вещества, в то же время в них отсутствуют молодые звезды. Также существуют системы, где формирование звезд происходит очень быстро, что похоже на взрыв. Поэтому разобраться в причинах, стимулирующих звездообразование, еще только предстоит.

Совет 3: Как определить расстояние до объекта

Умение определять расстояние до объектов на местности может пригодиться в самых различных ситуациях. Для точного и быстрого определения расстояния существуют специальные приборы (дальномеры, шкалы биноклей, прицелы и стереотрубы). Впрочем, даже не имея специальных приспособлений, вы можете научиться узнавать расстояние при помощи самых простых подручных средств.
Вам понадобится
  • Спичечный коробок, карандаш, линейка
Инструкция
1
Самый нехитрый способ определить расстояние на местности связан с использованием глазомера. Главное тут – натренированная зрительная память и умение мысленно отложить на видимой местности постоянную меру длины, например, 50 или 100 м. Закрепите в памяти эталоны и при необходимости сравните с ними то расстояние, которое вам необходимо измерить на местности. Один из самых простых эталонов – расстояние между столбами линии электропередач, которое составляет обычно около 50 м.
2
Измеряя расстояние посредством мысленного откладывания постоянной меры, учитывайте, что местные предметы будут казаться уменьшенными в зависимости от их удаления. Иными словами, при удалении в два раза предмет покажется в два раза меньше.
3
При использовании глазомера имейте ввиду, что в условиях недостаточной видимости (в тумане, в сумерки, пасмурную погоду, при дожде и т.п.) предметы кажутся расположенными дальше, чем есть на самом деле. Точность такого способа, прежде всего, зависит от тренированности наблюдателя. Обычная ошибка на расстоянии в километр составляет около 15%.
4
Используйте способ определения расстояний по линейным размерам. Для этого возьмите линейку и держите ее на расстоянии вытянутой руки. Измерьте по линейке в миллиметрах видимую ширину (высоту) объекта, до которого измеряете расстояние. Действительную ширину (высоту) предмета, известную вам, переведите в сантиметры, затем разделите на видимый размер в миллиметрах, а результат умножьте на 6 (постоянная величина). Получившийся результат будет искомым расстоянием до объекта.
5
Третий способ определить расстояние на местности – по угловой величине. Для этого требуется знать линейную величину объекта (длину, высоту или ширину), а также угол в тысячных, под которым виден наблюдаемый объект. Располагая такими данными, определите расстояние до объекта по формуле:D = L х 1000 / A;где D — расстояние до объекта; L — линейная величина объекта; A — угол, под которым видна линейная величина объекта; 1000 — постоянная величина.
6
Для определения угловой величины следует знать, что отрезку длиной 1 мм, расположенному на расстоянии 50 см от глаза, будет соответствовать угол в 2 тысячных. Соответственно, для отрезка в 1 см угловая величина будет равна 20 тысячных и так далее. Запомните угловые величины (в тысячных) некоторых подручных средств:Большой палец руки (толщина) – 40;
Мизинец (толщина) – 25;
Карандаш - 10-11;
Спичечная коробка (ширина) – 50;
Спичечная коробка (высота) - 30
Спичка (толщина) – 2.
Источники:
  • Определение расстояний на местности

Совет 4: Как определить расстояние до планет

Несмотря на то, что самые ближние от нас планеты безумно далеки от Земли, расстояние это имеет конечное значение. А раз так – оно может быть определено. Причем впервые это было сделано очень давно – еще во времена Древней Греции астроном, математик и философ Аристарх с острова Самоса предложил способ определения расстояния до Луны и ее размеров. Как можно определить расстояние до планет? В основе метода лежит явление параллакса.
Вам понадобится
  • - калькулятор;
  • - радиолокатор;
  • - секундомер;
  • - справочник по астрономии.
Инструкция
1
Радиолокация - один из современных методов определения расстояния от Земли до планет (геоцентрического расстояния). Он основан на сравнительном анализе посланного и отраженного радиосигнала.Отправьте радиосигнал в направлении интересующей планеты и включите секундомер. Когда придет отраженный сигнал – остановите отсчет. По известной скорости распространения радиоволн и времени, за которое сигнал достиг планеты и отразился, вычислите расстояние до планеты. Оно равно произведению скорости на половину показаний секундомера.
2
До появления радиолокации для определения расстояния до объектов Солнечной системы использовали метод горизонтального параллакса. Погрешность этого метода составляет километр, а погрешность измерений расстояний с помощью радиолокации – сантиметр.
3
Суть определения расстояний до планет по методу горизонтального параллакса заключается в изменении направления на объект при перемещении точки наблюдения (параллактическое смещение) – в качестве базы берутся максимально разнесенные между собой точки: радиус Земли. То есть определение расстояния до планеты по методу горизонтального параллакса – простая тригонометрическая задача. Если известны все данные.
4
Умножьте 1 радиан (угол, образованный дугой, длина которой равна радиусу) выраженный в секундах (206265) на радиус Земли (6370 км) и разделите на величину параллакса планеты в данный момент времени. Полученное значение – расстояние до планеты в астрономических единицах.
5
По годичному или тригонометрическому параллаксу (за базу принимается большая полуось земной орбиты) вычисляют расстояния до очень далеких планет и звезд. Кстати, параллакс равный одной секунде определяет расстояние в один парсек, а 1 пс = 206265 астрономических единиц. Разделите 206265 секунд (1 радиан) на величину тригонометрического параллакса. Полученное частное – расстояние до интересующей планеты.
6
Ну и наконец, расстояние до планет можно вычислить по третьему закону Кеплера. Вычисления достаточно сложные, поэтому перейдем сразу к финальной части.Возведите в квадрат значение периода обращения планеты вокруг Солнца. Вычислите кубический корень из этой величины. Полученное число – расстояние от интересующей планеты до Солнца в астрономических единицах, или гелиоцентрическое расстояние. Зная гелиоцентрическое расстояние и расположение планет (угловое расстояние планеты от Солнца), можно легко вычислить геоцентрическое расстояние.
Как обнаружить цель
Связанная статья
Как обнаружить цель
Источники:
  • Определение размеров космических объектов

Совет 5: Как определить импульс тела

Импульс тела иначе называется количеством движения. Оно определяется произведением массы тела на его скорость. Также его можно найти через длительность действия силы на это тело. Физический смысл имеет не сам импульс, а его изменение.
Вам понадобится
  • — весы;
  • — спидометр или радар;
  • — динамометр;
  • — калькулятор.
Инструкция
1
Определите массу тела с помощью весов в килограммах. Измерьте его скорость. Сделайте это при помощи спидометра или специального радара в метрах в секунду. Вычислите импульс тела p как произведение его массы m на скорость v (p=m∙v). Например, если скорость тела равна 5 м/с, а его масса 2 кг, то импульс равен p=2∙5=10 кг∙м/с.
2
Важнее умение находить изменение импульса тела, поскольку импульс является характеристикой удара, при котором эта величина изменяется. Для того чтобы найти изменение импульса тела, отнимите от конечного импульса начальный, учитывая при этом, что величина это векторная. Таким образом, изменение импульса тел равно вектору Δp, который является разностью векторов p2 (конечного импульса) и p1 (начального импульса).
3
Если при движении тело не меняет направления, то для того, чтобы найти изменение импульса, отнимите от конечной скорости начальную и умножьте ее на массу тела. Например, если автомобиль, двигаясь прямолинейно, увеличил скорость с 20 до 25 м/с, а его масса равна 1200 кг, но изменение его импульса составит Δp=1200∙(25-20)=6000 кг∙м/с. Если скорость тела уменьшается, то изменение его импульса будет отрицательным.
4
Если тело меняет направление, ищите разность векторов p2 и p1, используя теорему косинусов или другие соотношения.
5
Пример. Мяч массой 500 г упруго ударил в гладкую стену под углом 60º к вертикали, а его скорость была при этом 3 м/с, найдите изменение его импульса. Поскольку удар упругий, то мяч отлетит от гладкой стены тоже под углом 60º, с той же по модулю скоростью, 3 м/с. Для того чтобы перевести разность в сумму, умножьте значение вектора p1 на -1. Получите, что Δp равно сумме векторов p2 и –p1. Применив правило треугольника, вычислите Δp=√((0,5∙3)²+ (0,5∙3)²-2∙(0,5∙3)∙(0,5∙3)∙cos(60º))=0,5∙3=1,5 кг∙м/с. Примечательно то, что модуль начального и конечного импульса в этом случае тоже по 1,5 кг∙м/с.
6
Если известна сила, действующая на тело, которая и является причиной изменения его скорости и длительность ее действия, то рассчитайте изменение импульса как произведение силы F на время ее действия Δt (Δp=F∙Δt). Силу измерьте при помощи динамометра. Например, если футболист ударил мяч с силой 400 Н, а время соударения равно 0,2 с, то изменение импульса мяча составит Δp=400∙0,2=8000 кг∙м/с.

Совет 6: Какое расстояние от Земли до Марса

На этот вопрос нельзя ответить однозначно, ибо в каждый момент времени расстояние от Земли до Марса будет различаться. Тем не менее можно дать предельно точный ответ. И более того, рассмотреть большое его практическое значение для будущего человечества

Теоретическое рассмотрение вопроса



На этот вопрос нельзя ответить однозначно, ибо в каждый момент времени расстояние от Земли до Марса будет различаться. Объясняется это тем, что планеты солнечной системы находятся в постоянном движении вокруг Солнца (если бы они не вращались вокруг светила, то просто бы упали на его раскаленную поверхность, захваченные гигантской силой притяжения нашей звезды), притом скорость их вращения является разной.

Планеты будут на минимальном расстоянии друг от друга (это примерно 55 миллиона километров), когда Земля находится на одной линии между Солнцем и Марсом. Такое положение планет называется «оппозицией», и случается оно примерно раз в два года. Наибольшим же расстояние между Марсом и Землей будет тогда, когда Солнце находится между этими двумя планетами на одной с ними линии. В этом случае расстояние между планетами будет равняться примерно 400 миллионам километров.

Практическое значение вопроса



Хотя Марс является всего лишь второй по близости к Земле планетой (первенство здесь принадлежит «утренней звезде» - Венере), тем не менее именно он стал самым вероятным кандидатом на приоритетное освоение и колонизацию человечеством. Ведь в отличие от Венеры, температура на поверхности которой достигает невыносимые для людей +500 градусов, а давление в 92 раза больше земного – Марс имеет весьма терпимые условия. На экваторе «красной планеты» температура поднимается до +20 градусов, давление меньше земного, а также на планете присутствует вода. К тому же, в отличие от той же Луны, притяжение Марса достаточно сильное, чтобы удерживать свою атмосферу.

Таким образом, прежде всего именно эти факторы объясняют значительный интерес землян к их красному соседу, проявившийся с середины прошлого века в отправке с Земли различных исследовательских станций и роботов-марсоходов. Начало этому процессу положил в далеком 1960-ом году Советский Союз, первым отправивший к Марсу свои космические корабли и первым же спустившийся на его поверхность.

Разумеется, экономически выгодно отправлять к Марсу посланцев с Земли, только когда расстояние между планетами является наименьшим – в этом случае технологии на современном этапе развития нашей цивилизации позволяют космическим аппаратам добраться до Марса примерно за 150-300 дней (при их средней скорости в 20 000 км/ч); точное количество времени в пути зависит от скорости запуска, маршрута, положения планет, количества топлива и полезного оборудования на борту.

Но такой срок все еще достаточно велик, чтобы отправлять человеческий экипаж к Марсу, пусть даже по самому краткому пути. Длительность космического перелета более 250 дней для людей становится опасной ввиду постоянного действия на них фонового радиоактивного излучения, присутствующего в межпланетном пространстве. Большую опасность представляют собой также вспышки и бури на Солнце, которые могут погубить будущих космонавтов за считанные часы. Поэтому вопрос сокращения времени преодоления межпланетного расстояния между Марсом и Землей является еще очень актуальным.
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500