Небесная механика. Конфигурации планет. Синодический период. Занятие 4 - детям

Конфигурации планет. Синодический период.
Цель: познакомиться с действительным движением планет

Откуда появилось название «планета»?
Планета – от греч. «блуждающее светило».
В 2005 г. снова встал вопрос о том, что считать планетой.
В 2006 г. Международный астрономический союз (МАС) дал новое определение планеты: планета, это тело,
вращающееся вокруг Солнца,
достаточно массивное, чтобы иметь шарообразную форму под воздействием собственной гравитации,
должно иметь вблизи своей орбиты «пространство, свободное от других тел».

Какие планеты наблюдаются невооруженным глазом?
Невооруженным глазом видно 5 планет (они известны людям издавна):
Меркурий
Венера
Марс
Юпитер
Сатурн

Какую роль в развитии астрономии сыграли
Геоцентрическая система мира
Гелиоцентрическая система мира
Геоцентрическая система отсчета - удобна
Гелиоцентрическая система мира – первый шаг к современным космологическим моделям Вселенной

Видимое движение планет
по небесной сфере
Планеты описывают петли
Марс с ноября 1979 г. по июль 1980 г.

Объяснение видимого петлеобразного движения планет

Конфигурации планет – характерные взаимные расположения планет относительно Земли и Солнца
Западная элонгация
Восточная элонгация

Направление движения планет по орбите, вращения Земли вокруг оси – против часовой стрелки.
Для нижних (внутренних) планет : смена конфигураций совпадает с направлением движения планеты вокруг Солнца (против часовой стрелки), т.к. планета движется быстрее Земли.
Для верхних (внешних) планет: смена конфигураций происходит в направлении, противоположном направлению движения планеты вокруг Солнца (по часовой стрелке), т.к. планета движется медленнее Земли.

Сидерический период (звёздный) Т -
период обращения планеты вокруг Солнца.
Синодический период S – промежуток времени между двумя одинаковыми конфигурациями планеты.
Для нижней (внутренней) планеты:
Для верхней (внешней) планеты:

Условные обозначения планет

Задание 1
В какой конфигурации лучше наблюдать: нижние планеты; верхние планеты? Какое это будет время суток?

Задача 2
13 октября 2020 г. было противостояние Марса с Солнцем, которое близко к великому (в созвездии Рыб) при максимальном видимом диаметре 22 с половиной угловых секунд.
Когда произойдет следующее противостояние Марса?

Решение
13 октября 2020 г. было противостояние Марса с Солнцем
Следующее противостояние начало сентября (6-7) 2024 г.

Задача 3
Через какое время повторяются западные элонгации Меркурия?
(последняя была 10.11, Меркурий наблюдался рано утром в созвездии Дева)

Решение
Через какое время повторяются западные элонгации Меркурия?
(последняя была 10.11, Меркурий наблюдался рано утром в созвездии Дева)

Задача 4
В один день Венера оказалась в наибольшей восточной элонгации при наблюдении с Земли и в наибольшей западной элонгации – при наблюдении с Марса. Найдите видимый угловой диаметр Марса при наблюдении с Земли в этот день. Орбиты всех планет считать круговыми.

Решение
В случае круговых орбит наибольшая элонгация (угловое расстояние от Солнца) внутренней планеты наступает, когда направление на нее из точки наблюдения является касательной линией к ее орбите. Наибольшая элонгация Венеры по условию задачи восточная для Земли и западная для Марса, следовательно, Венера находится на линии, соединяющей Землю и Марс.

Очевидно, что при наблюдении с Земли в этот день Марс оказался в соединении с Венерой. Расстояние от Земли до Марса равно
Угловой диаметр Марса в этот день составит
d″ = 206265″ ⋅ D / L = 4.6″.
Здесь D – диаметр Марса (R=3 397 км).

Задача 5
Луна постепенно удаляется от Земли, и через несколько миллиардов лет период смены ее фаз увеличится до 54 современных суток. Каков будет средний угловой диаметр Луны при наблюдении с Земли у горизонта?

Астрономические события декабря
14.12 – полное солнечное затмение
21.12 – соединение Юпитера и Сатурна

Д.з.
Синодический период некоторой планеты Солнечной системы относится к одному земному году так же, как один земной год – к сидерическому периоду этой планеты. Что это за планета?