Строение и эволюция вселенной

Под Солнечной системой понимается всё космическое пространство и вся материя, находящаяся в сфере притяжения Солнца.
Солнечная система включает в себя: звезду Солнце, расположенную в центре системы; планеты со спутниками; карликовые планеты; малые тела (астероиды, кометы, метеоритные и метеорные тела), а также межпланетную пыль, плазму и физические поля в указанных границах.
1. Строение и состав солнечной системы

Планетой называют небесное тело, движущееся вокруг звезды в её гравитационном поле, имеющее форму, близкую к сферической, светящееся отражённым от звезды светом и расчистившее область своей орбиты от других мелких объектов.
В Солнечной системе находится 8 больших планет.

Церера
Плутон
Хаумеа
Макемаке
Эрида

2. Особенности строения солнечной системы
1. Основная масса вещества Солнечной системы сосредоточена в Солнце, которое представляет собой рядовую звезду. На массу всех других составляющих системы приходится 1/750 часть массы Солнца. Таким образом, доминирующим в Солнечной системе является гравитационное поле Солнца.

2. Орбиты планет и большинства астероидов лежат почти в одной плоскости, незначительно наклонённой к плоскости солнечного экватора. Наклон эклиптики к плоскости солнечного экватора составляет 7°15. Орбиты планет почти круговые.

3. Все планеты и астероиды обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении. Вращение Солнца вокруг своей оси происходит в ту же сторону, что и движение планет вокруг Солнца.

Планеты вращаются вокруг своих осей в направлении, совпадающем с направлением их обращения вокруг Солнца. Исключение составляют Венера и Уран, которые вращаются в противоположную сторону. Причём ось вращения Урана почти лежит в плоскости орбиты планеты. Наклон оси вращения других планет не превышает 60° к плоскостям их орбит.

4. Планеты разделяются на две различающиеся группы: планеты земной группы и планеты-гиганты.
Планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) — твёрдые тела, сравнительно небольшие, маломассивные, но с большой средней плотностью, более медленным вращением и малым числом спутников (или без них). Они расположены вблизи Солнца.
Планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун)— массивнее планет земной группы, большие по размерам и с меньшей средней плотностью, большой скоростью вращения и многочисленными спутниками. Планеты-гиганты обладают мощными атмосферами, состоящими в основном из водорода и гелия.

5. Орбиты большинства спутников планет близки к круговым. Движение большинства спутников по орбитам происходит в том же направлении, в каком планеты движутся вокруг Солнца. Орбиты крупных спутников в основном имеют малый наклон к плоскостям экваторов своих планет.

Для построения теории происхождения Солнечной системы необходимо знать возраст небесных тел. Согласно современным представлениям, возраст древнейших пород Земли достигает 4,64 млрд лет. Анализ пород, доставленных с Луны, соответствует возрасту от 2 до 4,5 млрд лет. Возраст железных и каменных метеоритов оценивается от 0,5 до 5 млрд лет. Возраст Солнца и других отдельных звёзд определяется на основе теории строения и эволюции звёзд. Для Солнца это приблизительно 5 млрд лет, что совпадает с возрастом других тел системы. Последнее позволяет заключить, что Солнце и планеты сформировались из единого облака газа и пыли.

Основные этапы происхождения и ранней эволюции Солнечной системы
Взрыв сверхновой звезды. Под действием ударной волны облако пыли начало сгущаться.
Пылинки из облака стали объединяться, создавая ещё большие комки, которые и стали зародышами будущих планет (планетезимали), а затем и самими планетами.
Последующее гравитационное сжатие поднимало температуру в недрах планет, после чего более тяжёлые компоненты планет уходили к центру, а более лёгкие образовывали кору. Постепенно водные пары образовывали моря и океаны, а газы — атмосферу.

Закон всемирного тяготения
G = 6,67 · 10-11 Н·м2/кг2
- гравитационная постоянная
Сила притяжения тела к Земле называется силой тяжести. Это одно из проявлений силы всемирного тяготения. Ускорение, сообщаемое телу силой тяжести, — это ускорение
свободного падения «g».
FT = mg
Вблизи поверхности Земли g = 9,8 м/с2.
На высоте h над Землей ускорение свободного падения
можно определить по формуле:
M3 — масса Земли;
R3 — радиус Земли.
Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

№ 1. На каком расстоянии друг от друга находятся два одинаковых шара массами по 20 т, если сила тяготения между ними 6,67·10-5 Н?
№ 2. Масса Сатурна 5,7·1026 кг, а его радиус— 6·107 м. Определите ускорение свободного падения на Сатурне.
№ 3. Чему равно ускорение свободного падения на высоте над поверхностью Земли, равной двум ее радиусам?
№ 4. На какой высоте над поверхностью Земли сила тяготения в 2 раза меньше, чем на поверхности Земли?
№ 5. С какой силой притягивается к центру Земли тело массой m, находящееся в глубокой шахте, если расстояние от центра Земли до тела равно r? Плотность Земли считайте всюду одинаковой и равнойρ.