Какие есть планеты солнечной системы

Алан-э-Дейл       26.07.2022 г.

Как образуются планеты?

Считается, что планеты образовались в результате конденсации газов и пыли, которые вращаются вокруг звезды в течение миллионов лет. Это объяснение называется «небулярной гипотезой».

Согласно этой теории, пыль и газы перемещаются вокруг молодых звезд. Со временем эта динамика вызывает накопление частиц, которые откладываются в диске, окружающем звезду.

Таким образом, образуются глобулы, называемые планетезималиями, способные притягивать друг к другу все больше материи, образуя все более крупные объекты.

Благодаря теплу и свету, излучаемым центральной звездой, газы удаляются, позволяя твердому веществу консолидироваться.

Что такое орбита планеты, какую форму имеют орбиты Солнечной системы.

Подробное решение итоговое задание 1 по географии для учащихся 5 класса, авторов В. П. Дронов, Л. Е. Савельева 2015

1. Как можно ориентировать по звездам?

Ориентировать можно с помощью ярких звезд. Навигационными называются 26 наиболее ярких звезд, используемых для ориентирования. Они указывают направления на определенные стороны горизонта. К примеру, Полярная звезда всегда указывает направление на Север.

2. Что такое Солнечная система? Какие космические тела входят в ее состав?

Солнечная система – это Солнце и движущиеся вокруг него космические тела. В состав солнечной системы входит Солнце и движущиеся вокруг нее космические тела (планеты, спутники, кометы, астероиды), межпланетное пространство с мельчайшими частицами и разжиженным газом.

3. Что такое орбита планеты? Какую форму имеют орбиты планет солнечной системы?

Орбита – путь планеты вокруг Солнца. Орбиты планет Солнечной системы имеют форму эллипсов.

4. Какой по счету планетой от Солнца является Земля? Между какими планетами она расположена?

Земля является третьей планетой от Солнца. Она находится между Венерой и Марсом.

5. На какие группы делят планеты Солнечной системы? Чем отличаются планеты, входящие в эти группы?

Планеты Солнечной системы делятся на планеты земной группы и планеты-гиганты. Они отличаются составом и размерами. Планеты земной группы каменные и имеют небольшие размеры. Планеты гиганты имеют газопылевой состав и большие размеры.

6. Как Солнце влияет на Землю?

Солнце притягивает Землю и отвечает за ее движение. Оно снабжает Землю теплом и светом, что влияет на живые организмы. Солнечное излучение влияет на магнитное поле Земли.

7. Назовите планеты Солнечной системы. Какие из них получают от Солнца больше света и тепла, чем Земля, а какие – меньше?

Планеты Солнечной системы – Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Больше чем Земля света и тепла получают Меркурий и Венера. Все остальные планеты получают меньше тепла и света в сравнении с Землей.

8. Что называют сутками? Какова продолжительность одних земных суток? При каких условиях сутки могут стать длиннее или короче?

Сутки – естественная, данная природой основная единица измерения времени. Продолжительность земных суток – 24 часа. Продолжительность суток может изменить при изменении скорости вращения Земли вокруг своей оси: увеличение скорости вращения сократит сутки, замедление – увеличит.

9. Каковы географические следствия вращения Земли вокруг своей оси?

Вращение вокруг своей оси влияет на форму планеты. В его результате происходит смена дня и ночи. Из-за осевого вращения Земли все движущие предметы на Земле отклоняются в Северном полушарии вправо по ходу своего движения, в Южном полушарии – влево.

10. Что называют годом? Какова продолжительность одного земного года? Почему каждый четвертый год на Земле длиннее трех предыдущих на одни сутки? Как называются такие удлиненные года?

Год – период времени, за который Земля делает полный оборот вокруг Солнца по своей орбите. Земной год составляет 365 дней. Каждый четвертый год на сутки длиннее трех предыдущих и называется високосным. Дело в том, что продолжительность земных суток составляет чуть более 24 часов. Так за год набегает лишних 6 часов. Для удобства принято год считать равным 365 дням. А раз в четыре годы добавлять еще одни сутки.

11. Что такое географический полюс, экватор? Какова длина экватора Земли?

Географический полюс – это условная точка на земной поверхности, в которой та пересекается с земной осью.

Экватор – воображаемая окружность на поверхности Земли, проведенная на равном расстоянии от Северного и Южного полюса.

Длина экватора – 40076 км.

12. Почему расстояние от центра Земли до географических полюсов меньше, чем от центра Земли до экватора?

Полярный радиус меньше экваториального, поскольку Земля не идеальный шар, а слегка сплюснута у полюсов.

13. Почему на Земле происходит смена времен года?

Земля не просто вращается вокруг Солнца, но сохраняет при этом наклон своей оси. Это приводит к неравномерному нагреву разных территорий в течение годы, чем и обусловлена смена времен года.

14. Каковы географические следствия вращения Земли вокруг Солнца?

Следствие движения Земли вокруг Солнца является смена времен года, годичные ритмы живой и неживой природы.

Венера

Эта планета вторая от Солнца. По своим размерам она близка к диаметру Земли, диаметр составляет 12 104 км. По всем остальным показателям Венера существенно отличается от нашей планеты. Сутки здесь длятся 243 земных дня, а год — 255 дней. Атмосфера Венеры на 95% состоит из углекислого газа, который создает на ее поверхности парниковый эффект. Это приводит к тому, что средняя температура на планете составляет 475 градусов Цельсия. Атмосфера также включает в себя 5% азота и 0,1% кислорода.

  1. Венера является второй планетой от Солнца в Солнечной системе.
  2. Венера является самой горячей планетой в Солнечной системе, хоть и является второй планетой от Солнца. Температура поверхности может достигать 475 °С.
  3. Первый космический аппарат, отправленный на исследование Венеры, был отправлен с Земли 12 февраля 1961 года и носил название «Венера-1».
  4. Венера является одной из двух планет, направление вращение которой вокруг своей оси отличается от большинства планет в Солнечной системе.
  5. Орбита вращения планеты вокруг Солнца очень близка к круговой.
  6. Дневная и ночная температура поверхности Венеры практически не отличается из-за большой тепловой инерции атмосферы.
  7. Один оборот вокруг Солнца Венера делает за 225 земных суток, а один оборот вокруг своей оси за 243 земных суток, то есть один день на Венере длится больше чем один год.
  8. Первые наблюдения за Венерой в телескоп осуществил Галилео Галилей в начале 17 века.
  9. У Венеры нет естественных спутников.
  10. Венера является третьим по яркости объектом на небосводе, после Солнца и Луны.

Интересные факты о Венере

     Венера является третьим по яркости природным объектом на небосклоне Земли после Луны и Солнца. Планета имеет зрительную величину от -3.8 до -4.6, что делает ее видимой даже в ясный день.•       Венеру иногда называют «утренней звездой» и «вечерней звездой». Это связано связано с тем, что представители древних цивилизаций принимали эту планету за две разных звезды, в зависимости от времени суток.•       Один день на Венере дольше, чем один год. Из-за медленного вращения вокруг своей оси день длится 243 земных дней. Оборот по орбите планеты занимает 225 земных дней.•       Венера названа в честь римской богини любви и красоты. Считается, что древние римляне назвали ее так из-за высокой яркости планеты, что в свою очередь могло прийти от времен Вавилона, жители которого называли Венеру «яркая королева неба».•       У Венеры нет спутников и колец.•       Миллиарды лет назад, климат Венеры мог быть похож на Земной.  Ученые считают, что Венера когда-то обладала большим количеством воды и океанами, однако из-за высоких температур и парникового эффекта вода выкипела, и поверхность планеты в настоящее время слишком раскалена и враждебна для поддержания жизни.•       Венера вращается в противоположном направлении по отношению к другим планетам. Большинство других планет вращаются вокруг своей оси против часовой стрелки, однако Венера, как и Уран, вращается по часовой стрелке. Это известно как ретроградное вращение и, возможно, было вызвано столкновением с астероидом или другим космическим объектом, который изменил направление ее вращения.•       Венера является самой горячей планетой в Солнечной системе со средней температурой поверхности 462°C. Кроме того, Венера не имеет наклона своей оси, что означает, что на планете нет сезонов. Атмосфера очень плотная и содержит 96,5% углекислого газа, который задерживает тепло и вызывает парниковый эффект, который испарил источники воды миллиарды лет назад.•       Температура на Венере практически не меняется при смене дня и ночи. Это происходит из-за слишком медленного движения солнечного ветра по всей поверхности планеты.•       Возраст венерианской поверхности составляет около 300-400 миллионов лет. (Возраст поверхности Земли составляет около 100 миллионов лет).•       Атмосферное давление Венеры в 92 раза сильнее, чем на Земле. Это означает, что любые небольшие астероиды, входящие в атмосферу Венеры будут раздавлены огромным давлением. Это объясняет фактор отсутствия небольших кратеров на поверхности планеты. Данное давление эквивалентно давлению на глубине около 1000 км. в океанах Земли.

•       Венера имеет очень слабое магнитное поле. Это удивило ученых, которые ожидали, что у Венеры магнитное поле, аналогичное по силе земному. Одной из возможных причин этого является то, что Венера имеет твердое внутреннее ядро или, что оно не охлаждается.•       Венера единственная планета в Солнечной системе названая в честь женщины.•       Венера — ближайшая к Земле планета. Расстояние от нашей планеты до Венеры составляет 41 миллион километров.

Планеты Солнечной системы однотипные Земле в порядке удалённости от Главной звезды

Итак, давайте рассмотрим планеты Солнечной системы по порядку, их размеры, особенности и, конечно, удаленность от Солнца.

Меркурий

Первая планета от Солнца — это Меркурий. Она самая маленькая в системе, радиус — 2440 км (38% от земного). Меркурий не имеет ни собственных спутников, ни атмосферы, а некоторые учёные полагают, что когда-то он мог быть спутником Венеры, но безапелляционно доказать такую теорию пока что не удалось. Здесь слишком слабое магнитное поле, а поверхность избита кратерами из-за частых столкновений с метеоритами.

Вокруг Солнца планета движется медленно. Если сравнивать сутки с земными, то на Меркурии они приравниваются к 59 нашим дням, а вот обращение вокруг главной звезды – 88 дней в сравнении с нашими 365/366 (что опять же объясняется максимальной приближенностью и кратчайшей орбитой). За свой год (88 дней) Меркурий совершает всего 1,5 оборота вокруг своей оси. Именно близкое расположение и медленное вращение являются причиной того, что ничего живого там нет и быть не может, перепад температур самый большой: днём в среднем 350 градусов (может доходить до 430), а ночью – до 170 ниже нуля.

Ещё одна интересная особенность – это нестабильность орбиты: изменяется скорость вращения, удалённость и непосредственно положение.

Венера

Романтическая Венера – это 2 планета от Солнца. Наблюдая за звездами с Земли, именно эту планету первой видят на небе после солнечного заката и последней скрывающейся — после рассвета. За это её именуют «Утренней звездой» и «Вечерней звездой».

У Венеры обильная углекислая атмосфера, на долю диоксида углерода приходится 96% и почти 4% — на азот. Собственных спутников нет. По величине она почти как Земля, радиус — 6052 км (это 94,99% от земного). За счет плотной атмосферы, климатические условия непригодны для жизни, т.к. тут создается сильный парниковый эффект, образующий под собой температуру в +475 градусов. Как ни странно, но это даже выше, чем на 1-й по счету планете! Атмосферное давление около поверхности превышает 90 атм.

Особенность – вытянутая траектория движения и самая низкая из всех скорость движения вокруг собственной оси. Год на Венере составляет по земным меркам 225 дней, а сутки – 243, таким образом, получается, что одни сутки – это почти год!

Земля

Если рассматривать все планеты по порядку в Солнечной системе, то по удалённости от Главной звезды Земля – третья, расстояние от Солнца составляет 149 600 000 км. Радиус — 6371 км. По теоретическим расчетам масса составляет 5,9726⋅1024 кг. В сопровождении есть собственный спутник – Луна.

Земля уникальна, ведь планеты Солнечной системы не обладают возможностями создавать условия для жизни. Только тут есть водные бассейны (воды в состоянии жидкости: океаны, реки), причем, они занимают ¾ всей поверхности, и только остальное – суша, материки (к слову, такого разнообразного рельефа и плодородной почвы тоже нет больше нигде). Особенность и окружение плотной кислородосодержащей атмосферой, что дает возможность всему живому тут дышать. За счет этого Землю нередко называют «Голубая планета».

Движется она вокруг Солнца по эллиптической орбите, характерной чертой является вполне высокая скорость движения, она составляет 29,77 км/сек. Один оборот вокруг собственной оси совершается за 23 часа 56 мин., вокруг Солнца – за 365,24 суток.

Марс

Это 4 по счету планета от Солнца, с Главной звездой их разделяют 228 млн км. Отличается разрежённой атмосферой. Тут уже имеются два собственных спутника – Деймос и Фобос.

По размерам Марс наполовину меньше Земли, его радиус составляет 3390 км, но по продолжительности года он почти в два раза превзошёл «голубую сестру», тут год равен 687 суток.

Если сравнивать все планеты Солнечной системы, то только Марс единственный, который обладает возможностями для существования примитивной жизни. По предположению учёных NASA, возможно, что тут была жизнь раньше, поэтому уже несколько десятков лет так активно ведется изучение марсианской поверхности и атмосферы. Сейчас основной преградой для жизни тут является отсутствие воды в жидком виде.

Планетная структура во многом схожа с Землёй. Среди особенностей следует выделить насыщенность оксидом железа, что придает поверхности красноватый оттенок, поэтому его называют «Красная планета». В отличие от других планет, Марс очень яркий, поэтому земляне могут увидеть его даже без специальных астрономических приборов.

Интересно! В период Противостояния, происходящего каждые 15-17 лет, Марс затмевает собой по яркости и видимости Венеру и Юпитер, хотя он гораздо меньше них.

Классификация небесных тел Солнечной системы

  • Силикатные небесные тела. Данная группа небесных тел именуется силикатной, т.к. основным компонентом всех ее представителей являются каменно-металлические породы (около 99% от всей массы тела). Силикатная составляющая представлена такими тугоплавкими веществами, как кремний, кальций, железо, алюминий, магний, сера и др. Присутствуют также ледяные и газовые компоненты (вода, лед, азот, углекислота, кислород, гелий водород), однако их содержание мизерное. К этой категории относятся 4 планеты (Венера, Меркурий, Земля и Марс), спутники (Луна, Ио, Европа, Тритон, Фобос, Деймос, Амальтея, др), более миллиона астероидов, обращающихся между орбитами двух планет — Юпитера и Марса (Паллада, Гигея, Веста, Церера и др.). Показатель плотности — от 3 грамм на кубический сантиметр и более.
  • Ледяные небесные тела. Эта группа является самой многочисленной в Солнечной системе. Основная составляющая — ледяная компонента (углекислота, азот, водяной лед, кислород, аммиак, метан и др.). В меньшем количестве присутствует силикатная компонента, а объем газовой крайне незначительный. Эта группа включает одну планету Плутон, крупные спутники (Ганимед, Титан, Каллисто, Харон и др.), а также все кометы.
  • Комбинированные небесные тела. Составу представителей данной группы присуще наличие в больших количествах всех трех компонент, т.е. силикатной, газовой и ледяной. К небесным телам с комбинированным составом относится Солнце и планеты-гиганты (Нептун, Сатурн, Юпитер и Уран). Эти объекты характеризуются быстрым вращением.

Третий закон Кеплера

Определение 3

Квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Формула третьего закона Кеплера имеет вид:

T2a3=const или T12a13=T22a23

Точность, с которой третий закон Кеплера выполняется для всех планет, составляющих Солнечную систему, составляет выше 1%.

На рисунке изображены две орбиты, по которым небесные тела движутся вокруг звезды. Одна из орбит круговая с радиусом R, а другая – эллиптическая с большой полуосью a. Если R = a, то согласно третьему закону Кеплера периоды обращения планет по таким орбитам будут одинаковы.

Рисунок 1.24.4. Круговая и эллиптическая орбиты. При R=a периоды обращения тел по этим орбитам одинаковы.

Рисунок 1.24.5. Модель законов Кеплера.

Законы Кеплера очень долго были правилами, полученными эмпирически на основе наблюдений за движением небесных тел. Для того, чтобы получить возможность опираться на них в создании рабочих теорий, не хватало теоретического обоснования законов.

Таким обоснованием стало открытие закона всемирного тяготения Исааком Ньютоном:

Определение 4

Закон всемирного тяготения:

F=GMmr2,

где M и m – массы Солнца и планеты, r – расстояние между ними, G = 6,67·10–11 Н·м2кг2 – гравитационная постоянная.

Ньютон был первым из исследователей, кто пришел к выводу о том, что между любыми телами в космосе действуют гравитационные силы, которые и определяют характер движения этих тел. Частным случаем такого взаимодействия является  сила тяжести, воздействующая на тела, расположенные на поверхности и вблизи планет.

Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

Для круговых орбит первый и второй закон Кеплера выполняются автоматически, а третий закон утверждает, что T2 ~ R3, где Т – период обращения, R – радиус орбиты. Отсюда можно получить зависимость гравитационной силы от расстояния. При движении планеты по круговой траектории на нее действует сила, которая возникает за счет гравитационного взаимодействия планеты и Солнца: 

F~ω2R=2π2RT2.

Если T2 ~ R3, то F~1R2.

Свойство консервативности гравитационных сил позволяет ввести понятие потенциальной энергии. Для сил всемирного тяготения удобно потенциальную энергию отсчитывать от бесконечно удаленной точки.

Определение 5

Потенциальная энергия тела массы m, находящегося на расстоянии r от неподвижного тела массы M, равна работе гравитационных сил при перемещении массы m из данной точки в бесконечность.

Математическая процедура вычисления потенциальной энергии тела в гравитационном поле состоит в суммировании работ на малых перемещениях.

Рисунок 1.24.6. Вычисление потенциальной энергии тела в гравитационном поле.

Закон всемирного тяготения применим не только к точеным массам, но и к сферически симметричным телам. Работа ∆Ai  гравитационной силы F→ на малом перемещении ∆si→=∆ri→ есть: 

∆Ai=-GMmri2∆ri

Полная работа при перемещении тела массой m из начального положения в бесконечность находится суммированием работ ΔAi на малых перемещениях: 

At∞=∑r∞∆Ai

В пределе при Δri→ эта сумма переходит в интеграл. В результате вычислений для потенциальной энергии получается выражение:

Ep=Ar∞=-GMmr

Знак «минус» указывает на то, что гравитационные силы являются силами притяжения.

Если тело находится в гравитационном поле на некотором расстоянии r от центра тяготения и имеет некоторую скорость v, его полная механическая энергия равна

E=Ek+Ep=mv22-GMmr=const

В соответствии с законом сохранения энергии полная энергия тела в гравитационном поле остается неизменной.

Определение 6

Полная энергия может быть положительной и отрицательной, а также равняться нулю. Знак полной энергии определяет характер движения небесного тела (рис. 1.24.6).

При E=E1<  тело не может удалиться от центра притяжения на расстояние r > rmax. В этом случае небесное тело движется по эллиптической орбите (планеты Солнечной системы, кометы).

Рисунок 1.24.7. Диаграмма энергий тела массой m в гравитационном поле, создаваемом сферически симметричным телом массой M и радиусом R.

При E=E2= тело может удалиться на бесконечность. Скорость тела на бесконечности будет равна нулю. Тело движется по параболической траектории.

При E=E3> движение происходит по гиперболической траектории. Тело удаляется на бесконечность, имея запас кинетической энергии.

Внешние планеты Солнечной системы

Между тем за пределами «линии замерзания» разыгрывался совершенно иной сценарий. Поскольку там было так много нетронутого материала, планетезимали росли быстрее и до большего размера по сравнению с планетами земной группы. Благодаря своим огромным массам эти тела смогли захватывать имевшиеся поблизости в большом количестве водород и гелий. Это газовые гиганты — крупнейшие планеты Солнечной системы.

Последующая эволюция внешних планет несколько сложнее, чем у планет земного типа. Газовые гиганты Юпитер и Сатурн образовались быстро, как описано выше, а вот расположенные за ними Уран и Нептун, по-видимому, сформировались позже и гораздо ближе к Солнцу, чем они находятся сейчас. К тому же они образовались, когда Солнце испускало в космос интенсивные потоки частиц, которые выдули большую часть первичного водорода и гелия из Солнечной системы. В результате эти две планеты оказались меньше по размеру. Более того, по своему химическому составу они отличаются от Юпитера и Сатурна. Их часто называют ледяными, а не газовыми гигантами, чтобы подчеркнуть эту разницу.

Четыре планеты-гиганта, а также все оставшиеся планетезимали вместе с прочими объектами продолжали двигаться по своим орбитам, гравитационно взаимодействуя друг с другом. Согласно модельным расчетам, Юпитер сформировался на внешнем крае того образования, которое принято сейчас называть поясом астероидов. Последовательность сложных гравитационных взаимодействий Юпитера, Сатурна и оставшегося вещества в протопланетном диске запускает цепь событий, которые астрономы называют Большим галсом (по названию маневра парусного судна при движении против ветра).

На этой иллюстрации изображен бурный процесс формирования Земли в самом начале существования Солнечной системы, когда внутренние планеты подвергались бомбардировке бесчисленными планетезималями и в результате нагревались.

Большой галс начался с того, что Юпитер сместился к Солнцу и расположился между нынешними орбитами Марса и Земли. В ходе этого дрейфа зарождающаяся планета рассеивала вещество протопланетного диска, частично вышибая его за пределы Солнечной системы, а частично закидывая на Солнце. В этот момент гравитационное взаимодействие Юпитера и Сатурна (чья орбита также сместилась внутрь) привело к изменению направления дрейфа планет-гигантов на противоположное и перемещению их наружу, на современные орбиты.

Другим результатом этих маневров было то, что орбита Нептуна оказалась вытеснена наружу, так что она влетела в остатки протопланетного диска, словно шар для боулинга в кегли. К этому времени диск расширился примерно до размеров нынешней орбиты Урана, а ко времени окончания планетных миграций система уже вышла далеко за пределы нынешней орбиты Плутона.

Большой галс позволяет объяснить ряд особенностей внутренней Солнечной системы. Например, потеря столь большого количества вещества протопланетного диска объясняет, почему Марс намного меньше Земли и Венеры, — предназначенный для него запас строительных материалов был попросту выброшен из Солнечной системы. Это же соображение позволяет объяснить, почему в поясе астероидов осталось так мало вещества.

Результатом всех этих дрейфов стал период длительностью несколько сотен миллионов лет, который отличался высокой интенсивностью столкновений, затронувших все тела во внутренней Солнечной системе. Этот период получил название Поздней тяжелой бомбардировки. Оставленные им шрамы видны в кратерах, которые дожили до наших дней на поверхности безвоздушных тел, таких как Меркурий и Луна.

За последние несколько десятилетий астрономы поняли, что ранняя эволюция Солнечной системы была весьма непохожа на спокойный, упорядоченный коллапс, который представлял Лаплас в XVIII веке. Но после окончания первоначальных фейерверков Солнечная система стала гораздо более упорядоченным и предсказуемым местом — как раз то, что нужно для начала путешествия по первой из наших вселенных.

Кликните по картинке, она откроется в новом окне и ее можно будет увеличить

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.