Astronomia

Quale periodo orbitale produrrebbe una Luna Nuova (e una Luna Piena) ogni anno? Quali altri effetti produrrebbe?

Quale periodo orbitale produrrebbe una Luna Nuova (e una Luna Piena) ogni anno? Quali altri effetti produrrebbe?

Mi interessa sapere se è possibile per la luna orbitare attorno alla terra a una velocità tale da vedere solo una luna nuova e una luna piena all'anno. In caso affermativo, quali altri effetti sperimenteremmo?

All'inizio pensavo che questo sarebbe stato un periodo di un anno, e tecnicamente penso che avrebbe prodotto una Luna Nuova, ma quella singola Luna Nuova sarebbe durata tutto l'anno (cioè, non avresti mai visto la luna). Quindi sono interessato a sapere se c'è un periodo orbitale che ci darebbe una Luna Nuova e una Luna Piena, viste dalla nostra Terra, ogni anno.

Mentre tengo le mani davanti alla mia faccia e le ruoto sperimentalmente l'una intorno all'altra, voglio dire che un periodo di sei mesi produrrebbe questo effetto, ma non sono sicuro che sia corretto, quindi apprezzerei una parola da chiunque sappia effettivamente di cosa sta parlando. Grazie!

(Mi scuso se è stato chiesto prima, non sono riuscito a trovarlo.)


Ciò sarebbe naturalmente ottenuto da un quasi-satellite. Questi sono oggetti con una risonanza orbitale 1:1 con una diversa eccentricità rispetto al pianeta. Dal punto di vista del pianeta, questo porta al quasi-satellite che sembra viaggiare intorno al pianeta una volta all'anno in direzione retrograda. A partire dal quasi-satellite alla sua massima distanza dal Sole, questo sarebbe in piena fase. Sei mesi dopo, il quasi-satellite sarebbe tra la Terra e il Sole, quindi sarebbe in una nuova fase. I diagrammi seguenti mostrano una versione idealizzata della configurazione basata su orbite kepleriane in un telaio non rotante e in un telaio in cui la Terra e il Sole sono mantenuti in una posizione fissa.

I sistemi reali evolveranno dinamicamente a causa dell'interazione gravitazionale tra il pianeta e il quasi-satellite, portando a precessione e oscillazioni dell'allineamento delle orbite.

La Terra ha attualmente diversi quasi-satelliti conosciuti, il più vicino dei quali è (469219) Kamoʻoalewa. I quasi-satelliti conosciuti nel nostro Sistema Solare non hanno una vita lunga: sono catture relativamente recenti nell'orbita dei quasi-satelliti che alla fine sfuggiranno. Tuttavia, ci sono alcune condizioni in cui i quasi-satelliti possono essere stabili per lunghi periodi, e forse alcuni sistemi esoplanetari hanno condizioni più favorevoli per i quasi-satelliti rispetto al nostro.


Domanda molto interessante!

Sì hai ragione, un anno orbita prograda sembrerebbe stare fermo, e un'orbita prograde di sei mesi farebbe il trucco.

Gestiamo i periodi sinodici in questo modo:

$$frac{1}{T_{syn}} = frac{1}{T_1} - frac{1}{T_2}$$

dove $T_1 = 0,5$ è l'orbita semestrale di Farmoon e $T_2 = 1$ è l'orbita di un anno della Terra intorno al Sole. Se entrambi fossero un anno il periodo sarebbe infinito.

Vedi anche questa risposta a Come si calcola il periodo sinodico della Terra e un'orbita ellittica?

Per retrogrado prepariamo $T_{syn}=-1$ e vedere che un'orbita parcheggiata dove $frac{1}{T_1} = 0$ funzionerebbe anche.

Soluzione orbita di moto apparente di 1 anno Prograde

Per l'orbita prograda una distanza di all'incirca 1,36 milioni di km farebbero il lavoro e questo è appena all'interno della sfera di Hill della Terra, quindi sarebbe stabile a breve termine. Se fosse più lontano, la gravità del Sole lo allontanerebbe. Così vicino alla sfera di Hill devi tenere conto della gravità del Sole quando calcoli la distanza e l'orbita ottimali.

Questa risposta a Qual è la differenza tra Sphere of Influence e Hill sphere? dice:

Sfera di collina: data una massa grande (es. Sole) e una massa piccola (es. Terra), può una massa minuscola (es. Luna) trovare un'orbita stabile attorno alla piccola massa? (Se la piccola massa esce dalla Hill Sphere della piccola massa, no.)

La sfera di Earth's Hill è di circa 1,5 milioni di km.

L'orbita di 1 anno fallisce

Come accennato in precedenza, se avessi un'orbita prograde di 1 anno, sembrerebbe ferma.

Tuttavia, un altro problema è che la distanza dovrebbe essere di circa 2,2 milioni di km dalla Terra, ed è al di fuori della sfera di Hill della Terra. In altre parole, la gravità del Sole dominerebbe e lo tirerebbe fuori dall'orbita prima che facesse il giro della Terra!

L'unico modo per ottenere un oggetto a fare il giro della Terra una volta all'anno non è orbitare (non è possibile) ma parcheggiare in un punto di Lagrange.

Sebbene la seguente discussione sia per L1, si applica anche a L2.

Spostati a 1,5 milioni di km e sei in prossimità del punto Lagrange L1 Sole-Terra. Ci sono diversi satelliti artificiali tra cui SOHO e DSCOVR. Sono in realtà in orbite Halo/Lissajous intorno a L1.

Quello che sta realmente accadendo è che ora sei in un'orbita eliocentrica che normalmente avrebbe un periodo più breve di un anno, ma il leggero strattone della gravità terrestre ti rallenta quanto basta per rimanere approssimativamente tra la Terra e il Sole.

Non è molto stabile lì. Mentre alcune orbite dell'alone sono effettivamente stabili nel problema dei tre corpi circolari ristretti, le perturbazioni del mondo reale provenienti da Venere, Giove e l'eccentricità dell'orbita della Terra lo destabilizzerebbero nel giro di pochi anni.

FarMoon farebbe come dici tu e sembrerebbe sempre una "luna nuova".

L'orbita di moto apparente retrograda di 1 anno non è fisica

$$frac{1}{-1} = frac{1}{T_1} - frac{1}{1}$$

si intende $T_1 = pm infty$

Per ottenere un'apparente Luna Nuova retrograda di un anno è necessario mantenere un angolo costante dalla Terra nello spazio inerziale (non rotante). Ad esempio, immagina di copiare/incollare l'orbita terrestre a sinistra di centomila km. e mettere la Luna su quel binario e costringerla a girare una volta all'anno.

Ciò significa che orbiterebbe attorno a un "Sole fantasma" sfalsato dal sole della stessa distanza.

Questo non accade, non è fisicamente possibile. Quindi l'unica scelta è l'orbita di sei mesi prograde.


Ci sono calcoli che affermano che nessun satellite effettivo di un pianeta in un'orbita stabile può avere un periodo orbitale attorno al suo pianeta che è più lungo di un nono del periodo orbitale del pianeta attorno alla loro stella.

In "Exomoon Habitability Constrained by Illumination and Tidal Heating", Rene Heller e Roy Barnes, viene discussa l'abitabilità di ipotetiche esolune giganti in orbita attorno a esopianeti giganti in altri sistemi stellari.

Le stelle nane rosse sono il tipo più comune di stelle. Gli esopianeti che orbitano intorno a loro nelle loro zone abitabili circumstellari sarebbero così vicini da rimanere agganciati alle loro stelle, con un lato sempre rivolto verso la stella. Gli effetti climatici di ciò potrebbero rendere inabitabile un pianeta del genere.

Ma se una luna delle dimensioni della Terra orbitasse in orbita attorno a un pianeta gigante nella zona abitabile di una stella nana rossa, sarebbe bloccata in modo determinante al pianeta anziché alla stella, come lo sono quasi tutti i satelliti naturali del nostro sistema solare. Il giorno della luna o il periodo di rotazione sarebbe la stessa lunghezza del suo mese, il suo periodo orbitale attorno al pianeta.

Helar e Barnes affermano nella sezione 2 habitabilityof exomoons:

È stato dimostrato che la lunghezza più lunga possibile del giorno di un satellite compatibile con la stabilità di Hill è di circa P∗p/9, essendo P∗p il periodo orbitale del pianeta attorno alla stella (Kipping 2009a).

Abitabilità di Exomoon vincolata dall'illuminazione e dal riscaldamento delle maree

La fonte è indicata come:

Kipping, D.M. 2009a, MNRAS, 392, 181

Che è probabilmente:

Autori David M Kipping Data di pubblicazione 1/1 2009 Rivista Monthly Notice of the Royal Astronomical Society Volume 392 Numero 1 Pagine 181-189

I relativi periodi orbitali della statellite e del pianeta sono discussi nella sezione 3.1 e nell'appendice B.

Effetti sui tempi di transito dovuti a un'esmoon

Quindi è possibile che tutte le esolune in orbite stabili abbiano periodi orali attorno al loro esopianeta che sono uguali o inferiori a un nono dei periodi orbitali dei loro esopianeti attorno alle loro stelle.


Forza gravitazionale della luna, maree e velocità della Terra

La forza gravitazionale della Luna influenza la Terra in aspetti molto più grandi delle sole maree. (Immagine: Pike-28/Shutterstock)

La gravità della Luna è principalmente nota per le onde di marea. Tuttavia, ci sono molte cose più importanti che la forza gravitazionale della Luna fa sulla Terra.

Maree lunari

Le maree si verificano a causa della gravità della Luna. Luoghi diversi sulla Terra hanno distanze diverse dalla Luna: il lato vicino della Terra è a circa 59 raggi terrestri dalla Luna, ma il lato più lontano della Terra è a 61 raggi terrestri. Di conseguenza, quando la Luna è direttamente sopra un luogo sulla Terra, la sua forza gravitazionale è la più forte. Così si crea l'alta marea.

È interessante notare che la stessa cosa accade sul lato opposto, anche se la gravità della Luna non può attirare l'acqua contro il centro della Terra. In realtà è nella stessa direzione dell'attrazione terrestre, portando anche lì l'alta marea. La differenza nella forza gravitazionale della Luna tra i lati vicino e lontano della Terra è circa il 7% della forza media.

Le maree sono influenzate non solo dalla gravità della Luna, ma anche dalla sua orbita ellittica, che mostra i cambiamenti della distanza della Luna dalla Terra. Il sole influenza anche le maree.

Maree solari

Le alte maree si verificano nei punti più vicini e più lontani dal Sole. Anche se il Sole è molto più lontano della Luna, la sua gravità è significativamente più forte.

La posizione della Luna, del Sole e della Terra influenza l'altezza delle maree. (Immagine: tutsi/Shutterstock)

L'allineamento della Terra, della Luna e del Sole determina l'altezza delle maree. Se il Sole e la Luna sono sulla stessa linea con la Terra, le loro gravità agiscono nella stessa direzione, creando le più grandi maree: le maree primaverili. Le maree primaverili si verificano durante la luna nuova o la luna piena. D'altra parte, durante il primo o l'ultimo quarto di Luna, la linea Terra-Luna è verticale alla linea Sole-Terra. Pertanto, l'alta marea lunare viene spinta verso il basso dalla bassa marea solare, creando le maree deboli chiamate maree di quadratura. C'è anche un altro fattore che influenza le maree.

Questa è una trascrizione della serie di video Una guida sul campo ai pianeti. Guardalo ora, su Wondrium.

L'oceano stesso

Oltre al Sole e alla Luna, anche la forma del fondo dell'oceano vicino alla riva e le correnti e le onde nella regione influenzano l'altezza delle maree in un luogo specifico. La Baia di Fundy tra Nuova Scozia e New Brunswick in Canada ospita le più alte maree della Terra, la cui differenza con le basse maree può superare i 50 piedi. Anche i materiali solidi subiscono la stessa forza.

Terremoti lunari dovuti alla gravità terrestre

La Luna sperimenta anche le maree a causa della gravità terrestre, ma il rigonfiamento di marea stagnante di 20 pollici cambia solo di pochi pollici ad ogni marea. Tuttavia, ci sono alcuni terremoti profondi sulla luna causati dalla forza gravitazionale della Terra: i terremoti lunari. Le missioni Apollo hanno lasciato quattro sismometri che hanno misurato più di 7000 eventi sismici innescati dalle maree tra il 1969 e il 1977.

La velocità della Terra e la forza gravitazionale della Luna

Le forze di marea allungano i giorni sulla Terra e la Luna si allontana da essa. Circa 4 miliardi e mezzo di anni fa, la Luna era forse sette volte più vicina alla Terra, e ogni giorno terrestre durava solo poche ore poiché ruotava molto più velocemente.

La Terra gira più velocemente della Luna, quindi quando la Luna è proprio sopra un luogo, la Terra la porta via quasi velocemente. Tuttavia, l'alta marea e i suoi effetti impiegano del tempo per tornare alle condizioni normali. Mentre il rigonfiamento di marea è leggermente più avanti della Luna, la gravità della Luna si ritira sul rigonfiamento di marea, rallentando quindi la rotazione della Terra. Attualmente, il tasso di rallentamento è di soli due secondi ogni 100.000 anni.

C'è un rigonfiamento di marea sulla Luna che è influenzato dalla forza gravitazionale della Terra, allo stesso modo in cui le maree sono create dalla forza gravitazionale della Luna. (Immagine: HelenField/Shutterstock)

I coralli hanno la prova del rallentamento. I fossili di coralli di oltre 400 milioni di anni fa mostrano 420 giorni in un anno. I coralli più giovani mostrano meno giorni in un anno, il che significa che la lunghezza dei giorni si allunga.

Distanza della Luna dalla Terra

Mentre la Luna rallenta la rotazione terrestre, la Terra spinge la Luna in avanti. Ciò aumenta l'energia nell'orbita della Luna, costringendo la Luna a spostarsi più lontano verso un'orbita leggermente più distante. Quindi, la Luna si allontana di circa 11⁄2 pollici all'anno.

Anche l'orbita della Luna e la sua rotazione sono influenzate dalle maree. Il periodo di rotazione della Luna è uguale al suo periodo orbitale, chiamato lunazione. In altre parole, un anno sulla Luna equivale a un giorno.

La Terra rallenta anche la rotazione della Luna. Il rallentamento continua fino a quando il periodo di rotazione della Luna eguaglia il suo periodo orbitale. Quindi, la posizione della Terra verrebbe fissata sul rigonfiamento della marea sulla Luna. Una Luna in questo stato è "bloccata in base alle maree" sul suo pianeta. Quindi, oggi solo un lato della Luna è rivolto verso la Terra.

Le lune rallentano o accelerano fino a quando non sono bloccate in base alle maree, e questo è successo alla maggior parte delle lune del sistema solare.

Per concludere, la Luna e la nostra Terra lavorano come una squadra e mantengono la vita stabile e possibile sulla Terra.

Domande comuni sulla forza gravitazionale della luna

La forza gravitazionale della Luna è molto inferiore a quella della Terra, ma è estremamente importante per la Terra. La forza impedisce alla Terra di ruotare più velocemente o di modificare significativamente l'angolo di rotazione, mantenendo così le condizioni stabili sulla Terra.

La Luna ha una gravità superficiale pari al 17% di quella terrestre, ma la sua forza gravitazionale è abbastanza forte da impedire alla Terra di cambiare drasticamente la sua inclinazione orbitale.

La forza gravitazionale della luna ha svolto il ruolo significativo di impedire alla Terra di cambiare l'inclinazione dell'orbita. Senza di essa, la Terra avrebbe potuto perdere la giusta inclinazione di rotazione per condizioni di vita appropriate.

In parole povere, senza la Luna e la sua forza gravitazionale, la vita sarebbe impossibile sulla Terra. L'acqua che rimane in superficie, il clima stabile e la velocità di rotazione stabile del pianeta sono tutti risultati della forza gravitazionale della Luna.


Parametri orbitali:

Per cominciare, la Luna segue un percorso ellittico attorno alla Terra – con un'eccentricità media di 0,0549 –, il che significa che la sua orbita non è perfettamente circolare. La sua distanza orbitale media è di 384.748 km, che varia da 364.397 km al punto più vicino, a 406.731 km al punto più lontano.

Questa orbita non circolare causa variazioni nella velocità angolare e nella dimensione apparente della Luna mentre si avvicina e si allontana da un osservatore sulla Terra. Quando è piena e nel suo punto più vicino alla Terra (perigeo), la Luna può sembrare più grande del 10% e più luminosa del 30% rispetto a quando è in un punto più distante della sua orbita (apogeo).

L'inclinazione media dell'orbita della Luna rispetto al piano dell'eclittica (cioè il percorso apparente del Sole attraverso il cielo) è 5,145°. A causa di questa inclinazione, la luna è sopra l'orizzonte al Polo Nord e Sud per quasi due settimane ogni mese, anche se il Sole è sotto l'orizzonte per sei mesi all'anno.

Il periodo orbitale siderale e il periodo di rotazione della Luna sono gli stessi – 27,3 giorni. Questo fenomeno, noto come rotazione sincrona, è ciò che consente allo stesso emisfero di essere sempre rivolto verso la Terra. Ecco perché il lato opposto viene comunemente chiamato "Lato Oscuro" “Dark Side”, ma questo nome è fuorviante. Mentre la Luna orbita attorno alla Terra, diverse parti sono alla luce del sole o all'oscurità in momenti diversi e nessuna delle due parti è permanentemente oscura o illuminata.

Poiché anche la Terra si muove – ruotando sul proprio asse mentre orbita attorno al Sole –, la Luna sembra orbitare intorno a noi ogni 29,53 giorni. Questo è noto come il suo periodo sinodico, che è la quantità di tempo che impiega la Luna per riapparire nello stesso punto nel cielo. Durante un periodo sinodico, la Luna subirà cambiamenti nel suo aspetto, noti come “fasi“.


Glossario

Per ulteriori esplorazioni

Articoli

Brahe e Keplero

Christianson, G. "Il palazzo celeste di Tycho Brahe". Scientifico americano (febbraio 1961): 118.

Gingerich, O. "Johannes Kepler e le tavole di Rudolphine". Sky e telescopio (dicembre 1971): 328. Breve articolo sull'opera di Keplero.

Wilson, C. "Come ha fatto Keplero a scoprire le sue prime due leggi?" Scientifico americano (marzo 1972): 92.

Newton

Christianson, G. “Newton’s principia: Una retrospettiva.” Sky e telescopio (luglio 1987): 18.

Cohen, I. "La scoperta della gravità di Newton". Scientifico americano (marzo 1981): 166.

Gingerich, O. "Newton, Halley e la cometa". Sky e telescopio (marzo 1986): 230.

Sullivant, R. "Quando cade la mela". Astronomia (aprile 1998): 55. Breve panoramica.

La scoperta di Nettuno

Sheehan, W., et al. "Il caso del pianeta rubato: gli inglesi hanno rubato Nettuno?" Scientifico americano (dicembre 2004): 92.

Siti web

Brahe e Keplero

Johannes Kepler: la sua vita, le sue leggi e il suo tempo: http://kepler.nasa.gov/Mission/JohannesKepler/. Dalla missione Kepler della NASA.

Noble Dane: Immagini di Tycho Brahe: http://www.mhs.ox.ac.uk/tycho/index.htm. Una mostra museale virtuale da Oxford.

Newton

storia//Biografie/Newton.html. Articolo MacTutor con collegamenti aggiuntivi.

La scoperta di Nettuno

Adams, Airy e la scoperta di Nettuno: http://www.mikeoates.org/lassell/adams-airy.htm. Una difesa del ruolo di Airy dallo storico Alan Chapman.

Video

Brahe e Keplero

"Armonia dei mondi". Questo terzo episodio della serie TV di Carl Sagan Cosmo si concentra su Keplero, sulla sua vita e sul suo lavoro.

Tycho Brahe, Johannes Kepler e il moto planetario: https://www.youtube.com/watch?v=x3ALuycrCwI. Video di produzione tedesca, in inglese (14:27).

Newton

Sir Isaac Newton contro Bill Nye: epiche battaglie rap della storia: https://www.youtube.com/watch?v=8yis7GzlXNM. (2:47).

La scoperta di Nettuno

Richard Feynman: Sulla scoperta di Nettuno: https://www.youtube.com/watch?v=FgXQffVgZRs. Una breve lezione di Caltech in bianco e nero (4:33).

Attività di gruppo collaborativo

  1. Un eccentrico, ma molto ricco, alunno del tuo college fa una scommessa con il preside che se lasci cadere una palla da baseball e una da bowling dall'edificio più alto del campus, la palla da bowling colpirebbe per prima il suolo. Chiedi al tuo gruppo di discutere se faresti una scommessa a parte che l'alunno ha ragione. Come decideresti chi ha ragione?
  2. Supponiamo che qualcuno nella tua classe di astronomia fosse scontento del suo peso.Dove potrebbe andare una persona per pesare un quarto di quanto pesa adesso? Cambiare il peso della persona infelice avrebbe qualche effetto sulla sua massa?
  3. Quando gli astronauti dell'Apollo sono atterrati sulla Luna, alcuni commentatori hanno commentato che ha rovinato per sempre il mistero e la "poesia" della Luna (e che gli amanti non avrebbero mai più potuto guardare la luna piena allo stesso modo). Altri pensavano che saperne di più sulla Luna potesse solo aumentare il suo interesse per noi come la vediamo dalla Terra. Come si sentono i vari membri del vostro gruppo? Perché? mostra uno sciame di satelliti in orbita attorno alla Terra. Cosa pensi che facciano tutti questi satelliti? Quante categorie di funzioni per i satelliti della Terra può inventare il tuo gruppo?
  4. Il riquadro della funzionalità Making Connections Astronomy and the Poets discute di come i poeti abbiano incluso le più recenti conoscenze astronomiche nella loro poesia. Succede ancora oggi? I membri del tuo gruppo possono inventare poesie o canzoni che conosci che trattano di astronomia o dello spazio? In caso contrario, forse potresti trovarne alcuni online o chiedendo ad amici o coinquilini che amano la poesia o la musica.

Domande di revisione

Le tre leggi di Keplero con parole tue.

Perché Keplero aveva bisogno dei dati di Tycho Brahe per formulare le sue leggi?

Quale ha più massa: una bracciata di piume o una bracciata di piombo? Quale ha più volume: un chilogrammo di piume o un chilogrammo di piombo? Quale ha una densità maggiore: un chilogrammo di piume o un chilogrammo di piombo?

Spiega come Keplero riuscì a trovare una relazione (la sua terza legge) tra i periodi orbitali e le distanze dei pianeti che non dipendesse dalle masse dei pianeti o dal Sole.

Scrivi le tre leggi del moto di Newton in termini di ciò che accade con la quantità di moto degli oggetti.

Quale pianeta principale ha il più grande. . .

  1. semiasse maggiore?
  2. velocità orbitale media intorno al Sole?
  3. periodo orbitale intorno al Sole?
  4. eccentricità?

Perché diciamo che Nettuno è stato il primo pianeta ad essere scoperto attraverso l'uso della matematica?

Perché Brahe era riluttante a fornire a Keplero tutti i suoi dati in una volta?

Secondo la seconda legge di Keplero, dove si muoverebbe più velocemente nell'orbita di un pianeta? Dove si sposterebbe più lentamente?

Il pedale dell'acceleratore, i freni e il volante hanno tutti la capacità di accelerare un'auto: come?

Spiega come un razzo può spingersi usando la terza legge di Newton.

Un certo materiale ha una massa di 565 g mentre occupa 50 cm 3 di spazio. Qual è questo materiale? (Suggerimento: usa [link].)

Per calcolare la quantità di moto di un oggetto, quali proprietà di un oggetto è necessario conoscere?

Per calcolare il momento angolare di un oggetto, quali proprietà di un oggetto è necessario conoscere?

Qual è stata la grande intuizione che Newton ha avuto riguardo alla gravità terrestre che gli ha permesso di sviluppare la legge di gravitazione universale?

Quale di queste proprietà di un oggetto quantifica meglio la sua inerzia: velocità, accelerazione, volume, massa o temperatura?

L'orbita di Plutone è più eccentrica di qualsiasi altro pianeta. Che cosa significa?

Perché Tycho Brahe è spesso chiamato "il più grande astronomo a occhio nudo" di tutti i tempi?

Domande di pensiero

È possibile sfuggire alla forza di gravità entrando in orbita attorno alla Terra? Come si confronta la forza di gravità nella Stazione Spaziale Internazionale (in orbita a una media di 400 km sopra la superficie terrestre) con quella a terra?

Qual è la quantità di moto di un oggetto la cui velocità è zero? In che modo la prima legge del moto di Newton include il caso di un oggetto fermo?

Alieni spaziali malvagi lasciano te e il tuo compagno di studi di astronomia a 1 km di distanza nello spazio, molto lontano da qualsiasi stella o pianeta. Discutete degli effetti della gravità su ciascuno di voi.

Un corpo si muove su una traiettoria perfettamente circolare a velocità costante. Ci sono forze che agiscono in un tale sistema? Come lo sai?

Poiché l'attrito con la nostra atmosfera fa sì che un satellite si muova verso l'interno, più vicino alla Terra, la sua velocità orbitale aumenta. Perché?

Usa un libro di storia, un'enciclopedia o Internet per scoprire cos'altro stava accadendo in Inghilterra durante la vita di Newton e discuti quali tendenze del tempo potrebbero aver contribuito ai suoi successi e alla rapida accettazione del suo lavoro.

Due asteroidi iniziano ad attrarsi gravitazionalmente l'un l'altro. Se un asteroide ha il doppio della massa dell'altro, quale subisce la forza maggiore? Quale sperimenta la maggiore accelerazione?

Come cambia la massa di un astronauta quando viaggia dalla Terra alla Luna? Come cambia il suo peso?

Se c'è gravità dove si trova la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) sopra la Terra, perché la stazione spaziale non viene riportata sulla Terra?

Confronta la densità, il peso, la massa e il volume di una libbra d'oro con una libbra di ferro sulla superficie della Terra.

Se una navicella spaziale identica orbitasse intorno a Marte e alla Terra a raggi identici (distanze), quale navicella spaziale si muoverebbe più velocemente? Perché?

Capire da soli

Di quale fattore aumenterebbe il peso di una persona se la Terra avesse 10 volte la sua massa attuale, ma lo stesso volume?

Supponiamo che gli astronomi trovino un pianeta simile alla terra che è il doppio della Terra (cioè, il suo raggio è il doppio di quello della Terra). Quale deve essere la massa di questo pianeta tale che la forza gravitazionale (Fgravità) in superficie sarebbe identico a quello terrestre?

Qual è il semiasse maggiore di un cerchio di diametro 24 cm? Qual è la sua eccentricità?

Se 24 g di materiale riempiono un cubo di 2 cm di lato, qual è la densità del materiale?

Se 128 g di materiale hanno la forma di un mattone largo 2 cm, alto 4 cm e lungo 8 cm, qual è la densità del materiale?

Se l'asse maggiore di un'ellisse è 16 cm, qual è il semiasse maggiore? Se l'eccentricità è 0,8, questa ellisse sarebbe meglio descritta come prevalentemente circolare o molto allungata?

Qual è la distanza media dal Sole (in unità astronomiche) di un asteroide con un periodo orbitale di 8 anni?

Qual è la distanza media dal Sole (in unità astronomiche) di un pianeta con un periodo orbitale di 45,66 anni?

Nel 1996, gli astronomi hanno scoperto un oggetto ghiacciato oltre Plutone a cui è stata data la designazione 1996 TL 66. Ha un semiasse maggiore di 84 UA. Qual è il suo periodo orbitale secondo la terza legge di Keplero?

Glossario


Mese sinodico

Come abbiamo descritto in La Terra e la Luna, un ciclo molto chiaro è visibile quando guardi la Luna dalla Terra: il ciclo dalla Luna Nuova, attraverso lune crescenti, mezze lune e gibbose, fino alla Luna Piena e viceversa. Può sembrare che questo ciclo dovrebbe essere lo stesso del Mese Siderale, ma ancora una volta le cose non sono così semplici!

Il problema è che mentre la Luna orbita intorno alla Terra, la Terra sta girando intorno al Sole e mentre la Luna è impegnata a completare la sua orbita attorno alla Terra, la Terra si muove di un dodicesimo del giro intorno al Sole. Come puoi vedere nel diagramma sopra, questo significa che partendo da una Luna Nuova, la Luna deve percorrere un'orbita completa e un po' di più per tornare di nuovo tra la Terra e il Sole.

Il tempo impiegato dalla Luna per passare da una Luna Nuova all'altra si chiama a Mese sinodico, ed è in media 29,530589 giorni. Poiché le orbite della Terra e della Luna non sono circolari, e quindi i due corpi non si muovono a velocità costante, il tempo effettivo tra le lunazioni può variare da circa 29,27 a circa 29,83 giorni.

Lunar Day : La lunghezza di un giorno sulla Luna è il tempo impiegato dal Sole, visto da un osservatore in piedi sulla Luna, per passare dall'alto verso l'alto. Di nuovo, questo non è il periodo di rotazione della Luna, perché la Luna si è mossa intorno al Sole durante quel periodo, quindi un giorno lunare è lo stesso del tempo che impiega la Luna per passare da piena a piena: ad es. un mese sinodico, ovvero 29.530589 giorni.

Una cosa che potrebbe venirti in mente: se il giorno della Luna non è lungo quanto il suo periodo di rotazione, che dire della Terra? La risposta è che la stessa cosa vale per la Terra: poiché la Terra orbita intorno al Sole nello stesso momento in cui sta ruotando, un giorno siderale sulla Terra &mdash che è una rotazione completa della Terra sul suo asse &mdash è 23 ore, 56 minuti, 4,06 secondi, che è meno di un giorno solare di 24 ore.


6 risposte 6

Puoi modellare l'effetto di due lune sommando due onde sinusoidali. Per fare questo tracciare ogni luna in funzione del Tempo e manipolare la gravità della luna cambiando l'ampiezza e il periodo orbitale moltiplicando la variabile tempo.

Un grafico finale che mostra la somma degli altri fornisce le forze risultanti sulle maree.

Versione lunga

In realtà il calcolo delle maree è MOLTO complicato, dipende da molti fattori che coinvolgono lo svuotamento del fiume nel mare, il terreno intorno alla riva, le correnti, il tempo, ecc. Tuttavia, possiamo ottenere un'approssimazione approssimativa che ci aiuterà almeno a farci un'idea per come funzionerebbero le maree.

La prima cosa da stabilire è se le lune dovrebbero avere lo stesso periodo orbitale (entrambe impiegano la stessa quantità di tempo per orbitare attorno al pianeta?) la risposta è no, Europa ha un periodo orbitale di 85 ore e Ganimede di 172 ore. Ciò significa che ogni luna può essere indipendente l'una dall'altra.

Successivamente è necessario determinare se entrambe le lune si trovano sul piano orbitale, suggerirei che lo siano. Dopo che tutti i pianeti del sistema solare orbitano sullo stesso piano e semplifica la matematica.

Quindi hai due lune di massa diversa che orbitano in periodi diversi. Puoi rappresentarlo molto facilmente come un grafico con due onde sinusoidali su di esso. Le alte maree in un dato giorno sono la forza cumulativa delle lune.

Per amor di discussione, diciamo che la luna A ha una forza di 10 e un periodo di 10 giorni, la luna B ha una forza di 15 e un periodo di 15 giorni. Puoi tracciarlo per tempo, ora disegna una terza linea che è la forza della luna A più la forza della luna B. Questa è effettivamente la tua tavola delle maree. Noterai che hai le normali maree basse e alte maree, ma ogni tanto hai maree super alte e super basse!

Quindi tutto ciò che devi fare è decidere l'altezza massima e minima della marea e ridimensionare il grafico di conseguenza. Usando questa tecnica non solo hai un'idea di come sarebbero le maree, ma puoi anche calcolare fino al giorno in cui ci saranno le alte maree.

Nell'esempio seguente ci sono due lune (verde e rossa) sul grafico, l'impatto netto di queste lune è mostrato in blu. Come puoi vedere una luna domina le maree in modo abbastanza drammatico (perché è significativamente più grande) ma la luna rossa ha un impatto sufficiente per deformare un po' le maree. L'ho preso in giro con FooPlot:

Per pura curiosità ho incasinato il periodo orbitale della luna rossa: ora puoi vedere impatti molto drammatici sulla linea di marea (blu). Sembra che le maree con questa configurazione lunare abbiano basse maree molto più lunghe che si precipitano improvvisamente.

Per aggiungere un po' di matematica in più per quelli di noi (me compreso) che non studiano trigonometria da un po'. Quando si scherza con le onde ci sono tre valori che puoi regolare Frequenza, Ampiezza e Fase. Questi rappresentano

  • Quanto tempo impiega la luna per orbitare attorno al pianeta?
  • La forza (relativa alla gravità) degli effetti della luna sulla marea
  • Sincronizzazione delle lune: fa scorrere le maree avanti e indietro in modo da poter allineare doppie lune piene e simili.

Puoi tracciare questo in questo modo:

T in questo caso è il tempo dall'inizio del ciclo, aumentandolo si ottiene la variazione in TidalForce. La fase manipola T=0 e la luna piena (usando FooPlot almeno è gradi quindi 180 è mezzo ciclo lunare).

Significherebbe una modulazione più complicata delle maree. Sulla terra abbiamo una sovrapposizione di due cicli: un ciclo solare di 12 ore esatte e un ciclo che si discosta da quello lunare. Le maree lunari sono dominanti perché il sole, sebbene molto più massiccio, è molto più lontano. Eppure gli effetti sono già all'interno dello stesso ordine di grandezza.

Ciò che ne risulta è il modello delle maree primaverili e delle maree di quadratura. Le maree primaverili sono maree in cui le maree del sole e le maree della luna sono in fase, quindi si sommano. Le maree di quadratura sono quando sono esattamente opposte, quindi la marea del sole annulla parzialmente la marea della luna.

Ora con diverse lune, aggiungeresti ulteriori oscillazioni nel mix, che, supponendo che le lune siano tutte abbastanza lontane da avere cicli di molti giorni, si aggiungerebbero allo schema delle maree primaverili e delle maree di quadratura, il che renderebbe quel modello più complesso (nel caso più semplice, otterresti una modulazione se l'altezza della marea primaverile / ripida creata dalle altre lune).

Mentre l'orbita più probabile per una luna sarebbe equatoriale (o vicina all'equatoriale), sono possibili anche altre orbite (sebbene meno probabili). L'altro estremo sarebbe un'orbita polare il cui effetto di marea sarebbe di avere una metà esatta exact siderale periodo del giorno (il giorno sideriale è il tempo di una rotazione il giorno solare è leggermente diverso a causa del movimento del pianeta sul sole). Una tale luna polare creerebbe le maree giornaliere massime mentre è sopra l'equatore, ma nessun cambiamento giornaliero mentre sopra il polo il ciclo di quello sarebbe il tempo di orbita di quella luna. Nota che le maree nella regione polare, che sono zero per una luna con orbita equatoriale, avrebbero un ciclo di tempo orbitante con quella luna (ovviamente molte di queste lune darebbero di nuovo una sovrapposizione di tali cicli, con conseguente primavera polare e maree).

Supponendo che il piano equatoriale del pianeta non sia troppo inclinato rispetto all'eclittica (cioè hai giorni e notti), avresti un modello annuale per stabilire se le maree giornaliere ("equatoriali") di quella polare -orbita lunare hanno maree primaverili o quadrate a causa del contributo delle maree solari. Naturalmente considerazioni simili valgono per la sovrapposizione delle maree con le lune equatoriali.

Si noti tuttavia che la luna terrestre è straordinariamente grande rispetto alle dimensioni della terra, la maggior parte delle lune sono molto più piccole e quindi hanno un effetto molto inferiore sulle maree. Nota anche che le lune non possono avere orbite arbitrarie, perché se si avvicinano troppo l'una all'altra, disturberanno troppo l'orbita dell'altra in modo che non rimanga stabile.

Nota anche che ho ipotizzato che orbite ellittiche con orbite approssimativamente circolari causerebbero effetti extra, perché le maree sarebbero più grandi quando la luna è più vicina.

Naturalmente tutte queste possibilità avrebbero anche effetti osservati nelle fasi lunari (e nella posizione della luna). In effetti, sarebbe ancora possibile prevedere le maree semplicemente osservando le fasi lunari. Una luna in orbita polare avrebbe fasi lunari particolarmente interessanti in cui ci sarebbe un cambiamento stagionale tra le normali fasi lunari (quando il sole si trova nel piano orbitale della luna il momento in cui questa luna avrebbe la sua marea primaverile solare) e una mezzaluna continua (quando la direzione del sole è perpendicolare al piano orbitale della luna, il tempo in cui questa luna avrebbe la sua marea di quadratura solare).


1340 ASTRONOMIA Studio per il test II, Dr. Holtz

a) dipendente dalla sua accelerazione.
b) raddoppiato.
c) invariato.
d) dimezzato.
e) quadruplicato.

Finché un oggetto non guadagna o perde massa, una forza costante applicata a un oggetto per un periodo di tempo si tradurrà in un cambiamento di

a) direzione.
b) velocità.
c) peso.
d) velocità.
e) accelerazione.

Se la tua massa è di 60 kg sulla Terra, quale sarebbe la tua massa sulla Luna?

a) 10 kg
b) 60 libbre
c) 10 libbre
d) 60 kg
e) 50 kg

Cosa accadrebbe se un razzo venisse lanciato con una velocità maggiore della velocità di fuga della Terra?

a) Ci vorrebbe meno tempo per raggiungere la sua orbita vincolata.
b) orbiterebbe intorno alla Terra con una velocità maggiore.
c) Viaggerebbe in un'orbita più alta intorno alla Terra.
d) Viaggerebbe dalla Terra nel sistema solare.
e) Sarebbe in un'orbita instabile

Supponiamo che un oggetto si muova in linea retta a 70 km/h. Secondo la prima legge del moto di Newton, l'oggetto

a) continuare a muoversi allo stesso modo per sempre, qualunque cosa accada.
b) continuare a muoversi nello stesso modo finché non subisce l'azione di una forza.
c) eventualmente rallentare e fermarsi.
d) continuare a muoversi in linea retta per sempre se è nello spazio, ma cadere a terra se è sulla Terra.

La Terra è la più lontana dal Sole a luglio e la più vicina al Sole a gennaio. Durante quale stagione dell'emisfero settentrionale la Terra si muove più velocemente nella sua orbita?

a) inverno
b) caduta
c) primavera
d) estate

Il fatto che la Voyager 1 continui ad uscire dal sistema solare, anche se i suoi razzi non hanno carburante, è un esempio di

a) Prima legge del moto di Newton.
b) Seconda legge del moto di Newton.
c) Terza legge del moto di Newton.
d) la legge di gravitazione universale.
e) nessuna delle precedenti

Quale delle due palle da bowling accelera più velocemente durante la caduta dalla stessa altezza? Supponiamo che le palle da bowling siano identiche, tranne che per la loro massa.

a) La palla da bowling più leggera accelera più velocemente.
b) Cadono entrambi con la stessa accelerazione.
c) La palla da bowling più pesante accelera più velocemente.

La quantità di energia potenziale gravitazionale rilasciata quando un oggetto cade dipende da

a) la distanza di caduta.
b) la distanza per cui cade e la sua velocità nel momento in cui inizia a cadere.
c) la sua velocità nel momento in cui inizia a cadere.
d) né la distanza per cui cade né la sua velocità nel momento in cui inizia a cadere.

Considerando l'equazione di Einstein relativa alla massa e all'energia, E = mc2, quale delle seguenti affermazioni è vera?

a) Puoi trasformare la massa in energia se puoi accelerare la massa alla velocità della luce.
b) La massa può essere trasformata in energia, ma l'energia non può essere riconvertita in massa.
c) Una piccola quantità di massa può essere trasformata in una grande quantità di energia.
d) Un chilogrammo di massa rappresenta 1 joule di energia.
e) Ci vuole una grande quantità di massa per produrre una piccola quantità di energia.

La fonte di energia a lungo termine che alimenta il Sole è
a) energia termica degli atomi di idrogeno nel Sole.
b) energia di massa dell'idrogeno che si fonde in elio.
c) energia potenziale chimica dell'idrogeno che brucia in elio.
d) energia cinetica del moto orbitale del Sole.
e) energia potenziale gravitazionale della contrazione della nube di gas che ha formato il Sole.

Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente la legge di conservazione dell'energia?

a) Un oggetto ha sempre la stessa quantità di energia.
b) La quantità totale di energia nell'universo non cambia mai.
c) L'energia può cambiare tra molte forme diverse, come potenziale, cinetica e termica, ma alla fine viene distrutta.
d) Non è realmente possibile per un oggetto guadagnare o perdere energia potenziale perché l'energia non può essere distrutta.
e) Il fatto che si possa fondere l'idrogeno in elio per produrre energia significa che l'elio può essere trasformato in idrogeno per produrre energia.

Secondo la legge di gravitazione universale, la forza di gravità è

a) direttamente proporzionale alla distanza tra gli oggetti.
b) non dipendente dalla distanza tra gli oggetti.
c) inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra gli oggetti.
d) inversamente proporzionale alla distanza tra gli oggetti.
e) direttamente proporzionale al quadrato della distanza tra gli oggetti.

La forza di gravità è una legge dell'inverso del quadrato. Ciò significa che, se raddoppi la distanza tra due grandi masse, la forza gravitazionale tra loro

a) non è interessato.
b) si indebolisce di un fattore 4.
c) si rafforza di un fattore 4.
d) si indebolisce di un fattore 2.
e) raddoppia anche.

Secondo la legge di gravitazione universale, se raddoppi le masse di entrambi gli oggetti che attraggono, allora la forza gravitazionale tra di loro sarà

a) diminuzione di un fattore 4.
b) aumentare di un fattore 4.
c) non cambia affatto.
d) diminuzione di un fattore 2.
e) aumentare di un fattore 2.

Supponiamo di far cadere una piuma e un martello sulla Luna dalla stessa altezza contemporaneamente. Cosa accadrà?

a) Colpiranno il suolo contemporaneamente.
b) Il martello colpirà per primo il suolo.
c) Galleggeranno nello spazio a causa della mancanza di gravità sulla Luna.
d) La piuma toccherà per prima il suolo.

La massa approssimativa di Giove può essere calcolata da

a) misurare il periodo orbitale e la distanza dell'orbita di Giove intorno al Sole.
b) conoscere la massa del Sole e misurare la distanza media di Giove dal Sole.
c) misurare la velocità orbitale di una delle lune di Giove.
d) conoscere la massa del Sole e misurare come cambia la velocità di Giove durante la sua orbita ellittica attorno al Sole.
e) misurare il periodo orbitale e la distanza di una delle lune di Giove&#

La gravità è una legge dell'inverso del quadrato della distanza. Pertanto, se la distanza tra due masse viene diminuita di un fattore 4, la forza gravitazionale tra quelle due masse

a) diminuisce di un fattore 4.
b) aumenta di un fattore 4.
c) aumenta di un fattore 2.
d) diminuisce di un fattore 16.
e) aumenta di un fattore 16.

In quali fasi lunari sono meno pronunciate le maree (ad esempio, le alte maree più basse)?

a) luna nuova
b) luna piena
c) primo trimestre
d) sia lune nuove che piene
e) sia il primo che il terzo trimestre

La seconda legge di Newton afferma: somma delle forze = massa × accelerazione. Se una forza nota fosse applicata a un oggetto con una massa nota, come prevederesti l'accelerazione di quell'oggetto?

a) accelerazione = somma delle forze/massa
b) accelerazione = massa × somma delle forze
c) accelerazione = massa / somma delle forze
d) La seconda legge di Newton è irrilevante per risolvere questo problema.

La forza di gravità tra due oggetti può essere descritta usando l'equazione Fg = G M1 M2 / d2. In questa equazione, cosa rappresenta d?

a) la costante gravitazionale universale
b) la distanza tra i due oggetti
c) la densità dell'oggetto più piccolo

La forza di gravità tra due oggetti può essere descritta usando l'equazione Fg = G M1 M2 / d2. In questa equazione, cosa rappresenta G?

a) la densità dell'oggetto più piccolo
b) la distanza tra i due oggetti
c) la costante gravitazionale universale

Ha realizzato le leggi di gravità applicate agli oggetti nello spazio e sulla Terra.

a) Galileo
b) Keplero
c) Copernico
d) Newton

Se il Sole si trasformasse istantaneamente in un buco nero di una massa solare, cosa accadrebbe alla Terra?

a) Continuerebbe a orbitare attorno al buco nero.
b) Sarebbe gradualmente a spirale nel buco nero.
c) Verrebbe espulso nello spazio esterno.
d) Verrebbe risucchiato nel buco nero

Quando una cometa passa nel suo massimo avvicinamento al Sole, cosa possiamo dire di come è cambiata la somma della sua energia potenziale e cinetica da quando era alla sua massima distanza?

a) La somma è aumentata.
b) La somma non è cambiata.
c) La somma è diminuita.
d) La somma è uguale alla costante gravitazionale universale.

La versione di Newton della terza legge di Keplero afferma: p2=4π2G(M1+M2)×a3
Secondo questo, quali informazioni osservative sono necessarie per calcolare la massa combinata di un pianeta e della sua luna?

a) la distanza media tra i due oggetti e il periodo orbitale
b) il raggio dei due pianeti in metri e la distanza media tra loro
c) il periodo orbitale e la densità dei due oggetti
d) È impossibile determinare la massa di qualsiasi oggetto astronomico.

Quando è massimo il momento angolare orbitale di una cometa?

a) quando la cometa è lontana dal Sole
b) quando la cometa è vicina al Sole
c) Il suo momento angolare non cambia

Quand'è che la velocità orbitale di una cometa raggiunge il suo massimo?

a) quando è più vicino al Sole
b) quando è più lontano dal Sole
c) La sua velocità orbitale non cambia.

considera l'orbita ellittica di una cometa attorno al Sole. In quale punto della sua orbita ha la maggiore quantità di energia orbitale totale?

a) quando è più lontano dal Sole
b) quando è più vicino al Sole
c) Ha sempre la stessa energia orbitale totale.

Considera la Terra e la Luna. Come dovresti ora realizzare, la forza gravitazionale che la Terra esercita sulla Luna è uguale e opposta a quella che la Luna esercita sulla Terra. Pertanto, secondo la seconda legge del moto di Newton __________.

a) la Luna e la Terra hanno entrambe accelerazioni uguali, perché le forze sono uguali
b) La Terra ha un'accelerazione maggiore della Luna, perché ha una massa maggiore
c) la Luna ha un'accelerazione maggiore della Terra, perché ha una massa minore

Cos'è la caduta libera e perché ti rende senza peso? Descrivi brevemente perché gli astronauti sono senza peso nella Stazione Spaziale Internazionale.

La caduta libera sta cadendo con _______.
Gli oggetti in caduta libera sono senza peso perché ______
Gli astronauti nella Stazione Spaziale Internazionale sono in ____ caduta libera mentre cadono intorno alla Terra (sempre mancando), quindi sono senza peso.

nessuna resistenza alla caduta, non spingono contro nulla per dar loro peso, costante

Rispetto ai loro valori sulla Terra, su un altro pianeta il tuo

a) la massa sarebbe la stessa ma il tuo peso sarebbe diverso.
b) massa e peso sarebbero entrambi uguali.
c) il peso sarebbe lo stesso ma la tua massa sarebbe diversa.

Il video mostra una nube di gas interstellare in fase di collasso, tenuta insieme dall'attrazione gravitazionale reciproca di tutti gli atomi e le molecole che compongono la nube. Quando la nuvola collassa, la forza di gravità complessiva che attira la nuvola verso l'interno _______ perché __________.

diventa gradualmente più forte, la forza di gravità segue una legge dell'inverso del quadrato con la distanza

Man mano che la nuvola si riduce di dimensioni, la sua velocità di rotazione _____ perché __________.

accelera, si conserva il suo momento angolare totale

Man mano che la nuvola si restringe di dimensioni, la sua temperatura centrale ______ come risultato di ______________.

aumenta, la sua energia potenziale gravitazionale viene convertita in energia termica

Supponiamo che il Sole collassi dal suo raggio attuale di circa 700.000 km a un raggio di soli 6000 km circa (circa il raggio della Terra). Cosa ti aspetti che accada di conseguenza?

a) Un'enorme quantità di energia potenziale gravitazionale verrebbe convertita in altre forme di energia e il Sole ruoterebbe molto più lentamente.
b) Il Sole guadagnerebbe più energia e più momento angolare.
c) Un'enorme quantità di energia potenziale gravitazionale verrebbe convertita in altre forme di energia e il Sole ruoterebbe molto più rapidamente.
d) Sia la quantità totale di energia che la velocità di rotazione rimarrebbero le stesse.

Supponiamo che due asteroidi orbitino attorno al Sole su orbite quasi identiche e che passino abbastanza vicini l'uno all'altro da avere le loro orbite alterate da questo incontro gravitazionale. Se uno degli asteroidi finisce per spostarsi su un'orbita più vicina al Sole, cosa succede all'altro asteroide?

a) Finirà anche su un'orbita più vicina al Sole.
b) Finirà su un'orbita più lontana dal Sole.
c) Rimarrà sulla sua orbita originale.
d) Diventerà molto più fresco.

Quando una gigantesca nube di gas collassa a causa della gravità, ti aspetteresti che la sua velocità di rotazione

a) rimani invariato
b) diminuire
c) aumentare

Quale dei seguenti rappresenta un cambiamento dall'energia potenziale all'energia cinetica?

a) Una roccia che parte da ferma su un'alta scogliera, poi si muove sempre più velocemente mentre cade.
b) Un pallone calciato che sale più in alto nell'aria e si ferma momentaneamente all'apice della sua traiettoria.
c) Un'auto che frena su una strada diritta e riscalda le pastiglie dei freni mentre rallenta.
d) La luce del sole scioglie un vassoio di ghiaccio.

Supponiamo che due oggetti si attraggano gravitazionalmente. Se raddoppi la distanza tra loro, la forza della loro attrazione gravitazionale __________.

a) aumenta di un fattore 2
b) aumenta di un fattore 9
c) diminuisce di un fattore 2
d) aumenta di un fattore 4
e) diminuisce di un fattore 9
f) diminuisce di un fattore 4

Quale dei seguenti sono consentiti percorsi orbitali sotto gravità?
(Seleziona tutte le risposte pertinenti.)

a) parabolico
b) quadrato
c) ellittica
d) essere risucchiato dalla gravità
e) iperbolico

Considera l'affermazione "Non c'è gravità nello spazio". Questa affermazione è:

a) Completamente falso.
b) Falso se sei vicino a un pianeta o una luna, ma vero tra i pianeti.
c) Completamente vero.

La Terra ha sempre due rigonfiamenti di marea. Dove si trovano approssimativamente questi rigonfiamenti?

a) Entrambi sono su linee perpendicolari alla linea Terra-Luna.
b) Uno è sull'Oceano Atlantico e uno è sull'Oceano Pacifico.
c) Uno è rivolto alla Luna e uno è rivolto al Sole.
d) Uno è rivolto verso la Luna e uno è rivolto di fronte alla Luna.

La maggior parte delle persone ha familiarità con l'aumento e la caduta delle maree oceaniche. Le maree influiscono anche sulla terraferma?

a) Sì, anche se la terra sale e scende di una quantità molto minore rispetto agli oceani.
b) No, le maree possono influenzare solo liquidi e gas, non solidi.
c) Sì, la terra sale e scende con maree altrettanto alte (e basse) degli oceani.
d) No, le maree influenzano solo gli oceani.

Qualsiasi luogo particolare sulla Terra sperimenta __________.

a) due serie di alta e bassa marea nell'oceano, ma solo una serie a terra
b) un'alta marea e una bassa marea ogni giorno
c) due alte maree e due basse maree ogni giorno
d) due alte maree e due basse maree ogni mese
e) un'alta marea e una bassa marea ogni mese

Un rigonfiamento di marea è rivolto verso la Luna perché è lì che l'attrazione gravitazionale tra la Terra e la Luna è più forte. Quale dei seguenti spiega meglio perché c'è anche un secondo rigonfiamento di marea?

a) Il secondo rigonfiamento di marea è un effetto di rimbalzo, creato quando l'acqua sul lato rivolto verso la Luna ricade e quindi spinge verso l'alto l'acqua sul lato opposto della Terra.

b) Il secondo rigonfiamento di marea è creato dalla gravità del Sole.

c) Il secondo rigonfiamento di marea si verifica perché la gravità si indebolisce con la distanza, essenzialmente allungando la Terra lungo la linea Terra-Luna.

d) Il secondo rigonfiamento di marea è creato dalla forza centrifuga causata dalla rapida rotazione terrestre.

Mentre guardi il video, nota che la dimensione dei rigonfiamenti di marea varia con la fase della Luna, che dipende dalla sua posizione orbitale rispetto al Sole. Quale delle seguenti affermazioni descrive accuratamente questa variazione?
(Seleziona tutte le risposte pertinenti.)

a) Le basse maree sono più alte con la luna piena e più basse con la luna nuova.
b) Le alte maree sono più alte sia con la luna piena che con la luna nuova.
c) Le alte maree sono più alte al primo e al terzo quarto di luna.
d) Le alte maree sono più alte con la luna piena e più basse con la luna nuova.
e) Le basse maree sono più basse sia con la luna piena che con la luna nuova.
f) Le basse maree sono più alte sia con la luna piena che con la luna nuova.

Hai scoperto che le maree sulla Terra sono determinate principalmente dalla posizione della Luna, con il Sole che gioca solo un ruolo secondario. Perché la Luna ha un ruolo maggiore nel causare le maree rispetto al Sole?

a) perché la forza gravitazionale tra Terra e Luna è più forte della forza gravitazionale tra Terra e Sole
b) perché l'attrazione gravitazionale tra Terra e Luna varia più attraverso la Terra di quanto non faccia l'attrazione gravitazionale tra Terra e Sole
c) perché la Luna orbita intorno alla Terra più velocemente di quanto la Terra orbita intorno al Sole

Per far girare a sinistra un razzo, devi:

a) accendi un motore che spara gas a destra.
b) far girare il razzo in senso orario.
c) accendere un motore che spara gas a sinistra.

Rispetto al suo momento angolare quando è più lontano dal Sole, il momento angolare della Terra quando è più vicino al Sole è

Un maggiore.
b) meno.
c) lo stesso.

La differenza tra velocità e velocità è che _________.

a) la velocità include anche una direzione
b) sono espressi in unità diverse
c) la velocità è la stessa dell'accelerazione ma la velocità è diversa
d) la velocità è calcolata usando un'equazione fisica

Il momento è definito come _________.

a) massa moltiplicata per accelerazione
b) massa moltiplicata per velocità
c) forza moltiplicata per velocità
d) massa moltiplicata per velocità

Supponi di vivere sulla Luna. Quale delle seguenti sarebbe vera?

a) Il tuo peso sarebbe inferiore al tuo peso sulla Terra, ma la tua massa sarebbe la stessa di quella sulla Terra.
b) Sia il tuo peso che la tua massa sarebbero gli stessi che sono sulla Terra.
c) La tua massa sarebbe inferiore alla tua massa sulla Terra, ma il tuo peso sarebbe lo stesso di quello sulla Terra.
d) Sia il tuo peso che la tua massa sarebbero inferiori a quelli che sono sulla Terra.

Quale delle seguenti affermazioni non è una delle leggi del moto di Newton?

a) Quello che sale deve scendere.
b) In assenza di una forza netta che agisce su di esso, un oggetto si muove con velocità costante.
c) La velocità di variazione della quantità di moto di un oggetto è uguale alla forza netta applicata all'oggetto.
d) Per ogni forza, c'è sempre una forza di reazione uguale e contraria

La seconda legge del moto di Newton ci dice che la forza netta applicata a un oggetto è uguale al suo _____.

a) massa moltiplicata per velocità
b) quantità di moto moltiplicata per velocità
c) massa per energia
d) massa moltiplicata per accelerazione

Supponiamo che due oggetti si scontrino. Quale delle seguenti cose non è la stessa sia prima che dopo l'urto?

a) Il momento angolare totale degli oggetti
b) La quantità di moto totale degli oggetti
c) L'energia totale degli oggetti
d) La temperatura totale degli oggetti

L'energia attribuita a un oggetto in virtù del suo moto è nota come _________.

a) energia radiativa
b) energia cinetica
c) energia potenziale
d) massa-energia

L'energia radiativa è _________.

a) energia trasportata dalla luce
b) energia termica
c) energia da centrali nucleari
d) energia di movimento

Lo zero assoluto è _________.
a) 100°C
b) 0°C
c) 0 Kelvin
d) 0° F

Cosa misura la temperatura?

a) L'energia potenziale totale delle particelle in una sostanza
b) La quantità totale di calore in una sostanza
c) L'energia cinetica media delle particelle in una sostanza
d) La massa media delle particelle in una sostanza

Secondo la legge di gravitazione universale, se triplichi la distanza tra due oggetti, la forza gravitazionale tra loro _________.

a) diminuisce di un fattore 3
b) aumenta di un fattore 3
c) diminuisce di un fattore 9
d) aumenta di un fattore 9

Qual è la differenza tra un'orbita legata e un'orbita libera intorno al Sole?

a) Un'orbita legata è circolare, mentre un'orbita libera è ellittica.
b) Un oggetto su un'orbita vincolata segue ripetutamente lo stesso percorso attorno al Sole, mentre un oggetto su un'orbita libera si avvicina al Sole solo una volta e poi non ritorna più.
c) Un oggetto su un'orbita vincolata ha un'attrazione gravitazionale verso il Sole, mentre un oggetto su un'orbita libera non ne ha.
d) Un'orbita vincolata è un'orbita consentita dalla legge di gravitazione universale, e un'orbita libera non lo è.

Perché la versione di Newton della terza legge di Keplero è così utile per gli astronomi?

a) Può essere usato per determinare le masse di molti oggetti distanti.
b) Ci permette di calcolare le distanze da oggetti distanti.
c) Spiega perché gli oggetti ruotano più velocemente quando si riducono di dimensioni.
d) Ci dice che i pianeti più distanti orbitano intorno al Sole più lentamente

Cosa intendiamo per energia orbitale di un oggetto in orbita (come un pianeta, una luna o un satellite)?

a) L'energia orbitale è la somma dell'energia cinetica dell'oggetto e della sua energia potenziale gravitazionale mentre si muove attraverso la sua orbita.
b) L'energia orbitale è l'energia cinetica dell'oggetto mentre si muove attraverso la sua orbita.
c) L'energia orbitale è la quantità di energia necessaria all'oggetto per lasciare l'orbita e fuggire nello spazio.
d) L'energia orbitale è una misura della velocità dell'oggetto mentre si muove attraverso la sua orbita.

Quale affermazione deve essere vera affinché un razzo possa viaggiare dalla Terra a un altro pianeta?

a) Deve essere lanciato dallo spazio, piuttosto che da terra.
b) Deve raggiungere la velocità di fuga dalla Terra.
c) Deve avere motori molto grandi.
d) Deve trasportare molto carburante extra.

All'incirca dove si trova attualmente l'alta marea sulla Terra?

a) Ovunque l'acqua dell'oceano lambisca la riva
b) Sulla porzione di Terra rivolta direttamente verso la Luna e sulla porzione di Terra rivolta direttamente lontano dalla Luna
c) Ovunque sia attualmente mezzogiorno
d) Solo sulla porzione della Terra rivolta direttamente verso la Luna

Quale persona è senza peso durante l'attività mostrata?

Quale delle seguenti affermazioni sulla forza che attrae queste due galassie è vera?

a) È la stessa forza che fa cadere a terra una mela.
b) La forza si indebolirà con il passare del tempo.
c) È una forza misteriosa, la cui natura rimane completamente sconosciuta agli scienziati.
d) È una forza diversa da qualsiasi altra forza che abbiamo mai sperimentato sulla Terra.

Il diagramma mostra un pianeta in quattro posizioni nella sua orbita. In quale posizione ha il momento angolare maggiore?

a) Posizione 3
b) Posizione 4
c) Posizione 1
d) Posizione 2
e) Il momento angolare è lo stesso in tutti e quattro i punti.

Il diagramma mostra un pianeta in quattro posizioni nella sua orbita. In quale posizione ha la maggiore energia potenziale gravitazionale?

a) Posizione 4
b) Posizione 1
c) Posizione 3
d) Posizione 2
e) L'energia potenziale gravitazionale è la stessa in tutte e quattro le posizioni.

Il diagramma mostra un pianeta in quattro posizioni nella sua orbita. In quale posizione ha la massima energia orbitale totale? (Energia orbitale, che è la somma dell'energia potenziale cinetica e gravitazionale del pianeta?

a) Posizione 3
b) Posizione 1
c) Posizione 2
d) Posizione 4
e) L'energia orbitale totale è la stessa in tutte e quattro le posizioni.

Quale dei percorsi mostrati rappresenta orbite non legate?

a) Solo percorso 2
b) Solo percorso 1
c) Solo percorso 3
d) Entrambi i percorsi 2 e 3
e) Non esiste un'orbita libera.

Supponiamo di essere a bordo di un razzo in orbita attorno alla Terra nell'orbita circolare bassa mostrata. Se vuoi scappare dalla Terra e dirigerti verso la Luna o Marte lungo il percorso "escape" mostrato, cosa devi fare?

a) L'unico modo per finire sul percorso "escape" è tornare prima sulla Terra, quindi lanciare il tuo razzo con velocità di fuga.
b) Gira il razzo e accendi il motore in modo da perdere velocità.
c) Accendi il motore a razzo nella tua direzione di marcia, in modo da guadagnare velocità.
d) Getta fuori bordo alcune scorte in eccesso, in modo che il tuo razzo diventi meno massiccio.

Quale dei seguenti mostra correttamente i rigonfiamenti di marea sulla Terra quando la Luna è nella posizione mostrata?

due rigonfiamenti di marea: uno rivolto verso la Luna e uno sul lato della Terra opposto alla Luna

In quale/i posizione/i della Luna si verificano le più alte maree?

a) Posizione 1
b) Posizione 2
c) Posizione 3
d) Posizione 4
e) Posizioni 1 e 3
f) Posizioni 2 e 4

In quale/i posizione/i della Luna si verificano le basse maree più basse?

a) Posizione 1
b) Posizione 2
c) Posizione 3
d) Posizione 4
e) Posizioni 1 e 3
f) Posizioni 2 e 4

Quale dei seguenti rappresenta un caso in cui non stai accelerando?

a) guida in linea retta a 60 miglia orarie
b) guidando a 60 miglia all'ora in curva
c) frenare bruscamente per fermarsi ad un segnale di stop
d) passare da 0 a 60 miglia orarie in 10 secondi

Perché gli astronauti sono senza peso nella Stazione Spaziale?

a) perché la Stazione Spaziale si muove a velocità costante
b) perché la Stazione Spaziale è costantemente in caduta libera attorno alla Terra
c) perché non c'è gravità così lontano dalla Terra
d) perché sono nel vuoto e galleggiano nelle loro tute spaziali

Supponiamo di essere in un ascensore che viaggia verso l'alto a velocità costante. Come si confronta il tuo peso con il tuo peso normale a terra?

a) È lo stesso.
b) È inferiore.
c) È maggiore.
d) Sei senza peso.

Supponiamo che il Sole dovesse improvvisamente ridursi di dimensioni ma che la sua massa rimanesse la stessa. Secondo la legge di conservazione del momento angolare, cosa accadrebbe?

a) Il Sole ruoterebbe più velocemente di quanto non faccia ora.
b) La dimensione angolare del Sole nel nostro cielo rimarrebbe la stessa.
c) La velocità di rotazione del Sole rallenterebbe.
d) Questo non potrebbe mai accadere, perché è impossibile che un oggetto e) si riduca di dimensioni senza una coppia esterna.

Consideriamo l'orbita ellittica di una cometa attorno al Sole. In quale punto della sua orbita la cometa si muove più velocemente?

a) quando è più vicino al Sole
b) quando è più lontano dal Sole
c) Si muove sempre alla stessa velocità.

Un veicolo spaziale richiede un sistema di propulsione come un motore a razzo per potersi muovere continuamente nello spazio.

Osservando il periodo orbitale della luna di un pianeta e misurando la distanza tra il pianeta e la luna, si può determinare la massa della luna.

In una giornata calda, le particelle d'aria si muovono più velocemente che in una giornata fredda.
Vero o falso?

Quando una nuvola di gas nello spazio si restringe,

a) gira più lentamente.
b) gira più velocemente.
c) gira alla stessa velocità di prima che si restringesse.

In quali fasi lunari sono le maree più pronunciate (ad esempio, le alte maree più alte)?

a) sia lune nuove che lune piene
b) solo luna nuova
c) solo luna piena
d) sia il primo che il terzo trimestre

Quando la navicella spaziale New Horizons della NASA è passata vicino a Giove, la sua velocità è aumentata (ma non a causa dell'accensione dei suoi motori). Cosa deve essere successo?

a) La rotazione di Giove deve essere leggermente accelerata.
b) Giove ha catturato un asteroide durante il periodo in cui è passato New Horizons, come previsto con precisione nel piano della missione della NASA.
c) New Horizons deve essersi immerso nell'atmosfera di Giove.
d) Giove deve aver perso una piccolissima parte della sua energia orbitale

Gli astronauti si sentono senza peso nella Stazione Spaziale Internazionale, che orbita attorno alla Terra una volta ogni 90 minuti. Perché?

a) perché entrambi e la stazione spaziale stanno cadendo intorno alla Terra
b) perché si stanno muovendo così velocemente
c) perché la gravità della Luna annulla la gravità della Terra
d) perché non c'è gravità nello spazio

Newton dimostrò che le leggi di Keplero sono ________.

a) la chiave per dimostrare che la Terra orbita intorno al nostro Sole
b) conseguenze naturali della legge di gravitazione universale
c) gravemente in errore
d) in realtà solo tre delle sette leggi distinte del moto planetario

Immagina un altro sistema solare, con una stella più massiccia del Sole. Supponiamo che un pianeta con la stessa massa della Terra orbita a una distanza di 1 UA dalla stella. Come sarebbe l'anno del pianeta (periodo orbitale) rispetto all'anno della Terra?

a) L'anno del pianeta sarebbe lo stesso dell'anno della Terra.
b) L'anno del pianeta sarebbe più lungo degli 8217 anni della Terra.
c) L'anno del pianeta sarebbe più breve di quello della Terra.
d) Un'orbita a una distanza di 1 UA non sarebbe possibile attorno a una stella più massiccia del Sole.

Immagina un altro sistema solare, con una stella della stessa massa del Sole. Supponiamo che un pianeta con una massa doppia di quella della Terra (2MEarth) orbiti a una distanza di 1 AU dalla stella. Qual è il periodo orbitale di questo pianeta?

a) Non sarebbe in grado di orbitare a questa distanza.
b) 1 anno
c) 2 anni
d) Non può essere determinato dalle informazioni fornite.

Supponiamo di riscaldare un forno a 400 ° F e far bollire una pentola d'acqua. Quale delle seguenti affermazioni spiega perché ti scotteresti infilando brevemente la mano nella pentola ma non infilando brevemente la mano nel forno?

a) Il forno ha una temperatura più alta dell'acqua.
b) Le molecole nell'acqua si muovono più velocemente delle molecole nel forno.
c) L'acqua ha una temperatura superiore a quella del forno.
d) L'acqua può trasferire calore al braccio più rapidamente dell'aria a causa della sua densità

Supponiamo di calciare un pallone da calcio fino a un'altezza di 10 metri. Quale delle seguenti affermazioni sull'energia potenziale gravitazionale della palla durante il suo volo è vera?

a) L'energia potenziale gravitazionale della palla è massima nell'istante in cui torna a toccare il suolo.
b) L'energia potenziale gravitazionale della palla è massima nell'istante in cui la palla è nel suo punto più alto.
c) L'energia potenziale gravitazionale della palla è massima nell'istante in cui la palla lascia il tuo piede.
d) L'energia potenziale gravitazionale della palla è sempre la stessa.

Un pianeta è in orbita attorno a una stella. Quale delle seguenti affermazioni è vera per l'accelerazione e le forze gravitazionali sperimentate dalla stella e dal pianeta?

a) La forza sulla stella è molto più piccola della forza sul pianeta, ma le accelerazioni sono circa uguali.
b) L'accelerazione del pianeta è molto maggiore dell'accelerazione della stella, ma la forza sulla stella è la stessa ma opposta alla forza sul pianeta.
c) L'accelerazione del pianeta è molto più dell'accelerazione della stella e la forza sul pianeta è molto più della forza sulla stella

Quale dei seguenti esempi descrive una situazione in cui un'auto sta subendo una forza netta?

a) L'auto sta galleggiando su una barca ferma.
b) L'auto si muove a velocità costante.
c) L'auto sta effettuando una svolta graduale.
d) L'auto è ferma su una collina.

La Luna cade costantemente verso la Terra.
Vero o falso?

Quando l'energia viene convertita da una forma all'altra, una piccola quantità viene inevitabilmente persa.
Vero o falso?

L'accelerazione di gravità sulla Terra è di circa 10 m/s2 (più precisamente, 9,8 m/s2). Se lasci cadere un sasso da un edificio alto, quanto velocemente cadrà dopo 3 secondi?

a) 30 m/s
b) 20 m/s
c) 30 m/s2
d) 10 m/s2
e) 10 m/s

Supponi di vivere sulla Luna. Quale delle seguenti sarebbe vera?

a) Il tuo peso sarebbe inferiore al tuo peso sulla Terra, ma la tua massa sarebbe la stessa di quella sulla Terra.
b) Sia il tuo peso che la tua massa sarebbero inferiori a quelli che sono sulla Terra.
c) La tua massa sarebbe inferiore alla tua massa sulla Terra, ma il tuo peso sarebbe lo stesso di quello sulla Terra.
d) Sia il tuo peso che la tua massa sarebbero gli stessi che sono sulla Terra

La differenza tra velocità e velocità è che ________.

a) la velocità include anche una direzione
b) la velocità è calcolata usando un'equazione fisica
c) la velocità è la stessa dell'accelerazione ma la velocità è diversa
d) sono espressi in unità diverse

In quale dei seguenti casi ti sentiresti senza peso?

a) mentre si cammina sulla Luna
b) mentre si accelera verso il basso in ascensore
c) durante il paracadutismo da un aereo
d) cadendo da un tetto

Quando un pattinatore gira tra le braccia, gira più velocemente perché ________.

a) c'è meno attrito con il ghiaccio
b) esiste una forza di reazione sbilanciata
c) il suo momento angolare deve essere conservato, quindi riducendo il suo raggio deve aumentare la sua velocità di rotazione
d) c'è meno attrito con l'aria

Se si lascia cadere contemporaneamente una pallina da golf e una da bowling dalla stessa altezza dal suolo, cosa succede? Trascurare gli effetti del vento o della resistenza dell'aria.

a) La pallina da golf e la palla da bowling colpiranno il terreno contemporaneamente.
b) La pallina da golf toccherà il terreno prima della pallina da bowling.
c) La palla da bowling colpirà il terreno prima della palla da golf.

Cosa misura la temperatura?

a) la massa media delle particelle in una sostanza
b) la quantità di radiazione infrarossa emessa da un oggetto
c) l'energia cinetica media delle particelle in una sostanza
d) l'energia potenziale totale delle particelle in una sostanza

Nella formula E = mc2, cosa rappresenta E?

a) l'energia cinetica, nota anche come Einsteinium
b) l'energia potenziale gravitazionale di un oggetto tenuto sopra il suolo
c) l'energia radiativa trasportata dalla luce
d) il campo elettrico prodotto da una carica
e) la massa-energia, o energia potenziale immagazzinata nella massa di un oggetto object

Considera una stella con 2 pianeti. La massa del pianeta A è uguale alla massa del pianeta B. L'orbita del pianeta A è in media più vicina alla stella rispetto all'orbita del pianeta B. Quale delle seguenti affermazioni è vera?

a) Il pianeta A si muove con la stessa velocità del pianeta B.
b) Il pianeta A si sta muovendo più lentamente del pianeta B.
c) Il pianeta A si sta muovendo più velocemente del pianeta B.
d) Le velocità orbitali relative dipendono dalle masse dei pianeti.

Considera la forza gravitazionale tra il Sole e la Terra. Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio la situazione?

a) La forza gravitazionale sperimentata dal Sole è uguale e contraria alla forza gravitazionale sperimentata dalla Terra.
b) L'accelerazione sperimentata dal Sole a causa della Terra è uguale e contraria all'accelerazione sperimentata dalla Terra a causa del Sole.
c) Entrambe queste affermazioni sono vere.

Qual è l'accelerazione di gravità sulla superficie terrestre?

a) 9,8 km/s2 in discesa
b) 9,8 m/s verso il basso
c) 9,8 m2/s verso il basso
d) 9,8 m/s2 verso il basso
e) 9,8 km/s in discesa

Non c'è gravità nello spazio.

Spostare due oggetti 10 volte più vicini l'uno all'altro aumenterà la loro attrazione gravitazionale di 100 volte.

L'attrito di marea causato dall'estensione delle onde della Terra dalla gravità della Luna sta gradualmente rallentando la rotazione della Terra.

La Luna si sta lentamente allontanando dalla Terra.

Quando sperimentate una forza gravitazionale verso il basso dalla Terra, anche la Terra sperimenta una forza gravitazionale verso l'alto da voi. La seconda forza sarà sostanzialmente più debole.

Le forze di marea della Terra che agiscono sulla Luna hanno fatto sì che un lato della Luna fosse costantemente rivolto verso la Terra.

In considerazione delle forze di marea sul sistema Terra-Luna, troviamo

a) La Luna esercita forze di marea sulla Terra
b) Il sole esercita forze di marea sia sulla Terra che sulla Luna, ma queste sono molto più deboli di quelle che esercitano l'una sull'altra.
c) La Terra esercita forze di marea sulla Luna
d) tutto quanto sopra

Vediamo solo una faccia della Luna dalla Terra perché

a) È perché la Luna non ruota mentre orbita.
b) La Luna è già bloccata in termini di marea rispetto alla Terra.
c) È successo per caso.

Parte A – Le forze di marea sulla Terra stanno causando

a) La Terra per accelerare la sua velocità di rotazione
b) la Terra per orbitare intorno al Sole più velocemente.
c) la Terra orbiti intorno al Sole più lentamente
d) la Terra per rallentare la sua velocità di rotazione

Nel vuoto, le varie forme di luce (tutti i tipi di onde elettromagnetiche) viaggiano sempre a una velocità, la velocità della luce, mentre elettroni, neutroni, protoni e atomi possono viaggiare su distanze a qualsiasi velocità inferiore.
Vero o falso?

Stai emettendo onde elettromagnetiche.
Vero o falso?

Gli elettroni viaggiano sempre alla velocità della luce.
Vero o falso?

I raggi X, poiché hanno più energia, viaggiano nello spazio più velocemente della luce visibile.
Vero o falso?

Maggiore è la lunghezza d'onda della luce, maggiore è la sua energia.
Vero o falso?

Più corta è la lunghezza d'onda della luce, maggiore è la sua frequenza.
Vero o falso?

L'erba è verde perché assorbe la luce verde, riflettendo tutti gli altri colori.
Vero o falso?

Gli elettroni orbitano attorno a un nucleo atomico come i pianeti orbitano attorno al Sole.
Vero o falso?

I nuclei atomici dello stesso elemento hanno sempre lo stesso numero di protoni.
Vero o falso?

I nuclei atomici sono costituiti da protoni, elettroni e neutroni.
Vero o falso?

Quale oggetto è probabilmente il più freddo? L'oggetto il cui spettro di luce è più luminoso nel

a) infrarossi.
b) luce visibile.
c) ultravioletto.
d) Raggi X.

Quando un elettrone scende a un livello energetico inferiore in un atomo,

a) viene emessa luce a una lunghezza d'onda specifica per la variazione dei livelli di energia.
b) l'elettrone diventa più massiccio.
c) l'atomo si muove più lentamente.
d) l'energia in più scompare.

Un nucleo atomico ha una dimensione di circa,

a) 10ˆ-6 metri.
b) 10ˆ-12 metri.
c) 10ˆ-9 metri.
d) 10ˆ-15 metri.

Un tipico atomo ha una dimensione di circa

a) 0,1 millimetri (10-4 metri).
b) 0,1 micrometri (10-7 metri).
c) 0,1 nanometri (10-10 metri).
d) 0,1 picometri (10-13 metri).

Qual è la lunghezza d'onda più lunga?

a) 10 nm
b) 10 cm
c) 10 km
d) 10 m

Consideriamo un atomo di zinco in cui il nucleo contiene 30 protoni e 35 neutroni. Qual è il suo numero atomico e il numero di massa atomica?

a) Il numero atomico è 35 e il numero di massa atomica è 30.
b) Il numero atomico è 35 e il numero di massa atomica è 65.
c) Il numero atomico è 30 e il numero di massa atomica è 65.
d) Il numero atomico è 30 e il numero di massa atomica è 35.

Dall'energia più bassa all'energia più alta, quale delle seguenti ordina correttamente le diverse categorie di radiazione elettromagnetica?

a) raggi gamma, raggi X, luce visibile, ultravioletti, infrarossi, radio
b) radio, raggi X, luce visibile, ultravioletti, infrarossi, raggi gamma
c) radio, infrarossi, luce visibile, ultravioletti, raggi X, raggi gamma
d) infrarossi, luce visibile, ultravioletti, raggi X, raggi gamma, radio
e) luce visibile, infrarossi, raggi X, ultravioletti, raggi gamma, radio

In che modo lunghezza d'onda, frequenza ed energia sono correlate per i fotoni di luce?

a) Lunghezza d'onda maggiore significa frequenza maggiore e minore energia.
b) Lunghezza d'onda più lunga significa frequenza più bassa e energia più bassa.
c) Lunghezza d'onda più lunga significa frequenza più bassa e maggiore energia.
d) Lunghezza d'onda maggiore significa maggiore frequenza e maggiore energia.
e) Non esiste una relazione semplice perché fotoni diversi viaggiano a velocità diverse.

La lunghezza d'onda di un'onda è

a) la distanza tra un picco dell'onda e il successivo minimo.
b) quanto è forte l'onda.
c) uguale alla velocità dell'onda per la frequenza dell'onda.
d) la distanza tra due picchi adiacenti dell'onda.
e) la distanza tra il punto in cui l'onda viene emessa e il punto in cui viene assorbita.

Quale affermazione sui fotoni di luce è vera?

a) Un fotone infrarosso ha più energia di un fotone a raggi X, ma viaggia alla stessa velocità.
b) Un fotone infrarosso ha meno energia di un fotone a raggi X e viaggia più lentamente.
c) Un fotone infrarosso ha più energia di un fotone a raggi X e viaggia più velocemente.
d) Un fotone infrarosso ha meno energia di un fotone a raggi X, ma viaggia alla stessa velocità.

Quale dei seguenti descrive meglio la differenza fondamentale tra due diversi elementi chimici (come ossigeno e carbonio)?

a) Hanno nomi diversi.
b) Hanno diversi numeri di massa atomica.
c) Hanno un diverso numero di protoni nel loro nucleo.
d) Hanno un numero diverso di elettroni.

Supponiamo di conoscere la frequenza di un fotone e la velocità della luce. Cos'altro puoi determinare sul fotone?

a) la sua lunghezza d'onda ed energia
b) la sua accelerazione
c) la sua temperatura
d) la composizione chimica dell'oggetto che lo ha emesso

I segnali dei telefoni cellulari che passano attraverso i muri sono un esempio di

a) riflessione o dispersione.
b) trasmissione.
c) emissione.
d) assorbimento.

La luce blu che colpisce una felpa rossa è un esempio di

a) riflessione o dispersione.
b) emissione.
c) assorbimento.
d) trasmissione

Dalla lunghezza d'onda più corta a quella più lunga, quale delle seguenti ordina correttamente le diverse categorie di radiazione elettromagnetica?

a) raggi gamma, raggi X, ultravioletti, luce visibile, infrarossi, radio
b) infrarossi, luce visibile, ultravioletti, raggi X, raggi gamma, radio
c) raggi gamma, raggi X, luce visibile, ultravioletti, infrarossi, radio
d) radio, infrarossi, luce visibile, ultravioletti, raggi X, raggi gamma

Quali forme di luce sono più basse in energia e frequenza rispetto alla luce che i nostri occhi possono vedere?

a) Ultravioletti e raggi X
b) Luce visibile
c) Infrarossi e radio
d) Infrarossi e ultravioletti

Quando si considera la luce come composta da singoli "pezzi", ciascuno caratterizzato da una particolare quantità di energia, i pezzi vengono chiamati _________.

a) raggi gamma
b) fotoni
c) wavicles
d) frequenze

Supponiamo di aver costruito un atomo modello in scala in cui il nucleo ha le dimensioni di una pallina da tennis. Quanto lontano si estenderebbe la nuvola di elettroni?

a) Al Sole
b) Diversi centimetri
c) Pochi metri
d) Diversi chilometri

Consideriamo un atomo di carbonio in cui il nucleo contiene 6 protoni e 7 neutroni. Qual è il suo numero atomico e il numero di massa atomica?

a) numero atomico = 6 numero di massa atomica = 7
b) numero atomico = 13 numero di massa atomica = 6
c) numero atomico = 7 numero di massa atomica = 13
d) numero atomico = 6 numero di massa atomica = 13

Se diciamo che un materiale è opaco alla luce ultravioletta, intendiamo che _________.

a) assorbe la luce ultravioletta
b) riflette la luce ultravioletta
c) trasmette luce ultravioletta
d) emette luce ultravioletta

Supponiamo di guardare uno spettro dettagliato di luce visibile da un oggetto.Come si può decidere se si tratta di uno spettro a righe di emissione o di uno spettro a righe di assorbimento?

a) Uno spettro di riga di emissione è costituito da una lunga riga luminosa, mentre uno spettro di riga di assorbimento è costituito da una lunga riga scura.
b) Lo spettro della riga di emissione è prodotto da elettroni che salgono di livello energetico, mentre lo spettro della riga di assorbimento è prodotto da elettroni che salgono di livello energetico.
c) L'unico modo per decidere è fare un grafico dell'intensità della luce ad ogni lunghezza d'onda, e poi analizzare attentamente il grafico.
d) Uno spettro a righe di emissione è costituito da righe luminose su sfondo scuro, mentre uno spettro a righe di assorbimento è costituito da righe scure su sfondo arcobaleno.

Un atomo che ha meno elettroni che protoni è chiamato a(n) _________.

a) molecola
b) plasma
c) ione
d) solido

La radiazione termica è definita come _________.

a) radiazione percepita come calore
b) radiazione con uno spettro la cui forma dipende solo dalla temperatura dell'oggetto emittente
c) radiazione prodotta da un oggetto estremamente caldo
d) radiazione sotto forma di righe di emissione da un oggetto

Secondo le leggi della radiazione termica, gli oggetti più caldi emettono fotoni con _________.

a) una lunghezza d'onda media più corta
b) un'energia media inferiore
c) una frequenza media inferiore
d) una velocità media maggiore

Supponiamo di voler conoscere la composizione chimica di una stella lontana. Quale informazione ti è più utile?

a) Le lunghezze d'onda delle righe spettrali nello spettro della stella’s
b) Se lo spettro della stella ha più righe di emissione o più righe di assorbimento
c) L'energia di picco della radiazione termica della stella
d) Lo spostamento Doppler dello spettro della stella’s

Gli spettri della maggior parte delle galassie mostrano spostamenti verso il rosso. Ciò significa che le loro righe spettrali _________.

a) hanno una maggiore intensità nella parte rossa dello spettro
b) hanno lunghezze d'onda più corte del normale
c) hanno lunghezze d'onda più lunghe del normale
d) sono sempre nella parte rossa dello spettro visibile

Cosa misura la risoluzione angolare?

a) La dimensione di un'immagine.
b) La dimensione angolare delle caratteristiche più piccole che il telescopio può vedere.
c) Il numero di onde elettromagnetiche catturate da un'immagine.
d) La luminosità di un'immagine.

Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio i due principali vantaggi dei telescopi rispetto agli occhi?

a) I telescopi possono raccogliere molta più luce con una risoluzione angolare di gran lunga migliore.
b) I telescopi possono raccogliere molta più luce con un ingrandimento molto maggiore.
c) I telescopi hanno un ingrandimento molto maggiore e una migliore risoluzione angolare.
d) I telescopi raccolgono più luce e non sono influenzati dallo scintillio.

Qual è lo scopo dell'interferometria?

a) Riduce lo scintillio delle stelle causato dalla turbolenza atmosferica.
b) È progettato per evitare che l'inquinamento luminoso interferisca con le osservazioni astronomiche.
c) Permette a due o più piccoli telescopi di raggiungere la risoluzione angolare di un telescopio molto più grande.
d) Consente a due o più piccoli telescopi di ottenere un'area di raccolta della luce più ampia di quella che avrebbero indipendentemente.

Cosa intendono gli astronomi per inquinamento luminoso?

a) L'inquinamento luminoso è un termine usato per descrivere l'aspetto del cielo nelle regioni affollate di stelle.
b) L'inquinamento luminoso è un tipo di inquinamento atmosferico creato da gas leggeri come l'idrogeno e l'elio.
c) Per inquinamento luminoso si intende la contaminazione della luce causata da sostanze chimiche nell'atmosfera terrestre.
d) L'inquinamento luminoso è la luce proveniente da fonti umane che rende difficile vedere le stelle di notte.

Le stelle nel nostro cielo brillano di luminosità e colore a causa di _________.

a) inquinamento luminoso
b) il gorgogliamento e l'ebollizione dei gas sulla superficie delle stelle
c) rapidi cambiamenti nella luminosità e nei colori delle stelle causati da cambiamenti nei loro spettri
d) turbolenza nell'atmosfera terrestre

Qual è lo scopo dell'ottica adattiva?

a) Consente ai telescopi terrestri di osservare la luce ultravioletta che normalmente non penetra nell'atmosfera.
b) Consente a più piccoli telescopi di lavorare insieme come un unico telescopio più grande.
c) Riduce la sfocatura causata dalla turbolenza atmosferica per i telescopi a terra.
d) È una tecnologia speciale che consente al telescopio spaziale Hubble di adattarsi allo studio di molti tipi diversi di oggetti astronomici.

Supponiamo di guardare una foglia che si muove su e giù mentre le increspature la passano accanto in uno stagno. Noti che fa due salti su e giù completi ogni secondo. Quale affermazione è vera per le increspature sullo stagno?

a) Possiamo calcolare la lunghezza d'onda delle increspature dalla loro frequenza.
b) Hanno una lunghezza d'onda di due cicli al secondo.
c) Hanno una frequenza di 4 hertz.
d) Hanno una frequenza di 2 hertz.

Quale delle seguenti definizioni descrive meglio il motivo per cui diciamo che la luce è un'onda elettromagnetica?

a) La luce può essere prodotta solo da apparecchi elettrici o magnetici.
b) Il passaggio di un'onda luminosa può far muovere su e giù particelle elettricamente cariche.
c) La luce viene prodotta solo quando enormi campi di energia elettrica e magnetica si scontrano l'uno con l'altro.
d) Il termine onda elettromagnetica è nato per ragioni storiche, ma ora sappiamo che la luce non ha nulla a che fare né con l'elettricità né con il magnetismo.

Quale delle seguenti affermazioni sui raggi X e le onde radio non è vera?

a) I raggi X hanno lunghezze d'onda più corte delle onde radio.
b) I raggi X hanno una frequenza maggiore delle onde radio.
c) I raggi X viaggiano nello spazio più velocemente delle onde radio.
d) I raggi X e le onde radio sono entrambe forme di luce o radiazione elettromagnetica.

Ciascuno dei seguenti descrive un "Atomo 1" e un "Atomo 2." In quale caso i due atomi sono isotopi diversi dello stesso elemento?

a) Atomo 1: nucleo con 7 protoni e 8 neutroni, circondato da 7 elettroni Atomo 2: nucleo con 7 protoni e 7 neutroni, circondato da 7 elettroni
b) Atomo 1: nucleo con 8 protoni e 8 neutroni, circondato da 8 elettroni Atomo 2: nucleo con 8 protoni e 8 neutroni, circondato da 7 elettroni
c) Atomo 1: nucleo con 4 protoni e 5 neutroni, circondato da 4 elettroni Atomo 2: nucleo con 5 protoni e 5 neutroni, circondato da 4 elettroni
d) Atomo 1: nucleo con 6 protoni e 8 neutroni, circondato da 6 elettroni Atomo 2: nucleo con 7 protoni e 8 neutroni, circondato da 7 elettroni

Quale delle seguenti affermazioni è vera per l'erba verde?

a) Significa che il prato è sano.
b) Assorbe la luce rossa e riflette la luce verde.
c) Trasmette tutti i colori della luce tranne il verde.
d) Assorbe la luce rossa ed emette luce verde.

Quale delle seguenti condizioni ti porta a vedere uno spettro a righe di assorbimento da una nube di gas nello spazio interstellare?

a) La nuvola è estremamente calda.
b) La nuvola è visibile principalmente perché riflette la luce delle stelle vicine.
c) La nuvola è fresca e molto densa, quindi non puoi vedere nessun oggetto che si trova dietro di essa.
d) La nuvola è fresca e si trova tra te e una stella calda.

Quale delle seguenti affermazioni sulla radiazione termica è sempre vera?

a) Un oggetto caldo emette più radiazioni per unità di superficie rispetto a un oggetto freddo.
b) Un oggetto caldo produce più emissioni infrarosse totali di un oggetto più freddo.
c) Tutta la luce emessa da un oggetto caldo ha un'energia maggiore della luce emessa da un oggetto più freddo.
d) Un oggetto freddo produce più emissioni radio e infrarosse totali per unità di superficie rispetto a un oggetto caldo.

Betelgeuse è la stella rossa brillante che rappresenta la spalla sinistra della costellazione di Orione. Tutte le seguenti affermazioni su Betelgeuse sono vere. Quale puoi dedurre dal suo colore rosso?

a) Si sta allontanando da noi.
b) È molto più luminoso del Sole.
c) È molto più massiccio del Sole.
d) La sua superficie è più fredda della superficie del Sole.

Le misurazioni di laboratorio mostrano che l'idrogeno produce una riga spettrale a una lunghezza d'onda di 486,1 nanometri (nm). Lo spettro di una particolare stella mostra la stessa riga dell'idrogeno a una lunghezza d'onda di 486,0 nm. Cosa possiamo concludere?

a) La stella si sta scaldando.
b) La stella si sta muovendo verso di noi.
c) La stella si sta raffreddando.
d) La stella si sta allontanando da noi.

Supponiamo che la stella X e la stella Y abbiano entrambe redshift, ma la stella X abbia uno spostamento verso il rosso maggiore della stella Y. Cosa puoi concludere?

a) La stella Y si sta allontanando da noi più velocemente della stella X.
b) La stella X è più calda della stella Y.
c) La Stella X sta venendo verso di noi più velocemente della Stella Y.
d) La Stella X si sta allontanando da noi e la Stella Y si sta muovendo verso di noi.
e) La Stella X si sta allontanando da noi più velocemente della Stella Y.

Studiare lo spettro di una stella può dirci molto. Tutte le seguenti affermazioni sono vere tranne una. Quale affermazione non è vera?

a) Il picco dell'emissione termica della stella ci dice la sua temperatura: le stelle più calde raggiungono il picco a lunghezze d'onda più corte (più blu).
b) Gli spostamenti nelle lunghezze d'onda delle righe spettrali rispetto alle lunghezze d'onda di quelle stesse righe misurate in un laboratorio sulla Terra possono dirci la velocità della stella verso o lontano da noi.
c) La quantità totale di luce nello spettro ci dice il raggio della stella.
d) Possiamo identificare gli elementi chimici presenti nella stella riconoscendo pattern di righe spettrali che corrispondono a particolari sostanze chimiche.

La separazione angolare di due stelle è di 0,1 secondi d'arco e le fotografi con un telescopio che ha una risoluzione angolare di 1 secondo d'arco. Cosa vedrai?

a) La foto sembrerà mostrare solo una stella anziché due.
b) Vedrai due stelle distinte nella tua fotografia.
c) Le stelle non appariranno affatto nella tua fotografia.
d) Le due stelle sembreranno toccarsi, assomigliando piuttosto a un piccolo manubrio.

Come si confronta l'area di raccolta della luce di un telescopio di 8 metri con quella di un telescopio di 2 metri?

a) Il telescopio da 8 metri ha 16 volte l'area di raccolta della luce del telescopio da 2 metri.
b) La risposta non può essere determinata dalle informazioni fornite nella domanda.
c) Il telescopio da 8 metri ha 4 volte l'area di raccolta della luce del telescopio da 2 metri.
d) Il telescopio da 8 metri ha 8 volte l'area di raccolta della luce del telescopio da 2 metri.

Quale dei seguenti non è un vantaggio del telescopio spaziale Hubble rispetto ai telescopi terrestri?

a) È più vicino alle stelle.
b) Le stelle non brillano se osservate dallo spazio.
c) Non deve mai chiudere a causa del cielo nuvoloso.
d) Può osservare la luce infrarossa e ultravioletta, nonché la luce visibile.

L'Osservatorio a raggi X Chandra deve operare nello spazio perché ______________________.

a) È stato costruito dalla NASA
b) I telescopi a raggi X richiedono l'uso di specchi a incidenza radente
c) I raggi X non penetrano nell'atmosfera terrestre
d) I raggi X sono troppo pericolosi per essere lasciati a terra

Quale delle seguenti affermazioni è sempre vera riguardo alle immagini catturate con i telescopi a raggi X?

a) Hanno sempre un'elevata risoluzione angolare.
b) Sono sempre mostrati con colori che non corrispondono ai veri colori degli oggetti che sono stati fotografati.
c) Sono sempre molto carini.
d) Ci mostrano la luce con lunghezze d'onda estremamente lunghe rispetto alle lunghezze d'onda della luce visibile.
e) Sono sempre realizzati con ottiche adattive.

Perché gli astronomi sono interessati a costruire osservatori in grado di rilevare neutrini, raggi cosmici e onde gravitazionali?

a) Queste cose non sono forme di luce e quindi possono fornire diversi tipi di informazioni rispetto alla luce sugli oggetti che le emettono.
b) Queste cose sono emesse dagli stessi oggetti che emettono raggi X, ma a differenza dei raggi X possono essere rilevate con osservatori a terra.
c) Queste cose dovrebbero in linea di principio essere molto più facili da rilevare rispetto alla luce, il che significa che potremmo costruire questi osservatori a basso costo.
d) Queste cose sono le forme di luce a più alta energia, anche più energetiche dei raggi gamma, e quindi possono parlarci dei processi esplosivi nell'universo.

Quanto è meglio uno specchio di 10 metri di diametro di uno specchio di 5 metri di diametro, in un telescopio spaziale per la luce visibile/ottica?

a) Area di raccolta 2 volte maggiore, risoluzione angolare 2 volte migliore.
b) Area di raccolta 4 volte maggiore, risoluzione angolare 2 volte migliore.
c) Area di raccolta 4 volte maggiore, risoluzione angolare 4 volte migliore.
d) Le dimensioni dello specchio del telescopio non contano.


Moto orbitale e massa

Le leggi di Keplero descrivono le orbite degli oggetti i cui moti sono descritti dalle leggi del moto di Newton e dalla legge di gravità. Sapere che la gravità è la forza che attrae i pianeti verso il Sole, tuttavia, ha permesso a Newton di ripensare alla terza legge di Keplero. Ricordiamo che Keplero aveva trovato una relazione tra il periodo orbitale della rivoluzione di un pianeta e la sua distanza dal Sole. Ma la formulazione di Newton introduce il fattore aggiuntivo delle masse del Sole (M1) e il pianeta (M2), entrambi espressi in unità di massa del Sole. La legge di gravitazione universale di Newton può essere utilizzata per dimostrare matematicamente che questa relazione è in realtà

[a^3=(M_1+M_2) imes P^2 onnumero]

dove (a) è il semiasse maggiore e (P) è il periodo orbitale.

In che modo Keplero ha mancato questo fattore? In unità di massa del Sole, la massa del Sole è 1, e in unità di massa del Sole, la massa di un tipico pianeta è un fattore trascurabile. Ciò significa che la somma della massa del Sole e della massa di un pianeta, ((M_1 + M_2)), è molto, molto vicina a 1. Ciò fa apparire la formula di Newton quasi uguale a quella di Keplero, la piccola massa dei pianeti rispetto a il Sole è la ragione per cui Keplero non si è reso conto che entrambe le masse dovevano essere incluse nel calcolo. Ci sono molte situazioni in astronomia, tuttavia, in cui noi fare è necessario includere i due termini di massa&mdashper esempio, quando due stelle o due galassie orbitano l'una intorno all'altra.

Includere il termine massa ci permette di usare questa formula in un modo nuovo. Se possiamo misurare i moti (distanze e periodi orbitali) di oggetti che agiscono sotto la loro reciproca gravità, allora la formula ci permetterà di dedurre le loro masse. Ad esempio, possiamo calcolare la massa del Sole utilizzando le distanze ei periodi orbitali dei pianeti, oppure la massa di Giove annotando i moti delle sue lune.

In effetti, la riformulazione di Newton della terza legge di Keplero è uno dei concetti più potenti in astronomia. La nostra capacità di dedurre le masse degli oggetti dai loro movimenti è la chiave per comprendere la natura e l'evoluzione di molti corpi astronomici. Useremo questa legge ripetutamente in questo testo in calcoli che vanno dalle orbite delle comete alle interazioni delle galassie.

Esempio (PageIndex<2>): Calcolo degli effetti della gravità

Un pianeta come la Terra si trova in orbita attorno alla sua stella a una distanza di 1 UA in 0,71 anni terrestri. Puoi usare la versione di Newton della terza legge di Keplero per trovare la massa della stella? (Ricorda che rispetto alla massa di una stella, la massa di un pianeta simile alla terra può essere considerata trascurabile.)

Nella formula (a^3 = (M_1 + M_2) imes P_2), il fattore (M_1 + M_2) sarebbe ora approssimativamente uguale a (M_1) (la massa della stella), poiché il la massa del pianeta è così piccola in confronto. Quindi la formula diventa (a_3 = M_1 imes P_2), e possiamo risolvere per (M_1):

Quindi la massa della stella è il doppio della massa del nostro Sole. (Ricorda che questo modo di esprimere la legge ha unità in termini di Terra e Sole, quindi le masse sono espresse in unità della massa del nostro Sole.)

Supponiamo che una stella con una massa doppia del nostro Sole abbia un pianeta simile alla terra che ha impiegato 4 anni per orbitare attorno alla stella. A quale distanza (semiasse maggiore) questo pianeta orbiterebbe attorno alla sua stella?

Ancora una volta, possiamo trascurare la massa del pianeta. Quindi (M_1 = 2) e (P = 4) anni. La formula è (a^3 = M_1 imes P_2), quindi (a^3 = 2 imes 4^2 = 2 × 16 = 32). Quindi a è la radice cubica di 32. Per trovarla, puoi semplicemente chiedere a Google "Qual è la radice cubica di 32?" e ottenere la risposta 3.2 AU.

Potresti provare una simulazione che ti permetta di spostare il Sole, la Terra, la Luna e la stazione spaziale per vedere gli effetti della modifica delle loro distanze sulle loro forze gravitazionali e sui percorsi orbitali. Puoi anche disattivare la gravità e vedere cosa succede.


La luna potrebbe formarsi da sola?

Gli evoluzionisti (e i creazionisti progressisti) negano la creazione diretta della luna da parte di Dio. Hanno escogitato diverse teorie, ma hanno tutte gravi lacune, come ammettono gli stessi evoluzionisti. Ad esempio, il ricercatore lunare S. Ross Taylor ha detto: &lsquoI migliori modelli di origine lunare sono quelli testabili, ma i modelli testabili per l'origine lunare sono sbagliati.&rsquo 9 Un altro astronomo ha detto, scherzando, che non c'erano buoni spiegazioni, quindi la migliore spiegazione è che la luna è un'illusione! 10

Teoria della fissione, inventato dall'astronomo George Darwin (figlio di Charles). Propose che la terra girasse così velocemente che un pezzo si staccasse. Ma questa teoria è universalmente scartata oggi. La terra non avrebbe mai potuto ruotare abbastanza velocemente da lanciare una luna in orbita, e la luna in fuga sarebbe andata in frantumi mentre si trovava all'interno del limite di Roche.


Complicazioni [ modifica | modifica sorgente]

Abbiamo già problemi con i fusi orari. L'uso di più sistemi di data, giorno e fuso orario sarà molto complicato. Per vedere quanti problemi si verificheranno, dai un'occhiata ai seguenti esempi:

Mondiali di calcio. La finale della Football Solar World Cup si giocherà tra Venus United e Rhea Athletic. Il gioco si terrà su Marte, utilizzando il fuso orario locale +7. La partita sarà trasmessa in diretta. Ho un televisore e vivo su Umbriel. Quando vedrò il gioco? Devo trasformare l'ora locale di Marte nella mia ora locale, quindi prendere in considerazione il tempo necessario affinché il segnale mi raggiunga. Inoltre, entrambe le squadre dovranno adattarsi al fuso orario marziano prima di arrivare a giocare.

celebrazioni. Quando sarà il Natale? Quando sarà Pasqua? E le feste musulmane? Potrebbero esserci date diverse per ogni pianeta. Su Mercurio lo stesso evento viene celebrato 4 volte, mentre su Giove ancora nessuna. Molto probabilmente, le persone cercheranno di ottenere date vicine a quelle sulla Terra. Ma, poiché la lunghezza di un giorno non è la stessa ovunque, una vacanza che dovrebbe essere di domenica cadrà in un martedì su un altro pianeta. Quindi, la gente dovrà aspettare fino a domenica. Quindi, ogni festività potrebbe essere celebrata in date diverse in luoghi diversi.

Giornata del voto. La Saturn Federation tiene le elezioni per il parlamento e il presidente. Le elezioni si tengono domenica, così la gente non sarà al lavoro e avrà il tempo di votare. Tuttavia, non solo ci sarà un'ora diversa su ogni luna, ma ci sarà un diverso giorno della settimana. Le elezioni passeranno su Giapeto e tra quattro giorni cominceranno su Febe. A quel punto, le persone su Febe conosceranno i risultati su Giapeto e le elezioni saranno influenzate.

santi. Sia la Chiesa ortodossa che la Chiesa cattolica hanno santi che vengono celebrati in ogni giorno dell'anno.Come si adatteranno alla moltitudine di giorni e anni in ogni area?

Orologi. Vivo su Marte e ho tutti i miei orologi impostati per l'ora marziana. Tuttavia, decido di andare in vacanza su Plutone. Lì, incontrerò un altro orario. La giornata avrà una lunghezza diversa e non mi adatterò velocemente al nuovo programma del sonno. Tuttavia, tutti i miei orologi dovranno essere riprogrammati. Non impostato, riprogrammato sulle diverse unità di tempo ivi presenti. E avrò problemi ad adattarmi al tempo. L'ora non avrà la stessa lunghezza, né il minuto. Tutto sarà così confuso.

astronavi. Anche ora sulla Terra, ci sono problemi con i fusi orari di attraversamento del carico. I problemi più difficili si verificano nel Pacifico, quando si attraversa dall'America all'Australia. Parti martedì e arrivi lunedì. Viaggiare con così tante unità di tempo sarà molto impegnativo. Astronavi e stazioni spaziali utilizzeranno probabilmente il tempo universale come unità comune.

Scuole. A scuola siamo abituati che ogni lezione dura un'ora. Ma con così tante ore, le cose saranno complicate. Su ogni pianeta e luna, una lezione durerà più o meno un'ora.

Pagamenti. Siamo abituati a ricevere il nostro stipendio una volta al mese o una volta alla settimana. Bene, queste unità di tempo saranno diverse. Riceverò più o meno soldi se un giorno dura 27 ore? Inoltre, ogni azienda deve presentare mensilmente le proprie dichiarazioni fiscali. Quando e come accadrà questo in un sistema in cui le unità di tempo saranno diverse?


Come mostrato sopra, la misurazione del tempo sarà completamente diversa su ogni pianeta e luna. Gli esempi sono solo per il Sistema Solare, ma problemi simili si verificheranno ovunque andranno gli umani.