Układ słoneczny - Fizyka w gimnazjum wzory,teoria,definiecje,zasady

Fizyka ABC ucznia gimnazjum

21.06.2019r Koniec roku szkolnego

Do końca roku szkolnego pozostało....

Fizyka ABC ucznia gimnazjum
Przejdź do treści

Układ słoneczny

Astronomia
Układ słoneczny to Słońce, planety i mnóstwo drobnych ciał z których masowo Słońce stanowi 99,8% całego Układu Słonecznego.
Dookoła Słońca krąży 9 planet: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton. Układ Słoneczny powstał około 5-6 miliardów lat temu z obłoku gazowo - pyłowego, który przyciągał materię ku gęstniejącemu jądru. W środku obłoku gaz kurczył się szybciej niż w zewnętrznych warstwach. Powstało Słońce, a pozostała materia utworzyła dysk. Około 50 milionach lat później zaczęły zachodzić reakcje jądrowe co spowodowało świecenie Słońca. We wcześniej powstałym dysku cząsteczki się ze sobą zderzały i łączyły w pył tworzący większe obiekty. Kolizje różnorodnych obiektów doprowadziły do powstania dużych ciał, z których ostatecznie powstały planety. Najpierw utworzyły się 4 planety wewnętrzne czyli: Merkury, Wenus, Ziemia i Mars. Planety zewnętrzne zaś tworzyły głównie gazy a uformowały się ze skalno - lodowych brył krążących w dalszej odległości od Słońca.  
Cztery pierwsze to planety typu ziemskiego zbudowane głównie ze skał cztery dalsze planety to "gazowe olbrzymy". wielokrotnie większe od Ziemi.
Planety układu słonecznego
Merkury (Mercury) Odległość od Słońca w mln km: 59,9 Okres obiegu wokół Słońca: 87,969 dnia Okres rotacji: 58,65 dni Średnica (km): 4878 Masa (Ziemia = 1): 0,056 Objętość (Ziemia = 1): 0,05 Gęstość (g/cm³): 5,43 Prędkość ruchu po orbicie (km/s): 47,4 Liczba znanych księżyców: 0 Merkury jest pierwszą i najmniejszą planetą naszego Układu. Ciężko zobaczyć go z Ziemi ponieważ zawsze pojawia się blisko Słońca. Merkury jest pozbawiony atmosfery. Płaszcz pod skorupą składa się ze stopionych skał, a w środku planety znajduje si ę jądro żelazne. Merkury krąży wokół Słońca szybko, jednak wokół swojej osi wolno. Sprawia to, że wschód Słońca następuje na nim co 176 dni. Jest on jednym z najgorętszych i jednocześnie najzimniejszych planet Układu Słonecznego. Maksymalna temperatura na Merkurym wynosi +427°C, a minimalna -212°C. Merkury ma wiele kraterów, występują na nim góry a także kilka płaskich obszarów. Największy krater o nazwie Caloris Planitia ma średnicę 1300 km. Sonda kosmiczna "Mariner 10" zbliżyła się do Merkurego po przebyciu w przestrzeni kosmicznej prawie 170 milionów kilometrów. Jej podróż trwał a 146 dni. "Mariner 10" przeleciał obok Merkurego 3 razy fotografując go. Odkryto wtedy, że powierzchnię Merkurego przecinają wielkie, strome skarpy o wysokości ponad 3 km. Przecinają one ściany kraterów i ciągną się na przestrzeni setek kilometrów. Około 14 razy w każdym stuleciu Merkury przesuwa się dokładnie między Słońcem a Ziemią. Astronomowie nazywają to przejściem Merkurego przez tarczę słoneczną. Planeta ta jest wtedy widoczna jako mała plamka przesuwająca się ze wschodu na zachód przez tarczę Słońca.  
Wenus (Venus) Odległość od Słońca w mln km: 108,2 Okres obiegu wokół Słońca: 224,7 doby Okres rotacji: 243 doby Średnica (km): Masa (Ziemia = 1): 0,815 Objętość (Ziemia = 1): 0,88 Gęstość (g/cm³): 5,24 Prędkość ruchu po orbicie (km/s): 35,0 Liczba znanych księżyców: 0 Wenus jest drugą planetą od Słońca. Jest bardzo jasna poniewa ż jej gęste chmury bardzo dobrze odbijają światło. Maksymalna temperatura na Wenus dochodzi do +482°C. Jest ona otoczona obłokami trujących gazów. Czas obrotu Wenus wokół osi jest najdłuższy w Układzie Słonecznym i wynosi aż 243 doby - mniej niż na okrążenie Słońca, przez co dzień na Wenus jest dłuższy niż rok. Wenus wiruje w przeciwną stroną niż porusza się po swojej orbicie, jest to tzw. "obrót wsteczny". Pierwsza sonda, jaka wylądowała na Wenus, po około godzinie została zniszczona przez jej wysoką temperaturę i ciśnienie. W 1978 r. amerykańska sonda kosmiczna "Pioneer - Venus" stała się sztucznym satelitą tej planety. Dzięki niej odkryto na jej powierzchni rozległe płaskie równiny z kraterami, dolinami oraz pasmami górskimi, a tak że wulkany.  
Ziemia (Earth) -  Ziemia jest trzecią planetą od Słońca i jedyną, na której istnieje życie, bynajmniej dotychczas nie udowodniono go na innych planetach naszego Układu. Uważa się, że powstała ona około 4,6 miliarda lat temu, a jej temperatura wynosiła wtedy 4000°C. Wyjątkowość Ziemi polega na tym, że występuje na niej woda i zawierająca tlen atmosfera. W grudniu Ziemia znajduje się nieco bliżej Słońca, a w czerwcu jest najbardziej od niego oddalona. Oś Ziemi jest nachylona w stosunku do Słońca, dzięki czemu mamy pory roku. Natomiast obroty Ziemi wokół własnej osi powodują zjawiska dnia i nocy. Atmosfera składa się głównie z azotu i tlenu, ma grubość około 100 km i składa się z kilku warstw. Jedną z najważniejszych jest warstwa ozonowa, która rozciąga się na wysokości ok 15-50 km i pełni rolę tarczy osłaniającej nas przed szkodliwym promieniowaniem. Początkowo na Ziemi nie było oceanów. Powstały one dopiero wskutek wybuchów wulkanów, które po emisji dużej ilości gazów tworzyły chmury, przez co zaczęły padać deszcze. Było to pierwszym czynnikiem, który wpłynął na powstanie na Ziemi życia. Odległość od Słońca w mln km: 149,6 Okres obiegu wokół Słońca: 365 dni 6h Okres rotacji: 23 h 56 min Średnica (km): Masa (Ziemia = 1): 1,000 Objętość (Ziemia = 1): 1,00 Gęstość (g/cm³): 5,52 Prędkość ruchu po orbicie (km/s): 29,8 Liczba znanych księżyców: 1.
Mars (Mars) Mars jest widoczny na niebie jako czerwony, podobny do gwiazdy punkt. Mars jest skalistą planetą, którą pokrywają czerwone pustynie, stąd popularna nazwa - Czerwona Planeta. Starożytni Rzymianie nazwali ją imieniem boga wojny. Atmosfera składa się w większości z dwutlenku węgla, co uniemożliwia oddychanie. Występują tam potężne burze pyłowe. Na Marsie jest niezwykle zimno, jego powierzchnia jest pokryta okruchami skał różnej wielkości. Maksymalna temperatura na Marsie dochodzi do +27°C, a minimalna -126°C. Powierzchnia Czerwonej Planety jest urozmaicona, tworzą je kratery, góry, doliny oraz wulkany. Mars ma 2 księżyce, będące prawdopodobnie fragmentami planetoid. Są to: Phobos i Deimos. Prawdopodobnie są to dwie mniejsze planety, które zbliżyły się do Marsa i znalazły się na orbitach wokół niego. Obiegają one Marsa po prawie kołowych orbitach. Obracają się one w ten sposób, że pozostają zwrócone do Marsa tą samą stroną. Zdjęcia przekazane przez sondę "Mariner 9", wystrzeloną w 1972 roku ujawniły, że na Marsie można spotkać dwa różne typy krajobrazów. Południowe wyżyny wznoszą się około 4 km powyżej północnych równin. Północna część planety to w większości wygładzona równina pokryta lawą, która wypłynęła z wulkanów, południowa zaś zryta jest głębokimi kraterami. "Mariner" sfotografował też ogromną, kolistą nieckę na powierzchni Marsa, którą nazwano Hellas Planitia. Jest ona najniższym punktem na powierzchni Marsa. Opad gruzu o grubości 2,4 km jest wielkości trochę mniejszej ni ż Azja z Europą. Powstała ona w wyniku uderzenia planetoidy. "Mariner 9" odkrył także rozpadlinę przecinającą centralną część planety, którą nazwano Valles Marineri (Dolina Marinera). Jest ona 10 razy dłuższa i 3 razy głębsza niż Wielki Kanion Kolorado i ma ponad 6 km głębokości. Na Marsie odkryto trąby powietrzne. Zawirowania w atmosferze Marsa spowodowane są prądami konwekcyjnymi, których przyczyną jest różnica temperatur pomiędzy nagrzaną powierzchnią i chłodnym powietrzem.  
Jowisz (Jupiter) - Jowisz wybrzusza się na równiku i spłaszcza na biegunach z powodu dużych wirowań. Wiatry na Jowiszu osiągają prędkość do 500 km/h. Szybki ruch wirowy i ciepło z wnętrza planety powodują powstanie silnych wiatrów, dzielących atmosferę na równoleżnikowe pasy opadających lub wznoszących się gazów. Na tarczy Jowisza widać też cyklon o średnicy dwukrotnie większej od Ziemi, zwany Wielką Czerwoną Plamą. Ten huragan szaleje na Jowiszu od co najmniej 300 lat. Na Jowiszu występuje wodór i hel, z których zbudowane są gwiazdy. Jowisz jest pierwszą z czterech wielkich planet - gazowych gigantów i jednocześnie największą planetą Układu Słonecznego. Jest on gazowa kulą, choć posiada prawdopodobnie jądro z płynnych skał. Obłoki na Jowiszu tworzą jedną warstwę, jednak jej skład nie jest jeszcze zidentyfikowany. Gdyby Jowisz był dużo większy, mógłby stać się gwiazdą. Galileusz odkrył cztery księżyce Jowisza prawie 400 lat temu. Były to pierwsze obiekty w przestrzeni kosmicznej odkryte za pomocą teleskopu. Od nazwiska odkrywcy noszą one nazwę księżyców galileuszowskich. Są to: Io, Europa, Ganimedes i Callisto. Ganimedes to największy księżyc w Układzie Słonecznym. Pewne obszary jego powierzchni pokrywają dziwne bruzdy, które ciągną się na tysiące kilometrów. Callisto najbardziej przypomina nasz Księżyc. Jest całkowicie pokryty kraterami. 16 lipca 1994 roku ogromne kawałki komety Shoemaker - Levy 9 zderzyły się z Jowiszem. Gdyby to samo przydarzyło się Ziemi, siła uderzenia wyrzuciłaby olbrzymie ilości pyłu w atmosferę. Zablokowałoby to ciepło i światło słoneczne, czyniąc Ziemię znacznie zimniejszą. Odłamki tej komety poruszałysię z prędkością 60 km/s. Po niedługim czasie eksplodowały, a fontanna rozgrzanej materii kometarnej zmieszała się z gorącymi gazami atmosfery Jowisza, które uniosły się na wysokość kilku tysięcy kilometrów ponad warstwę obłoków spowijających planetę olbrzyma. Gdy wyrzucona w górę materia opadła z powrotem ku stratosferze Jowisza, utworzyła ciemną plamę w kształcie półksiężyca. Otaczała ona nieduży, jeszcze ciemniejszy ślad, który powstał w miejscu wtargnięcia komety w atmosferę. Dwa dni później inny odłamek komety uderzył w Jowisza z taką siłą, że fontannę wyrzuconej materii rozświetlił blask przewyższający jasność całej planety. Ostatecznie powierzchnia Jowisza została naznaczona 21 ciemnymi piętnami. Średnica każdego z nich przewyższała średnicę Ziemi.
Saturn (Saturn)Saturn jest szóstą ą planet ą od S ł o ń ca, drugą ą co do wielko ś ci, po Jowiszu, planet ą naszego Układu. Jest jedną ą z planet zewnętrznych, gazowych gigantów. Jest bardzo zimny ponieważ ż znajduje si ę bardzo daleko od S ł o ń ca i otrzymuje od niego zaledwie 1/10 ilości ciepła i światła co Ziemia. Pierścienie wokół Saturna, odkryte przez Galileusza, czyni ą go jedną z najpiękniejszych planet Układu Słonecznego. S ą ich setki a rozciągają si ę one na przestrzeni tysięcy kilometrów. Prawdopodobnie składają się z milionów brył lodu o średnicy od kilku centymetrów do kilkudziesięciu metrów, które s ą widoczne za pomoc ą teleskopu. Ich grubość wynosi zaledwie około 10 metrów. Najprawdopodobniej pierścienie tworzy materiał, z którego kiedyś miał si ę uformować księżyc. Siedem spośród pierścieni jest oznaczonych kolejnymi literami alfabetu: A, B, C, D, E, F i G. Okres obiegu Saturna wokół własnej osi trwa prawie 11 godzin. Atmosfera jego składa się głównie z wodoru, helu i amoniaku. Tytan, największy z księżyców Saturna, jest jedynym księżycem w Układzie Słonecznym otoczonym atmosferą podobną do ziemskiej. Inny księżyc Saturna, Phoebe, nie powstał w otoczeniu planety, lecz został przechwycony przez jej siły grawitacyjne. Zawiera on dużo mniej lodu i więcej skał niż inne księżyce Saturna. Phoebe okrąża planetę w kierunku odwrotnym od większości pobliskich księżyców, jej orbita jest mocno nachylona do równika planety. W maju 2005 roku odkryto kolejnych 12 księżyców Saturna, co daje łącznie liczbę 46.
Uran (Uranus) - Uran jest kolejną spośród planet zewnętrznych, będących gazowymi olbrzymami. Z Ziemi jest ledwo widoczny nawet przez teleskop gdyż znajduje się w odległości 2870 mln km od Słońca. W 1781 roku Brytyjczyka, Williama Herschel'a, odkrył tę planetę obserwując niebo przez własnoręcznie zbudowany teleskop. Przez to, że nachylenie płaszczyzny równika Urana do płaszczyzny jego orbity wynosi 98o, planeta wiruje wokół własnej osi ruchem wstecznym. Jego pole magnetyczne jest 3 razy silniejsze niż na naszej planecie. Pierścienie Urana, których jest 11, są bardzo niewyraźne i ciężko je zobaczyć z Ziemi. Są jednak mocniejsze od pierścieni Jowisza, a odkryto je w 1977 roku. Uran zielonkawy kolor zawdzięcza chmurom metanu w górnych warstwach atmosfery. Różnice temperatur nie są duże. Od -208°C do -212°C. Wiele wiadomości o Uranie przekazał na Ziemię "Voyager 2". Dopiero od tej pory znamy dokładnie czas obrotu Urana. Uran wyróżnia się wśród gazowych gigantem tym, że nie ma skalnego jądra. Górna warstwa jego atmosfery składa się głównie z wodoru i helu, a w warstwach niższych tworzą się metanowe chmury. Metan pochłania światło czerwone, dlatego te ż Uran oglądany z przestrzeni kosmicznej jest zielono - niebieski.
Neptun (Neptune) Neptun jest najbardziej odległą planetą gazową i jest najmniejszy spośród nich. Okres obiegu wokół Słońca trwa blisko 165 lat, a porusza się ona ze średnią prędkością 5,4 km/s. Jądro Neptuna stanowi około 50% jego objętości i jest ze skał i lodu. Otacza je amoniak i metan, co nadaje mu niebieskie zabarwienie. Prędkość wiatrów dochodzi do 2,5 tys. km/h. Występują tam również burze w formie wielkiej ciemnej plamy. Na jednym z księżyców Neptuna, lodowym Trytonie, odkryto gejzery. Sonda Voyager 2 potwierdziła wcześniejsze przypuszczenia o istnieniu pierścieni wokół Neptuna. Na skutek oddziaływań z satelitami magnetosfera Neptuna ma zmienną geometrię.
Planety posiadają księżyce. Nie każda planeta ma księżyc, ale niektóre mają ich wiele. Ziemia ma jeden księżyc, Mars dwa (niewielkie po około 10 km średnicy), Jowisz ma wiele księżyców ale cztery z nich największe zostały odkryte przez Galileusza w 1610 r, można je dostrzec przez dobrą lornetkę.

Księżyce Jowisza

Nie tylko planety krążą wokół Słońca. Są to również planetoidy i komety.
Planetoid w Układzie Słonecznym są miliony. Największe przypominają miniaturowe planety, ale zdecydowana większość to niewielkie (parokilometrowe) bryły nieregularnego kształtu. Spisanych planetoid jest blisko 200 tys. Innym nazewnictwem planetoid jest nazwa "asteroida". Między orbitą Marsa i Jowisza występują planetoidy zbudowane ze skał, a poza orbitą Neptuna planetoidy zbudowane głównie z lodu. W innych rejonach Układu Słonecznego planetoid jest mało.
Komety to kilkukilometrowe bryły lodowo-skalne (taka bryła to jądro komety). Gdy kometa zbliża się do Słońca, lód zaczyna parować i pojawia się mglista "głowa" komety, a za nią długi warkocz. Efektowne komety na niebie zdarzają się rzadko.
COPYRIGHT © FIZYKA W GIMNAZJUM
Wróć do spisu treści