Экспедиция к планетам Солнечной системы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНО УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

«СВЕРДЛОВСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Познавательная игра

«Экспедиция к планетам

Солнечной системы»

Разработал: преподаватель физики Лобода Е.С.,

г. Свердловск, 2021-2022 уч.г.

Экспедиция к планетам Солнечной системы

Пред нами тайны обнажаются,

Возблещут тайные миры…

А. Блок

Человек постоянно стремился к Небу. Сначала мыслью, взором и на крыльях, затем с помощью воздухоплавательных и летательных аппаратов, космических кораблей и орбитальных станций.

Великий немецкий ученый Иммануил Кант заметил однажды, что есть всего две вещи, достойные подлинного удивления и восхищения: звездное небо над нами и нравственный закон внутри нас. Древние считали: и то и другое неразрывно связаны между собой. Космос обуславливает прошлое, настоящее и будущее человечества и каждого отдельно взятого человека. Говоря языком современной науки, в Человеке закодированна вся информация о Вселенной. Жизнь и Космос нерасторжимы.

Сегодня перед нами 2 команды, которые отправятся в путешествие в экспедицию к планетам Солнечной системы. Командам предстоит познавательная экскурсия и выполнение определенной миссии на каждой планете – определенное задание. Та команда, которая все задания выполнит правильно, будет достойна наград. Жюри, в составе которого Гончарова А.А. и Фащенко В.А. оценят результаты команд сегодня.

1. Старт с Земли

Для успешного старта мы должны выполнить задание. Та команда, которая выполнит задание быстро и правильно, получит 5 балов.

Задание

Чтобы оторваться от Земли, требуется рассчитать силу тяжести, которая действует на весь экипаж. Масса всего экипажа m = 300 кг, ускорение свободного падения на Земле g = 10 м/с².

Солнечная система – как много мы о ней знаем и как мало. Хочу вам сегодня напомнить, что в нашей системе звезда – Солнце. Все планеты вращаются вокруг него и делятся на две группы – земную (Земля, Меркурий, Венера, Марс) и группу гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Населяют ее и другие объекты – астероиды и кометы, пространство ее заполнено космической пылью и темной материей.

1. Меркурий

Задание выполнено, а значит, направляемся к первой планете от Солнца – Меркурию.

Ребята смотрят фрагмент учебного фильма

Интересные факты о Меркурии.

• В Древней Греции утром его называли Аполлоном, вечером — Гермесом, считая разными объектами, а все потому, что Меркурий перед рассветом появляется неподалеку от точки восхода Солнца и снова оказывается рядом со светилом во время заката.

• Изучать небесное тело в орбитальные телескопы невозможно, так как сильное излучение повредит чувствительную оптику.

• Большинство запасов льда доставлено на Меркурий кометами и астероидами, упавшими в областях вечной тени.

• Наблюдателю, находящемуся на Меркурии, покажется, что Солнце в 3 раза крупнее, чем на Земле.

• Освещаемая сторона объекта разогревается до +430°C, а температура в тени и на полюсах планеты может опускаться до -190°C. Столь резкий перепад температуры больше нигде не встречается в пределах Солнечной системы.

• Многие кратеры Меркурия названы в честь выдающихся поэтов, художников, музыкантов и философов. Например, существуют кратеры Рембрандта, Фета, Бетховена, Стравинского, Тургенева, Рахманинова.

Задание:

Период обращения Меркурия вокруг Солнца – 88,5 дней, а период обращения вокруг своей оси - 59 дней. В каком отношении находятся эти периоды?

3Венера

Задание выполнено, следующая планета по курсу – Венера. Эта планета загадочна. Она названа в честь богини любви и красоты, но очень смертоносна.

Ребята смотрят фрагмент учебного фильма

Интересные факты о Венере

• День здесь длится дольше, чем год.

• Среди всех объектов на земном небосводе Венера является третьим по яркости. Она уступает лишь Солнцу и Луне.

• Вокруг своей оси Венера вращается медленнее всех остальных планет.

• Год тут длится 225 земных суток, а день — 243 суток.

• Посадить межпланетный зонд на Венеру долгое время не удавалось из-за её бурной атмосферы. Первая удачная посадка была осуществлена в рамках советской космической программы в 1970 году.

• Над венерианскими полюсами непрерывно бушуют вихри-антициклоны, причём облака в них имеют интересную S-образную форму. Из-за чудовищного давления возле поверхности атмосфера Венеры наполовину жидкая, наполовину газообразная. Учёные называют это агрегатное состояние сверхкритической жидкостью.

• На Венере есть каньон Бабы-Яги, равнина Снегурочки и Земля Лады. Почти все топонимы здесь названы в честь мифологических персонажей женского пола.

• На всей планете тут лишь около 1000 кратеров. Это вызвано тем, что почти все метеориты сгорают в плотной атмосфере, и до поверхности долетают лишь крупнейшие из них.

Задание

Как вы уже поняли, у этой планеты мощный облачный слой, который надежно защищает планету от воздействия солнечной радиации, но и создает на планете парниковый эффект. В состав атмосферы Венеры входят угарный газ, метан, аммиак, двуокись серы, соляная кислота, ацетилен, этан. Нужно исследовать атмосферные газы планеты. Рассчитать относительную молекулярную массу аммиака NH₃ и двуокиси серы SO_2.

1. Марс

Итак, миссия на Венере выполнена, держим курс к Марсу. Существует множество гипотез по поводу возможной жизни на этой планете, а марсианские находки так и остаются загадочными.

Ребята смотрят фрагмент фильма.

Интересные факты о Марсе

• На Марсе существуют горы выше Эвереста, а гора Олимп является в настоящее время самой высокой горой в Солнечной системе, известной человечеству.

• Никто из людей или животных не выжил бы на Марсе без специального скафандра. Давление на Марсе настолько низкое, что кислород в крови мгновенно превратился бы в газовые пузырьки, что привело бы к моментальной гибели.

• На Марсе очень часто бушуют самые свирепые и мощные пыльные бураны известные человечеству. Скорость ветра порой достигает более 200 км/ч, продолжаются бури несколько недель и могут охватить всю планету. Чаще всего бури возникают тогда, когда Марс приближается к Солнцу.

• На Марсе в глубокой древности было достаточно много водных ресурсов, но они потом исчезли. Доказательствами «водного прошлого» Марса являются меандры - высохшие русла старинных рек, а также некоторые минералы, которые могли образоваться только в результате действия воды.

• Марс окрашен в красный цвет благодаря значительному распространению в почве оксидов железа. Наличие пыли в атмосфере придает небу Марса розоватый оттенок.
  
  

Задание

Самая большая гора на Земле – Джомолунгма – имеет высоту более 8 км. Высоту вулкана Никс Олимпик (в километрах) на Марсе вы узнаете, если найдёте значение выражения |a + b: 0,25| при а = - 21, b = 12.

5.Юпитер

Ребята отлично справились со своим заданием на Марсе, значит, мы продолжаем путешествие к другим планетам. Этот объект относится к группе гигантов, планета представляет собой плазмоид, на которой нет твердой поверхности, к тому же вокруг своей оси Юпитер вращается не с одинаковой скоростью.

Просмотр фрагмента фильма.

• Юпитep был oткpыт в 1610 гoду Гaлилeeм Гaлилeeм. Гaлилeй тaкжe oбнapужил 4 луны Юпитepa. Эти луны удaчнo нaзывaют гaлилeeвыми лунaми в чecть иx пepвooткpывaтeля. Чeтыpe луны, oбнapужeнныe Гaлилeeм, были: Kaллиcтo, Гaнимeд, Eвpoпa и Иo.

• Юпитep нacтoлькo мaccивeн, чтo eгo oбщaя мacca вдвoe пpeвышaeт мaccу вcex плaнeт Coлнeчнoй cиcтeмы, вмecтe взятыx. Юпитep cпocoбeн удepживaть в нeм 1З00 Зeмeль. Oднaкo мacca Юпитepa cocтaвляeт вceгo 1 тыcячную чacть oбщeй мaccы Coлнцa.

• Ha эквaтope Юпитep нa 7% шиpe, чeм нa пoлюcax. Этo из-зa eгo чpeзвычaйнoй cкopocти вpaщeния, кoтopaя зacтaвляeт плaнeту выпучитьcя в тaлии.

• Caмoe cтpaннoe, чтo зacтaлo учeныx вpacплox, этo тo, чтo у Юпитepa ecть кoльцa, кaк у Caтуpнa. Дaжe cтpaннo, чтo нa caмoм дeлe cущecтвуют цeлыx тpи кoльцa! Bce эти кoльцa нaмнoгo cлaбee, чeм у coceднeгo Caтуpн, и были впepвыe oбнapужeны в 1979 гoду вoкpуг эквaтopa плaнeты.

Задание

Ребята, на этой планете вы должны исследовать абсолютную температуру. Средняя температура планеты по шкале Цельсия составляет

-130⁰С. Оформите свои расчеты в физическую задачу.

6. Сатурн

Оправляемся на планету, знаменитую своими красивыми кольцами. Кольца планеты состоит из водяного рыхлого снега, льда и обломков породы. Рассмотрим планету и выполним поставленную перед нами задачу.

Интересные факты о Сатурне

• Koгдa дeлo дoxoдит дo плoтнocти плaнeт, Caтуpн зaнимaeт пocлeднee мecтo. Oн чуть мeнee плoтный, чeм вoдa. Этo oзнaчaeт, чтo Caтуpн мoжeт лeгкo плaвaть нa вoдe (ecли кoнeчнo нaйдeтcя пoдxoдящaя eмкocть).

• На Сатурне дуют очень сильные ветра, скорость которых достигает 1800 километров в час. В разных частях планеты их сила и направление различны.

• В 80-х годах XX века аппарат «Вояджер» зафиксировал странные вращающиеся шестиугольные облака на северном полюсе. Ученые пока не могут о бъяснить механизм образования этих облаков.

• По причине высокого давления и преимущественно газообразного состояния жизнь на планете невозможна. Спутники Сатурна обладают более подходящими условиями для существования живых организмов.

• В 2017 году телескоп «Хаббл» и зонд «Кассини» зафиксировали полярные сияния, которые являются одним из самых удивительных фактов планеты. По мнению исследователей, явление возникает при взаимодействии газообразного водорода с магнитным полем.

Задание

Поскольку Сатурн можно разглядеть без использования телескопа, его обнаружили еще древние люди. Упоминания планеты встречаются в вавилонских источниках. Греки называли газового гиганта в честь бога земледелия. А как именно вы узнаете, если решите следующее задание.

Перед вами 6 примеров. Каждому примеру соответствует буква. Решите примеры и расставьте буквы по возрастанию ответов. (Кронос)

1. log₂8 (о)

2. (р)

3. (к)

4. 0,5^-2 (н)

5. Вычислите 30% от 20 (с)

6. 3^х=243 (о)

7. Уран

Мы все дальше удаляемся от Солнца, температура и освещенность становится ниже, веяние солнечного ветра почти не ощущается. Солнечный ветер – солнечное вещество, которое истекает постоянно в межпланетное пространство. И вот, мы уже приближаемся к планете Уран. Интересно, что в 1977 году у Урана обнаружили 5 колец, потом обнаружили, что всего их у него 10.

Просмотр фрагмента фильма.

Интересные факты об Уране

• Уpaн чacтo нaзывaют лeдяным гигaнтoм. Пpocтoe oбъяcнeниe этoгo нaзвaния в тoм, чтo 80% мaccы Уpaнa cocтoит из жидкoй cмecи aммиaчнoгo льдa, мeтaнoвoгo льдa и вoдянoгo льдa.

• Этa плaнeтa дoвoльнo нeoбычнa в тoм cмыcлe, чтo у нeё cвoeoбpaзный нaклoн: ocь плaнeты укaзывaeт пoчти пpямo нa Coлнцe. Учeныe гoвopят, чтo этoт нeoбычный нaклoн cвязaн c тeм, чтo в бoлee paнниe дни плaнeтa cтoлкнулacь c дpугим плaнeтapным oбъeктoм.

• У Уpaнa, пoxoжe, oчeнь cкучнaя aтмocфepa. Oн пoxoж нa бoльшoй cиний шap. Oднaкo этo тo, чтo мы видим, иcпoльзуя oбычный тeлecкoп. Ecли cмoтpeть в инфpaкpacнoм cпeктpe, нa этoй плaнeтe будут видны oблaкa и пoлocы. Aтмocфepa плaнeты имeeт oпpeдeлeнныe яpкиe oблacти. Heкoтopыe oблaкa, нaблюдaeмыe в aтмocфepe Уpaнa, ocтaютcя лишь нa нecкoлькo чacoв, нo ecть и тaкиe, кoтopыe cущecтвуют пpимepнo c 1986 гoдa (гoд, кoгдa пpoлeтaл Boяджep).

• Kлимaтичecкиe уcлoвия нa Уpaнe экcтpeмaльныe. Пocлe дoлгиx xoлoдныx зим, кoгдa coлнeчный cвeт впepвыe дocтигaeт тeмныx oблacтeй, aтмocфepa нaгpeвaeтcя, и этo пpивoдит к cтpaшным вeceнним штopмaм. Hacкoлькo oни бoльшиe? Oни paзмepoм c Eвpoпу (кoнтинeнт)!

Задание

Требуется узнать какую механическую работу на планете Уран будет выполнять тело массой m = 100 кг, падая с высоты 100 м, ускорение свободного падения на Уране g = 9 м/с².

8.Нептун

Итак, наш полет продолжается к самой удаленной планете от Солнца – Нептун, она же является и самой холодной, средняя температура планеты -221⁰С.

Просмотр фрагмента фильма

Интересные факты о Нептуне

• Ученые точно не знают, почему Нептун окрашен в красивый ярко-синий оттенок. Возможно, все дело в наличии метана, поглощающего красный цвет. Высказываются и другие предположения, например, о концентрации в мантии неизвестного химического элемента или соединения.

• Климат Нептуна нестабилен. Скорость ураганов здесь достигает впечатляющих 2100 км/ч. Предполагается, что вечный холод существенно снижает силу трения, поэтому потоки газов и жидкости ускоряются почти беспрепятственно.

• У Нептуна 14 спутников, но лишь один из них привлек пристальное внимание ученых — Тритон. На этом спутнике настоящее ледяное царство, где криовулканы извергают не огнедышащую лаву, а воду и азот. Согласно одной из гипотез Тритон был захвачен более сильным гравитационным полем Нептуна, изменил траекторию движения и стал спутником планеты.

• В южной части гиганта находится “горячая точка” с температурой на 10 градусов выше температуры окружающей местности. Участок вокруг нее разогрет настолько, что происходит таяние метана, испаряющегося в атмосферу. Пока неясно, каким образом появилась эта “горячая точка” и какова ее природа.

Задание

Определите площадь поверхности Нептуна, считая её шарообразной, если диаметр планеты равен 48628 км ( ≈ 3).

Наша экспедиция завершилась, а ее результаты оценит жюри.

Солнечная система – наш космический дом, человек всегда будет стремиться изучить то пространство, в котором он живет, а на данный момент изучено всего 4% . Мы надеемся, что наше мероприятие, состоявшееся сегодня пробудит в вас интерес к изучению устройства мира и Вселенной.