Астрономия: солнечная постоянная для Земли и других планет

В этой статье собраны задачи на определение солнечной постоянной для планет и их спутников. Солнечная постоянная – количество солнечной энергии, падающей на площадь 1 кв. метр в секунду.

Задача 1. Известно, что на расстоянии 1 а.е. от Солнца через площадку, перпендикулярную солнечным лучам, имеющую площадь 1 м², проходит поток энергии 1367 Вт (это число называют солнечной постоянной). По этим данным вычислите мощность (светимость) Солнца.

Где $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ – солнечная постоянная, $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ – расстояние в 1 а.е. в метрах.

Ответ: $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ Вт.

Задача 2. Сколько энергии получает Земля от Солнца каждую секунду? Получите ответ в ваттах и в долях мощности Солнца.

Рассчитаем площадь поверхности планеты:

Солнце освещает только половину, причем на каждый метр падает 1367 Дж ежесекундно. Тогда общее количество энергии, получаемой Землей в с, равно

Светимость Солнца – $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ , тогда доля энергии Солнца, получаемая Землей, равна одной миллионной приблизительно.

Ответ: $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ Вт, или $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

Задача 3. Используя значение солнечной постоянной для Земли, вычислите солнечную постоянную для Венеры, если среднее расстояние от Солнца до этой планеты равно 0,732 а.е.

Рассчитаем площадь сферы радиусом 0,732 а.е. – расстояние до Венеры.

Определим Солнечную постоянную для Венеры:

Ответ: 2573 Вт.

Задача 4. На сколько процентов (в среднем) отличается количество солнечного света, падающего на Луну в фазе первой четверти и в фазе полнолуния?

Луна всегда одинаково освещена Солнцем, но неодинаково близко к нему расположена. В фазе первой четверти Луна находится на расстоянии примерно 1 а.е. от Солнца, в фазе полнолуния – в среднем на 384400 км дальше. Поэтому

Так как 384000 км – это 0,0026 а.е., то

То есть луна в в фазе первой четверти получает на 0,5% меньше солнечной энергии.

Ответ: в фазе первой четверти меньше 0,5%.

Задача 5. а) Эксцентриситет земной орбиты 0,017. Во сколько раз отличается количество энергии, получаемой нашей планетой от Солнца в перигелии и афелии? б) Повторите расчёт для Марса, эксцентриситет орбиты которого 0,093.

а) рассчитаем перигельное и афелийное расстояния для Земли.