Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Категория: Астрономия

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 – солнечная постоянная, – расстояние в 1 а.е. в метрах.

   

Ответ: 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 – , тогда доля энергии Солнца, получаемая Землей, равна одной миллионной приблизительно.

Ответ: Вт, или .

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.

   

   

Тогда, по аналогии с предыдущей задачей,

   

Ответ: в перигелии больше на 7%.

б) рассчитаем перигельное и афелийное расстояния для Марса.

   

   

Тогда, по аналогии с предыдущей задачей,

   

Ответ: в перигелии больше на 45%.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *