Физика, 9 класс

Задачи: Строение, излучения и эволюция Солнца и звёзд

Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.

База

База Задача 1

Звезда того же типа, что Солнце, в 3 раза массивнее его. Во сколько раз её светимость больше солнечной?

Подсказка

Светимость пропорциональна четвёртой степени массы.

Решение

\(\dfrac{L}{L_\odot} = \left(\dfrac{M}{M_\odot}\right)^4 = 3^4 = 81\).

Ответ
В 81 раз
База Задача 2

Масса звезды \(2{,}0 \cdot 10^{30}\) кг, водород составляет 70 % её массы. Какова масса водорода в звезде?

Подсказка

Найдите 70 % от массы звезды.

Решение

\(m_{\text{H}} = 0{,}70 \cdot 2{,}0 \cdot 10^{30} = 1{,}4 \cdot 10^{30}\) кг.

Ответ
1,4·10³⁰ кг

Средний

Средний Задача 3

Светимость звезды (того же типа, что Солнце) в 256 раз больше солнечной. Во сколько раз её масса больше массы Солнца?

Подсказка

Если \(L \sim M^4\), то \(M \sim \sqrt[4]{L}\).

Решение

\(\dfrac{M}{M_\odot} = \sqrt[4]{256} = \sqrt{\sqrt{256}} = \sqrt{16} = 4\).

Ответ
В 4 раза
Средний Задача 4

Солнце делает полный оборот относительно звёзд за 25,4 сут. На сколько градусов в сутки смещается пятно у экватора Солнца вокруг его оси?

Подсказка

Полный оборот — это 360°.

Решение

\(\omega = \dfrac{360^\circ}{25{,}4\ \text{сут}} \approx 14{,}2\) градуса в сутки.

Ответ
≈ 14,2° в сутки

Сложный

Сложный Задача 5

Примем, что Солнце светит около 10 млрд лет. Запас горючего звезды пропорционален её массе, а расход — светимости (\(L \sim M^4\)). Сколько проживёт звезда вдвое массивнее Солнца?

Подсказка

Время жизни равно запасу, делённому на расход.

Решение

Запас больше в 2 раза, расход — в \(2^4 = 16\) раз. \(t = 10 \cdot \dfrac{2}{16} = 1{,}25\) млрд лет.

Ответ
≈ 1,25 млрд лет
Сложный Задача 6

Сила тяжести на Солнце огромна, а корона простирается на миллионы километров. Почему газ короны не «падает» на Солнце?

Подсказка

Вспомните, как связаны температура и скорость частиц газа.

Решение

Корона разогрета до 1–2 млн °C. При такой температуре атомы и электроны движутся с огромными скоростями, и тяготение не может удержать их в тонком слое у поверхности — газ разлетается на расстояния в несколько солнечных радиусов.

Ответ
Частицы короны очень горячие и движутся слишком быстро, чтобы притяжение прижало их к Солнцу.
Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.