§ 40. Солнечная система

Физика, 7 класс. Учебник: Кронгарт Б.А. и др. (Мектеп, 2025). Глава 10: Космос и Земля. Страницы 202–207.

Чему научишься

• Рассказывать, из каких объектов состоит Солнечная система.
• Отличать планеты земной группы от планет-гигантов.
• Называть главные особенности каждой планеты.
• Объяснять, что такое астероиды, кометы, метеоры и метеориты.
• Понимать, почему у кометы появляется хвост и где проходит пояс астероидов.

Разминка

• Какая звезда ближе всего к нам? Солнце. Именно вокруг него обращается наша планета.
• Почему мы видим планеты на небе, если сами они не светятся? Они отражают солнечный свет.
• Что такое спутник планеты? Небесное тело, которое обращается вокруг планеты. У Земли спутник один — Луна.
• Видел ли ты «падающую звезду»? Это не звезда: так выглядит крошечная твёрдая частица, сгорающая в атмосфере (разберём ниже).

💡 Земля кажется нам огромной. Но в космосе она всего лишь одна из восьми планет у одной из 100 миллиардов звёзд нашей Галактики. Давай посмотрим на всю семью.

Разбираемся

Где мы живём

Солнечная система — это Солнце и все небесные тела, которые обращаются вокруг него: планеты со спутниками, малые планеты, кометы и метеорное вещество. Сама система — крошечная часть Галактики Млечный Путь. В ней больше 100 млрд звёзд.

Солнце в этой семье — «папа-великан»: на него приходится 99,8 % всей массы Солнечной системы. На восемь планет, спутники, астероиды и кометы вместе остаётся всего 0,2 %.

🌟 Возраст Солнечной системы — примерно 4,57 млрд лет. Она родилась из облака газа и пыли, которое сжалось под действием притяжения.

Восемь планет: две группы

Планеты — тёмные шарообразные тела, сравнимые по размерам с Землёй или больше. Мы видим их только потому, что их освещает Солнце. Все планеты делятся на две группы.

📌 Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля, Марс: небольшие, лёгкие, плотные, медленнее вращаются вокруг оси. Планеты-гиганты (их называют газовыми) — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун: громадные, с кольцами, множеством спутников и плотными атмосферами.

Знакомимся с планетами

Меркурий — ближайшая к Солнцу. Диаметр 4880 км, масса — всего 0,056 массы Земли. Атмосферы нет. Солнечные сутки здесь тянутся 176 земных суток! Увидеть его трудно: он теряется в лучах Солнца, виден только утром и вечером.

Венера — вторая от Солнца, немного уступает Земле по размеру и массе. Утром и вечером её видно без телескопа как яркую «звезду-красавицу». Поверхность скрыта мощными облаками. Атмосфера состоит в основном из углекислого газа, а температура у поверхности около 500 °C. Это жарче любой кухонной печи.

Земля — третья от Солнца и пятая по массе. Единственная известная планета с жизнью. Атмосфера — в основном азот и кислород, углекислого газа всего 0,03 %. Средний радиус $R = 6378,\text{км}$. У Земли один спутник — Луна: она в 81,3 раза легче Земли, до неё в среднем 384 467 км между центрами. На Луне нет воды и атмосферы, поэтому днём поверхность нагревается до +130 °C, а ночью остывает до −170 °C.

Марс — четвёртая от Солнца, красноватого цвета. Два спутника — Фобос и Деймос (видны лишь в большие телескопы). Диаметр 6786 км. Сутки почти как земные: 24 ч 39 мин 29 с, а год почти вдвое длиннее — около 687 земных суток. Средняя температура около −70 °C, а у экватора днём бывает +20…+25 °C, под утро −90 °C. Следов жизни не найдено.

🌟 Марсианские сутки так похожи на наши, что учёные, которые управляют марсоходами, живут «по марсианскому времени» и каждый день сдвигают график работы почти на час.

Юпитер — самая громадная: масса в 318 раз больше земной. У него 79 известных спутников (по данным учебника). Четыре главных — Ио, Европа, Ганимед, Каллисто — размером сравнимы с Луной.

Сатурн — планета с большим кольцом. Масса в 95 раз, а радиус в 9,5 раза больше земных. Спутников у него 82, самый большой — Титан. Кольца состоят из льдинок, обломков горных пород и пыли.

Уран и Нептун — «близнецы». Температура видимой поверхности Урана −150 °C, Нептуна −170 °C. Кольца есть, но не такие яркие, как у Сатурна.

⚠️ Частая ошибка. «Юпитер в 318 раз больше Земли». Это про массу, а не про размеры. По радиусу Сатурн больше Земли в 9,5 раза, и масса его — в 95 раз. Всегда уточняй, какую величину сравниваешь.

Плутон: бывшая девятая

С 1930 года Плутон считали планетой, а в 2006-м его переименовали в карликовую планету. Причина: за орбитой Нептуна нашли много тел такого же размера и даже больше, и, чтобы не было путаницы, ввели новый класс. Радиус Плутона 1100 км, у него есть спутник Харон (открыт в 1978 г.).

📕 В учебнике сказано, что масса Плутона около 0,0015 массы Земли и это «примерно в 5 раз меньше массы Луны». Но Луна легче Земли в 81,3 раза, то есть её масса около 0,012 земной, а это в 8 раз больше 0,0015. Современное значение для Плутона — около 0,0022 массы Земли, и тогда Луна тяжелее примерно в 5,5 раза. Скорее всего, неточно число 0,0015.

Малые тела

Астероиды — небольшие твёрдые тела (до сотни километров), чаще всего неправильной формы. Они обращаются вокруг Солнца в ту же сторону, что и планеты, и образуют между орбитами Марса и Юпитера широкое кольцо — пояс астероидов.

Кометы (от греческого «хвостатая») — небесные светила со сверкающим хвостом. Хвост у яркой кометы тянется на миллионы и даже десятки миллионов километров. Яркие кометы появляются редко: примерно одна за 10–15 лет.

🌟 Комета Галлея возвращается к Солнцу каждые 75–76 лет. Названа в честь англичанина Эдмунда Галлея (1656–1742), который предсказал её появление. Последний раз она была в феврале 1986 г., а следующий раз ждём в середине 2061 г.

Метеоры (от греческого «парящий в воздухе») — вспышки в атмосфере, когда в неё врываются мельчайшие твёрдые частицы. Их называют «падающими звёздами». Частицы побольше (от нескольких сантиметров до десятков метров) — метеороиды. Те, что упали на Землю, называются метеоритами.

🌟 Самый крупный железный метеорит Гоба нашли в Намибии. Размеры около $3\times3\times1,\text{м}^3$, масса 60 т. Он упал примерно 80 тысяч лет назад. А диаметр Аризонского метеоритного кратера — 1207 м, глубина 174 м.

👨‍👩‍👧 Родителю. Хорошее занятие на вечер: в ясную ночь (август — хорошее время) посмотрите на небо вместе и понаблюдайте метеоры. Попросите ребёнка объяснить, что он видит и почему это не звезда.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Какая из планет земной группы имеет наименьшие размер и массу? Меркурий: диаметр 4880 км, масса 0,056 массы Земли.
• Когда можно наблюдать Меркурий и Венеру? Утром и вечером, около восхода и заката Солнца. Меркурий трудно найти: он теряется в солнечных лучах. Венеру видно как яркую звезду.
• Перечисли основные объекты, входящие в Солнечную систему. Солнце, восемь планет со спутниками, малые планеты (астероиды), кометы, метеорные тела и потоки мелкой пыли.
• Какая из планет-гигантов имеет максимальные размер и массу? Юпитер: его масса в 318 раз больше земной.
• Что представляют собой астероиды? Небольшие твёрдые тела (не больше сотни километров) неправильной формы, обращаются вокруг Солнца и образуют пояс между Марсом и Юпитером.
• Почему у кометы появляется хвост? При приближении к Солнцу лёд комы тает и испаряется. Солнечный свет и ветер отталкивают газы от Солнца, и получается хвост.
• Где в Солнечной системе расположены орбиты астероидов? Главным образом между орбитами Марса и Юпитера, в «поясе астероидов».
• Дай характеристику каждой из планет Солнечной системы. Меркурий: ближайшая, без атмосферы, маленькая. Венера: облака, углекислый газ, около 500 °C. Земля: жизнь, азот и кислород, одна Луна. Марс: красноватый, два спутника, около −70 °C в среднем. Юпитер: самая массивная, 79 спутников. Сатурн: большое кольцо, 82 спутника. Уран и Нептун: «близнецы», −150 °C и −170 °C, слабые кольца.

Решаем упражнения

Все пять заданий мастерской: две рубрики «Исследуйте» (тёмно-синие квадраты — задания повышенной сложности) и три «Решите».

Исследуйте

№ 1

«Исследуйте», задание 1. Найди на вечернем небе Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. ⭐ задача повышенной сложности. Молодец уже за то, что пытаешься.

Как думать. Планеты, в отличие от звёзд, светят ровно и не мерцают. Все они лежат примерно на одной линии по небу, где проходит путь Солнца. Не все четыре видны в один и тот же вечер: это зависит от даты. Лучше свериться с приложением-картой звёздного неба.

Решение.

1. Выбери ясный вечер, подальше от городских огней (например, на даче или за городом недалеко от Алматы). Подожди 15–20 минут, пока глаза привыкнут к темноте.
2. Венера — самая яркая «звезда» над горизонтом, низко на западе после заката или на востоке перед рассветом.
3. Юпитер — очень яркий, белый или желтоватый, высоко над горизонтом.
4. Марс — заметно красноватая «звезда» средней яркости.
5. Сатурн — тусклее Юпитера, желтоватый, светит ровно.
6. Проверь себя по приложению (карта неба на телефоне).

Ответ: по яркости и цвету: Венера — самая яркая, Юпитер — яркий белый, Марс — красноватый, Сатурн — желтоватый; все светят ровным светом.

№ 2

«Исследуйте», задание 2. С помощью школьного телескопа найди на небе изученные планеты. ⭐ задача повышенной сложности.

⚠️ Безопасность. Никогда не наводи телескоп на Солнце и не смотри на него: это навсегда повредит зрение. Наблюдай только ночью и лучше вместе со взрослым.

Как думать. Телескоп даёт маленькое поле зрения, поэтому сначала найди планету глазами, потом наведи на неё трубу с самой слабой линзой (с наименьшим увеличением).

Решение.

1. Найди планету невооружённым глазом (как в № 1) и направь на неё телескоп.
2. Юпитер: кроме диска, рядом видны 3–4 маленькие точки в ряд. Это его крупные спутники (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто). От ночи к ночи они меняют положение.
3. Сатурн: виден диск и «ушки» кольца.
4. Венера: маленький диск в форме серпа, как у Луны.
5. Марс: красноватый крошечный диск, подробностей почти не видно.

Ответ: Юпитер со спутниками, Сатурн с кольцом, серп Венеры и красноватый Марс. Какие именно — зависит от дня наблюдения.

Решите

№ 3

«Решите», задача 1. Перечисли основные сходства планет земной группы.

Как думать. Подумай: где они расположены, какие они по размеру и массе и что у них вращается медленно.

Пример ответа.

• Расположены ближе к Солнцу, чем планеты-гиганты.
• Небольшие по размеру и массе.
• Имеют большую плотность (твёрдые, каменистые).
• Медленнее вращаются вокруг своей оси.
• Не имеют колец, спутников мало или нет совсем (у Меркурия и Венеры спутников нет, у Земли один, у Марса два).

Ответ: планеты земной группы: близко к Солнцу, малые размеры и массы, большая плотность, медленное вращение.

№ 4

«Решите», задача 2. С помощью какого закона можно объяснить падение тел на землю?

Как думать. Падение — результат притяжения между Землёй и телом.

Решение. Все тела притягиваются друг к другу. Земля очень массивная, поэтому её притяжение заметно: оно тянет каждое тело к земле. Этот закон называется законом всемирного тяготения. Та же сила держит Луну около Земли и заставляет планеты обращаться вокруг Солнца.

Ответ: падение тел объясняется законом всемирного тяготения (притяжением Земли).

№ 5

«Решите», задача 3. Если шарик из пластмассы, который должен упасть на землю, поместить в воздушную струю, то он «висит» в воздухе. Объясни, почему.

Как думать. Шарик падает из-за силы тяжести. Что может её уравновесить?

Пример ответа. Сила тяжести тянет шарик вниз. Но снизу на него давит быстрый поток воздуха. Эта сила направлена вверх и уравновешивает силу тяжести, поэтому шарик не падает. А чтобы он не вылетел в сторону, его удерживает окружающий воздух: в быстрой струе давление ниже, чем вокруг, и воздух по бокам подталкивает шарик обратно. Притяжение Земли никуда не пропало, оно просто «скомпенсировано».

Ответ: на шарик действуют две силы: тяжести вниз и подъёмная сила потока воздуха вверх. Они равны, поэтому шарик висит.

Шпаргалка

• На Солнце приходится 99,8 % массы Солнечной системы.
• Масса Юпитера в 318 раз, а Сатурна в 95 раз больше земной.
• Луна легче Земли в 81,3 раза.
• Комета Галлея возвращается каждые 75–76 лет (следующая в 2061 г.).

Мини-тест