§ 40. Күн жүйесі

Физика, 7 сынып. Оқулық: Кронгарт Б.А. және т.б. (Мектеп, 2025). 10 тарау: Жер және Ғарыш. 202–207-беттер.

Нені үйренесің

• Күн жүйесі қандай объектілерден тұратынын айтуды.
• Жер тобындағы планеталарды алып планеталардан ажыратуды.
• Әр планетаның басты ерекшеліктерін атауды.
• Астероид, комета, метеор және метеорит дегеніміз не екенін түсіндіруді.
• Кометада құйрық неге пайда болатынын және астероидтер белдеуінің қайда екенін түсінуді.

Тірек ұғымдар: Күн жүйесі, астероид, комета, метеор.

Ой қозғау

• Бізге ең жақын жұлдыз қайсы? Күн. Біздің планета дәл соны айналады.
• Планеталардың өзі жарқырамаса да, оларды аспаннан неге көреміз? Олар Күн жарығын шағылыстырады.
• Планетаның серігі дегеніміз не? Планетаны айналып жүретін аспан денесі. Жердің серігі біреу — Ай.
• «Ағып бара жатқан жұлдызды» көрдің бе? Бұл жұлдыз емес: атмосферада жанып кететін ұсақ қатты бөлшек осылай көрінеді (төменде талдаймыз).

💡 Жер бізге орасан зор көрінеді. Бірақ ғарышта ол — біздің Галактикадағы 100 миллиард жұлдыздың бірін айналатын сегіз планетаның бірі ғана. Бүкіл отбасына қарайық.

Тақырыпты талдаймыз

Біз қайда тұрамыз

Күн жүйесі — Күнді айнала қозғалатын аспан денелерінің жиынтығы: серіктері бар планеталар, ұсақ планеталар (астероидтер), кометалар және метеорлық заттар. Жүйенің өзі Құсжолы деп аталатын үлкен галактиканың кішкентай бөлігі ғана. Онда жүз миллиардтан аса жұлдыз бар.

Күн бұл отбасында «алып әке»: Күн жүйесінің бүкіл массасының 99,8 % -ы Күнге тиесілі. Сегіз планетаға, серіктерге, астероидтер мен кометаларға барлығына бірге небәрі 0,2 % қалады.

🌟 Күн жүйесі шамамен 4,57 млрд жыл бұрын пайда болған. Ол газ-тозаңды бұлттың гравитациялық сығылуы арқылы пайда болды.

Сегіз планета: екі топ

Планеталар — Жердің өлшемімен салыстыруға болатын күңгірт шар тәрізді денелер. Біз оларды тек Күн жарығы шағылғандықтан көреміз. Барлық планеталар екі топқа бөлінеді.

📌 Жер тобындағы планеталар — Меркурий, Шолпан, Жер, Марс: шағын, жеңіл, тығыз, өз осінен баяу айналады. Алып планеталар (оларды газ алыптары деп те атайды) — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун: орасан зор, сақиналары, көптеген серіктері бар.

Планеталармен танысамыз

Меркурий (қазақша аты — Кіші Шолпан) — Күнге ең жақын планета. Диаметрі 4880 км, массасы Жер массасының небәрі 0,056 бөлігіне тең. Онда атмосфера жоқ. Меркурийдегі тәулік 176 жер тәулігіне тең! Оны көру қиын: көп бөлігі күн сәулесінен көрінбей қалады, тек таң алдында және кешке жақын көрінеді.

Шолпан — Күнге жақын екінші планета. Оны жай көзбен жарқыраған жұлдыз ретінде таңертең және кешке жақын көруге болады. Шолпан өзінің сипаттамасы бойынша Жерге ұқсас, өлшемі мен массасы Жерден аздап қана кіші. Беті аса қалың бұлттар қабатымен бүркемеленген. Атмосферасы, негізінен, көмірқышқыл газынан тұрады, беттік қабатының температурасы шамамен 500 °C. Бұл — кез келген ас үй пешінен ыстық.

Жер — Күнге жақын үшінші және массасы бойынша бесінші планета. Жерде жоғары санала тіршілік бар, сондықтан ол біз бақылай алатын Әлемдегі бірегей планета. Жерден басқа аспан денелерінде тіршілік әзірге табылған жоқ. Жер азоттан және оттектен тұратын атмосферамен қоршалған, көмірқышқыл газы небәрі 0,03 % -ды құрайды. Орташа радиусы $R = 6378,\text{км}$. Жердің бір табиғи серігі бар — Ай. Ай — адам аяғын басқан Жерден тыс жатқан жалғыз астрономиялық объект. Жер мен Ай центрлерінің орташа арақашықтығы 384 467 км. Айдың массасы Жердің массасынан 81,3 есе кіші. Айда су және атмосфера жоқ, сондықтан ұзақ Ай күнінде оның беті $+130,°\text{C}$-қа дейін қызып, түнде $-170,°\text{C}$-қа дейін төмендейді.

📕 Оқулықта Айдың Жерден арақашықтығы туралы сөйлем «Жер мен Күн центрлерінің орташа арақашықтығы 384 467 км» деп басылған. Бұл қате: 384 467 км — Жер мен Ай центрлерінің арақашықтығы, ал Жерден Күнге дейін шамамен 150 млн км (1 а.б.).

Марс — Күннен қашықтығы бойынша төртінші планета. Жерден ол қызғылт түсті шырақ ретінде көрінеді. Марстың екі табиғи серігі бар: Фобос және Деймос. Бұл серіктерді тек күшті телескоптардың көмегімен көруге болады. Марс Жер тобы планеталарының ішіндегі ең көп зерттелген планета, оның диаметрі 6786 км. Марста ұсақ тастар мен метеорлық кратерлермен араласып жатқан ұшы-қиыры жоқ құмдар, құм төбелер, тау тізбектері бар, бірақ ең бастысы — тіршіліктің ешқандай белгісі жоқ.

Марстағы тәулік жердегіге өте ұқсас: 24 сағ 39 м 29 с. Ал жыл Жер жылынан екі есе ұзағырақ, шамамен 687 Жер тәулігі. Марс бетінің орташа жылдық температурасы $-70,°\text{C}$-қа жуық. Бірақ экваторда күндіз ол $+20,°\text{C}$-тан $+25,°\text{C}$-қа дейін көтеріледі, Күн батқанда $-10,°\text{C}$-қа дейін, ал таң алдында $-90,°\text{C}$-қа дейін төмендейді.

🌟 Марс тәулігі біздікіне соншалықты ұқсас, сондықтан марсоходтарды басқаратын ғалымдар «марс уақытымен» өмір сүріп, жұмыс кестесін күн сайын шамамен бір сағатқа жылжытады.

Күн жүйесінің сыртқы төрт планетасы — Юпитер, Сатурн, Уран және Нептун (газ алыптары деп те аталады) жер тобындағы планеталардан көп үлкен.

Юпитер — ең алып планета. Оның массасы Жердің массасынан 318 есе үлкен. Көптеген серігі бар. Ио, Европа, Ганимед және Каллисто деп аталатын ең үлкен төрт серігінің өлшемдері Айдың өлшемімен шамалас. Басқаларының өлшемдері 10-нан 280 км-ге дейін және пішіндері бұрыс болып келеді.

Сатурн — үлкен сақинасы бар планета. Басқа алып планеталарға қарағанда Юпитерге ұқсайды. Оның массасы Жерден 95 есе, ал радиусы 9,5 есе үлкен. Сатурнның көптеген серігі бар екені анықталған. Ең үлкен серігі — Титан. Планетаны қоршап тұрған сақиналар, негізінен, мұз кесектерінен, тау жыныстары түйіршіктері мен газ-тозаңдықтардан тұрады.

Уран мен Нептун — өздерінің физикалық қасиеттері бойынша егіз планеталар. Уранның көрінерлік беттік қабатының температурасы $-150,°\text{C}$, ал Нептундікі $-170,°\text{C}$. Бұл екі планетаның да сақиналары бар, бірақ Сатурндікі сияқты жарық емес.

⚠️ Жиі кететін қате. «Юпитер Жерден 318 есе үлкен». Бұл масса туралы, өлшем туралы емес. Радиусы бойынша Сатурн Жерден 9,5 есе үлкен, ал массасы 95 есе үлкен. Қай шаманы салыстырып тұрғаныңды әрқашан нақтыла.

Плутон: бұрынғы тоғызыншы планета

Ергежейлі Плутон планетасы ашылғаннан (1930 ж.) 2006 жылға дейін планета деп есептелді. Кейінірек Күн жүйесінің сыртқы бөлігінде өлшемдері Плутонмен шамалас және одан да үлкенірек көптеген аспан денесі ашылды. Сондықтан оған жаңа ергежейлі планета деген атау берілді. Плутонның радиусы 1100 км. 1978 жылы Плутонның Харон деп аталған серігі ашылды.

📕 Оқулықта Плутонның массасы Жер массасының 0,0015 бөлігін құрайды немесе Ай массасынан 5 есе кіші деп жазылған. Бірақ Ай Жерден 81,3 есе жеңіл, яғни Айдың массасы Жердікінің шамамен 0,012 бөлігі, ал бұл 0,0015-тен 8 есе көп. Плутонның қазіргі мәні — Жер массасының шамамен 0,0022 бөлігі, сонда Ай Плутоннан шамамен 5,5 есе ауыр. Көбіне 0,0015 саны дәл емес.

Ұсақ денелер

Астероидтер — өлшемдері жүздеген километрден аспайтын және көбінесе пішіндері бұрыс болып келетін кішірек қатты денелер. Астероидтер үлкен планеталардың қозғалыс бағытымен Күнді айналады. Олар Марс және Юпитер орбиталарының арасында жалпақ сақина құрайды, оларды «астероидтер белдеуі» деп атайды.

Кометалар (грек. кометес — «құйрықты жұлдыз») — аспан шырақтары. Расында, жай көзбен көруге болатын жарық кометалардың бірнеше миллион, тіпті ондаған миллион километрге дейін созылатын құйрығы бар. Мұндай кометалар сирек пайда болады, орташа есеппен 10–15 жылда бір комета көрінеді. Жарығы әлсіз кометалар жиірек пайда болады.

🌟 Галлей кометасы — ең жарық қысқа периодты комета. Ол Күнге әрбір 75–76 жыл сайын қайта оралып отырады. Оны кометаларды алғаш зерттеген және кометаның оралуын болжаған ағылшын ғалымы Эдмунд Галлейдің (1656–1742) құрметіне атаған. Комета 31 рет байқалған, бірінші рет б.з.б. 240 жылы. Соңғы рет 1986 жылдың ақпанында көрінді, ал 2061 жылы қайтып ораламыз деп күтілуде.

Метеорларды (грек. метеорос — «ауада қалқыған») халық арасында «аққан жұлдыз» деп жиі айтады. Жер атмосферасына өте ұсақ қатты бөлшектер енген кезде жана бастайды. Олардың үлкендері Жердің ауа қабатына тереңдеп енеді де, жұлдыз құлағандай әсер қалдырады. Өлшемдері сантиметрден ондаған метрге дейінгі қатты денелер — метеороидтер. Ал Жерге құлап түсетін метеороидтерді метеориттер деп атайды.

🌟 Ең ірі темір метеорит Гоба Намибия аумағында табылған. Өлшемі шамамен $3\times3\times1,\text{м}^3$, массасы 60 т. Ол Жерге шамамен 80 мың жыл бұрын құлап түскен. Ал Аризон метеориттік кратерінің диаметрі 1207 м, тереңдігі 174 м.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Кешке жақсы шаруа: ашық түнде (тамыз — қолайлы уақыт) бірге аспанға қарап, метеорларды бақылаңдар. Баладан не көріп тұрғанын және неге бұл жұлдыз емес екенін түсіндіруін сұраңыз.

Түсінгеніңді тексер

Өзіңді тексер

• Жер тобы планеталарының қайсысының өлшемдері мен массасы ең кіші? Меркурий: диаметрі 4880 км, массасы Жер массасының 0,056 бөлігі.
• Меркурий мен Шолпанды қай кезде көруге болады? Таң алдында және кешке жақын, Күн шыққан және батқан кезде. Меркурийді табу қиын: ол күн сәулесінде көрінбей қалады. Шолпан жарқыраған жұлдыз ретінде көрінеді.
• Күн жүйесіне енетін негізгі объектілерді атаңдар. Күн, серіктерімен бірге сегіз планета, ұсақ планеталар (астероидтер), кометалар, метеорлық денелер және ұсақ тозаң ағындары.
• Алып планеталардың қайсысының өлшемдері мен массасы ең үлкен? Юпитер: оның массасы Жердікінен 318 есе үлкен.
• Астероидтер дегеніміз не? Өлшемдері жүздеген километрден аспайтын, пішіндері бұрыс шағын қатты денелер; Күнді айналады және Марс пен Юпитер арасында белдеу құрайды.
• Неліктен кометаларда құйрық пайда болады? Күнге жақындағанда комадағы мұз еріп, буланады. Күн сәулесі мен желі газдарды Күннен ары қарай ығыстырады, сөйтіп құйрық пайда болады.
• Астероидтер орбитасы Күн жүйесінің қай жерінде орналасқан? Негізінен Марс пен Юпитер орбиталарының арасында, «астероидтер белдеуінде».
• Күн жүйесінің әр планетасына сипаттама беріңдер. Меркурий: ең жақын, атмосферасыз, кішкентай. Шолпан: бұлттар, көмірқышқыл газы, шамамен 500 °C. Жер: тіршілік, азот пен оттек, бір Ай. Марс: қызғылт, екі серігі, орташа температурасы шамамен −70 °C. Юпитер: ең массалы, көптеген серігі бар. Сатурн: үлкен сақина, көптеген серігі бар. Уран мен Нептун: егіздер, −150 °C және −170 °C, әлсіз сақиналар.

Жаттығуларды шығарамыз

Мұнда мастерскойдың бес тапсырмасы бар: «Зерттеңдер» рубрикасынан екеуі және «Түсіндіріңдер» рубрикасынан үшеуі.

Зерттеңдер

№ 1

«Зерттеңдер», 1-тапсырма. Шолпан, Марс, Юпитер мен Сатурн туралы таныстырылым дайындаңдар.

Қалай ойлаймыз. Таныстырылым үшін әр планета бойынша бір слайд жеткілікті: оның көрінісі, Күннен орны, өлшемі, температурасы, серіктері және ең қызық деректері. Мәліметті осы параграфтан ал.

Жауап үлгісі.

1. Шолпан. Күнге жақын екінші планета; таң алдында және кешке жақын жарқыраған жұлдыз сияқты көрінеді. Өлшемі мен массасы Жерден аздап кіші. Беті қалың бұлттармен жабылған, атмосферасы көмірқышқыл газынан тұрады, температурасы шамамен 500 °C.
2. Марс. Күннен төртінші планета, қызғылт түсті. Екі серігі бар: Фобос және Деймос. Диаметрі 6786 км. Тәулігі 24 сағ 39 м 29 с, жылы шамамен 687 Жер тәулігі. Орташа температурасы шамамен −70 °C. Тіршілік белгісі табылған жоқ.
3. Юпитер. Ең алып планета, массасы Жерден 318 есе үлкен. Ең үлкен серіктері: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.
4. Сатурн. Үлкен сақинасы бар; массасы Жерден 95 есе, радиусы 9,5 есе үлкен. Сақинасы мұз кесектерінен, тау жыныстарының түйіршіктері мен тозаңнан тұрады. Ең үлкен серігі — Титан.
5. Қорытынды слайд: Шолпан мен Марс — Жер тобынан, Юпитер мен Сатурн — алыптар.

Жауабы: төрт планета туралы төрт слайд және қорытынды слайд (жоғарыдағы деректермен).

№ 2

«Зерттеңдер», 2-тапсырма. Егер мектепте телескоп бар болса, оны пайдаланып аспаннан қарастырылған планеталарды табыңдар. Қорытынды жасаңдар.

⚠️ Қауіпсіздік. Телескопты ешқашан Күнге бағыттама және Күнге қарама: бұл көруіңді мәңгі бүлдіреді. Тек түнде және ересекпен бірге бақыла.

Қалай ойлаймыз. Телескоптың көру өрісі кішкентай, сондықтан алдымен планетаны көзбен тауып ал, сонан соң түтікті соған бағытта (ең әлсіз үлкейтуде).

Шешуі.

1. Планетаны жай көзбен тап да, телескопты соған бағытта.
2. Юпитер: дискінен басқа, қасынан қатар тұрған 3–4 кішкентай нүкте көрінеді. Бұл — оның ірі серіктері (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто). Түннен түнге олар орнын ауыстырады.
3. Сатурн: диск пен сақинаның «құлақтары» көрінеді.
4. Шолпан: Ай сияқты орақ тәрізді кішкентай диск.
5. Марс: қызғылт кішкентай диск, егжей-тегжейі дерлік көрінбейді.

Жауабы: серіктерімен Юпитер, сақиналы Сатурн, Шолпанның орағы және қызғылт Марс. Қайсысы көрінетіні бақылау күніне байланысты.

Түсіндіріңдер

№ 3

«Түсіндіріңдер», 1-тапсырма. Жер тобы планеталарының негізгі ұқсастықтарын атап көрсетіңдер.

Қалай ойлаймыз. Ойлан: олар қайда орналасқан, өлшемі мен массасы қандай және қайсысы баяу айналады.

Жауап үлгісі.

• Алып планеталарға қарағанда Күнге жақынырақ орналасқан.
• Өлшемі мен массасы шағын.
• Тығыздығы үлкен (қатты, тасты).
• Өз осінен баяу айналады.
• Сақинасы жоқ, серіктері аз немесе мүлде жоқ (Меркурий мен Шолпанда серіктер жоқ, Жерде біреу, Марста екеу).

Жауабы: Жер тобындағы планеталар: Күнге жақын, өлшемі мен массасы шағын, тығыздығы үлкен, баяу айналады.

№ 4

«Түсіндіріңдер», 2-тапсырма. Денелердің жерге құлауын қандай заңмен түсіндіруге болады?

Қалай ойлаймыз. Құлау — Жер мен дене арасындағы тартылыстың нәтижесі.

Шешуі. Барлық денелер бір-бірін тартады. Жер өте массалы, сондықтан оның тартылысы байқалады: ол әр денені жерге қарай тартады. Бұл заң бүкіләлемдік тартылыс заңы деп аталады. Дәл сол күш Айды Жердің жанында ұстап тұрады және планеталарды Күнді айналдырады.

Жауабы: денелердің құлауы бүкіләлемдік тартылыс заңымен (Жердің тартылысымен) түсіндіріледі.

№ 5

«Түсіндіріңдер», 3-тапсырма. Неліктен пластикалық шарды төменнен ауа ағымымен үрлесе, шар жерге құлаудың орнына ауада тұрып қалады? Түсіндіріңдер.

Қалай ойлаймыз. Шар ауырлық күшінен құлайды. Оны не теңестіруі мүмкін?

Жауап үлгісі. Ауырлық күші шарды төмен тартады. Бірақ төменнен оған ауаның тез ағыны қысым түсіреді. Бұл күш жоғары бағытталған және ауырлық күшін теңестіреді, сондықтан шар құламайды. Ал шар бүйірге ұшып кетпеуі үшін оны айналасындағы ауа ұстап тұрады: жылдам ағында қысым айналадағыдан төмен, сондықтан бүйірдегі ауа шарды кері итереді. Жердің тартылысы жоғалған жоқ, ол жай ғана «теңестірілген».

Жауабы: шарға екі күш әсер етеді: төмен ауырлық күші және жоғары ауа ағынының көтеруші күші. Олар тең, сондықтан шар ауада тұрады.

Жадынама

• Күн жүйесі массасының 99,8 % -ы Күнде.
• Юпитердің массасы Жердікінен 318 есе, Сатурнның массасы 95 есе үлкен.
• Ай Жерден 81,3 есе жеңіл.
• Галлей кометасы әрбір 75–76 жыл сайын оралады (келесісі 2061 жылы).

Шағын тест