Проект "Модель Солнечной системы"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ШКОЛА № 9» города СМОЛЕНСКА

Секция «Будущие ученые»

«Модель Солнечной системы»

(научно-практический проект)

Выполнил работу: Емельянов Андрей Валерьевич

учащийся 4 класса В

Руководитель: Емельянова Елена Сергеевна,

учитель физики МБОУ «СШ № 9»

Смоленск

2019

Содержание:

1. Введение ……………………………………………………..…..с. 3-4

1. Теоретическая часть………………………………………..…с. 4-12

   1. Что такое Солнечная система? ……………...………...……с. 4

   2. Солнце……………………………………………….……..с. 4-5

   3. Большие планеты……………………………………...…..с.5-11

   4. Малые тела Солнечной системы………………… …….с.11-12

1. Практическая часть……………………………………….….с.13-14

1. Заключение …………………………………………………... с.14-15

1. Список литературы …………………………………………… с. 15

1. Введение

Тысячелетиями, глядя в ночное небо, люди старались разгадать, о чём же говорят мерцающие огоньки. Задолго до того, как человек ступил на Луну, и даже до того, как обнаружилось, что звёзды становятся ближе, если смотреть на них через телескоп, люди рассматривали небо.

Ближайшую к нам звезду по ночам не увидишь. Видна она только днём. Эта звезда – Солнце. Как и другие звёзды, наше Солнце – этот гигантский шар из горящего газа.

Солнце даёт нам энергию. От него зависит смена времён года, сбор урожая и время сна всех живых существ на Земле. У многих народов, в связи с этим, Солнце считалось верховным божеством.

Земля вместе с другими планетами и небесными телами вращается вокруг Солнца. Все вместе они называются Солнечной системой. Её размеры составляют примерно 14550 млн. км.

В свой работе я расскажу, как можно своими руками сделать миниатюрную Солнечную систему.

Актуальность темы заключается в том, что вопрос создания модели Солнечной системы помогает в усвоении знаний о её составе, особенностях расположения и движения отдельных частей, развивает пространственное воображение, логическое мышление и совершенствует навыки работы с разными приборами и материалами.

Вообще, умение применять теоретические знания на практике являются одним из основных умений для понимания таких наук как физика и астрономия, которые изучаются в старших классах. Работа по самостоятельному изучению нового материала, изготовлению приборов создадут успешность в изучения этих наук.

Объект исследований: изготовление модели Солнечной системы с использованием различных материалов.

Предмет исследований: увеличение заинтересованности в изучении вопросов физики и астрономии при создании моделей Солнечной системы.

Цель работы: изготовить самодельные модели Солнечной системы.

Задачи:

1. Проанализировать научную литературу по теме проекта.

2. Описать изготовление моделей Солнечной системы.

3. Изготовить экспериментальные модели Солнечной системы.

4. Проанализировать полученные результаты и подвести итоги.

Гипотеза: если изготовить самодельные модели Солнечной системы в домашних условиях, то можно узнать строение, особенности движения небесных тел.

Методы исследования:

1. Изучение литературы по данной теме.

2. Создание модели Солнечной системы.

1. Теоретическая часть

1. Что такое Солнечная система?

Солнечная система – это система небесных тел, вращающихся вокруг Солнца. В неё входят: центральная звезда – Солнце, 8 больших планет с их спутниками, несколько тысяч малых планет, или астероидов, несколько сот наблюдавшихся комет и бесчисленное множество метеорных тел, пыли, газа и мелких частиц. Она сформировалась из газопылевого облака примерно 5 млрд. лет назад. 

Солнце – ближайшая к Земле звезда, все другие находятся от нас неизмеримо дальше. Например, ближайшая к нам звезда Проксима из системы α Центавра в 2500 раз дальше Солнца. Для Земли Солнце мощный источник космической энергии. Оно дает свет и тепло, необходимые для растительного и животного мира, и формирует важнейшие свойства атмосферы Земли. В целом Солнце определяет экологию планеты. Без него – не было бы и воздуха, необходимого для жизни: он превратился бы в жидкий азотный океан вокруг замерших вод и обледеневшей суши. Для нас, землян, важнейшая особенность Солнца в том, что около него возникла наша планета и на ней появилась жизнь.

Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Эти планеты небольшого размера с каменистой поверхностью, они находятся ближе других к Солнцу.

Меркурий

Самая маленькая и самая близкая к Солнцу планета. Древние римляне считали Меркурия покровителем торговли, путешественников и воров, а также вестником богов. Неудивительно, что небольшая планета, быстро перемещающаяся по небу вслед за Солнцем, получила его имя. Меркурий был известен еще с древних времен, однако древние астрономы не сразу поняли, что утром и вечером видят одну и ту же звезду.

Меркурий ближе к Солнцу, чем Земля: среднее расстояние от Солнца составляет 58 млн. км. Ось Меркурия почти перпендикулярна к плоскости его орбиты, а сама орбита очень вытянута. Средняя скорость движения Меркурия по орбите - 47,9 км/с. Меркурий так медленно вращается, что проходя полный круг вокруг Солнца за 88 суток, совершает оборот вокруг своей оси за 58 земных суток. Поэтому сутки на Меркурии длятся два меркурианских года, что составляет 176 земных суток. Поэтому на ночной половине Меркурия температура опускается до -180° C, а на дневной половине планеты раскаляется до +430° C.

Масса Меркурия почти в 20 раз меньше массы Земли, а плотность почти такая же, как у Земли (5430 кг/м³). Радиус планеты составляет 2440 км. Меркурий меньше некоторых спутников Юпитера и Сатурна. Фотографии, сделанные АМС, показали сходство его поверхности с лунной: обилие кратеров от 50 м до 200 км, глубокие и широкие (до 10 км) долины, борозды и разломы, крупные обрывы высотой 2-3 км и протяжённостью в сотни километров, холмы и горные хребты. Обширных морей кроме Моря Зноя (1300 км) не обнаружено.

Спутников Меркурий не имеет.

  Венера

Самая близкая к Земле планета. Венеру окружает слой очень плотных облаков, состоящих из кристаллов серной и соляной кислоты. Атмосфера, представляющая собой плотное одеяло из углекислого газа (97%), удерживает тепло, пришедшее от Солнца. Это приводит к парниковому эффекту, и температура атмосферы составляет +470° C.

Плотность атмосферы у поверхности в 70 раз превышает земную. Из-за этого освещённость на Венере такая, как у нас в пасмурный день, причём всё окрашивается в оранжевые оттенки, а линия горизонта приподнимается. Создаётся впечатление, что находишься на дне гигантской чаши.

На Венере постоянно происходят вспышки молний, превышающие по интенсивности на Земле, что, возможно, также связывают с вулканической деятельностью.

Поверхность Венеры значительно сглажена по сравнению с Луной, но и на ней имеются горные плато и хребты, кольцевые горы, кратеры и вулканы, равнины и низменности.

Низменности занимают 27% поверхности. Атлантида (диаметр 2500 км, глубина 2 км) – наиболее крупная.

Горные районы занимают 8% поверхности Венеры. Их протяжённость велика, но высота небольшая (2,5 км). Массив Максвелла самая высокая точка планеты – 8 км.

Снимки, полученные с помощью радара, демонстрируют очень большое разнообразие кратеров, вулканов и гор. Есть несколько очень больших вулканов, высотой до 3 км. и шириной сотни километров. Излияние лавы на Венере происходит гораздо дольше, чем на Земле.

Расстояние Венеры от Солнца составляет 108 млн. км. Полный оборот вокруг Солнца она совершает за 225 суток. В отличии от остальных планет Венера вращается вокруг оси в сторону, противоположную вращению вокруг Солнца за 243 земных. Поэтому сутки на Венере длятся 117 земных суток.

Радиус Венеры 6050 км, а плотность 5200 кг/м³.

Найти Венеру на небе проще, чем любую другую планету. Ее плотные облака хорошо отражают солнечный свет, делая планету яркой на нашем небе. Каждые семь месяцев в течение нескольких недель Венера представляет собой самый яркий объект в западной части неба по вечерам. Три с половиной месяца спустя она восходит на три часа раньше Солнца, становится сверкающей "утренней звездой" восточной части неба. Венеру можно наблюдать через час после захода Солнца или за час до восхода.

У Венеры нет спутников.

Земля

Планета Земля обладает атмосферой, которую удерживают силы притяжения. В её состав входят важные элементы водорода, углерода, которые делают возможным на Земле жизнь. Атмосфера состоит из нескольких слоев, нижний из которых - тропосфера простирается на 10-15 км от поверхности Земли. В этом слое формируются облака и другие природные явления. Выше расположен другой слой - стратосфера, который содержит газ озон, он поглощает ультрафиолетовое солнечное излучение, под воздействием которого всё живое могло бы погибнуть. Еще выше – ионосфера: этот слой атмосферы способствует распространению радиоволн на земле.

Поверхность Земли состоит на 2/3 из воды, остальная часть это континенты, где и в воде и на суше развивается жизнь. Кислород на Земле, не критическая температура на поверхности планеты и другие свойства дали благоприятную возможность для существования растительного, животного мира и жизни человека на Земле.

Расстояние от Земли до Солнца 150 млн. км, радиус составляют 6370 км. Земля делает полной оборот вокруг Солнца за 365 дней, а вокруг оси за 24 ч.

У Земли есть естественный спутник – Луна.

Марс

Небольшая планета, расположенная на расстоянии 228 млн. км от Солнца, которая представляется невооруженным глазом, как красная планета. Так же, как и на нашей планете, на Марсе присутствует атмосфера, только содержание в ней кислорода ничтожно мало, а давление на поверхности гораздо ниже земного.

Радиус Марса 3394 км. Полный оборот вокруг солнца он совершает за 687 суток, а вокруг оси за 24 ч 37 мин. Дневная сторона нагревается летом до +25С⁰, ночная охлаждается до -100С⁰.

На Марсе имеются глубокие каньоны, гигантские вулканы и обширные пустыни.

Самый грандиозный вулкан Марса - Олимп, возвышается над окружающей местностью на 27 км. Это самый высокий вулкан в Солнечной системе. Около двух третей поверхности Марса представляет собой горную местность с большим количеством кратеров, возникших от ударов и окруженных обломками твердых пород. Вблизи вулканов змеится обширная система каньонов длинной около четверти экватора. Долина Маринер имеет ширину 600 км., а глубина ее такова, что гора Эверест целиком опустилась бы на ее дно. Отвесные скалы высятся на тысячи метров, от дна долины до плато наверху. В древние времена на Марсе было много воды, по поверхности этой планеты текли большие реки. На Южном и Северном полюсах Марса лежат ледяные шапки. Но этот лед состоит не из воды, а из застывшего атмосферного углекислого газа.

Вокруг Красной планеты, как еще называют Марс, летают две небольшие луны: Фобос и Деймос.

Планеты гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Это крупные планеты, состоящие в основном из газа и им характерно наличие колец, состоящих из ледяной пыли и множества скалистых кусков.

Юпитер

Самая крупная планета в Солнечной системе, состоящая из газа, слои которого находятся в постоянных вихреобразных движениях. Юпитер расположен на расстоянии 780 млн. км от Солнца, полный оборот вокруг которого делает почти за 12 лет. Радиус Юпитера огромный - 71 000 км. Не смотря на свои крупные размеры, Юпитер очень быстро вращается вокруг своей оси (за 9ч 50 мин) из-за чего диаметры на полюсах планеты сжаты, а экватор растянут.

Юпитер - не твердая планета. В отличие от четырех твердых планет, ближе других расположенных к Солнцу, Юпитер представляет собой газовый шар. Состав атмосферы: водород (85%), гелий(15%). Газовый состав Юпитера очень похож на солнечный.

Юпитер имеет 16 спутников (Адрастея, Метида, Амальтея, Фива, Ио, Лиситея, Элара, Ананке, Карме, Пасифе, Cинопе, Европа, Ганимед, Каллисто, Леда, Гималия), а также кольцо шириной 20000 км., почти вплотную примыкающие к планете.

Скорость вращения Юпитера настолько велика, что планета выпячивается вдоль экватора. Кроме того, такое быстрое вращение является причиной очень сильных ветров в верхних слоях атмосферы, где облака вытягиваются длинными красочными лентами. В облаках Юпитера имеется очень большое количество вихревых пятен. Самое большое из них - так называемое Большое Красное пятно, превосходит по своим размерам Землю. Большое Красное пятно представляет собой огромных размеров бурю в атмосфере Юпитера, которую наблюдают вот уже 300 лет.

Внутри планеты под огромным давлением водород из газа превращается в жидкость, а дальше из жидкости в твердое тело. На глубине 100 км. расположен безбрежный океан жидкого водорода. Ниже 17000 км. водород оказывается сжат настолько сильно, что его атомы разрушаются. И тогда он начинает вести себя, как металл; в этом состоянии он легко проводит электричество. Электрический ток, протекающий в металлическом водороде, создает вокруг Юпитера сильное магнитное поле.

Сатурн

На расстоянии 1431 млн. км от Солнца находится эта удивительная и красивая планета, обладающая ярко-выраженными кольцами, которые легко разглядеть в обычный телескоп. Ширина колец Сатурна 400 000 км., но в толщину они имеют всего несколько десятков метров. Внутренние части колец вращаются вокруг Сатурна быстрее, чем наружные. Кольца в основном состоят из миллиардов мелких частиц, каждая из которых обращается по орбите вокруг Сатурна как отдельный микроскопический спутник. Вероятно, эти «микроспутники» состоят из водяного льда или из камней, покрытых льдом. Размер их колеблются от нескольких сантиметров до десятков метров. В кольцах имеются и более крупные объекты - каменные глыбы и фрагменты до сотен метров в поперечнике. Щели между кольцами возникают под действием сил тяготения семнадцати лун (Гиперион, Мимас, Тефия, Титан, Энцелад и др.), которые заставляют кольца расщепляться.

Полный оборот вокруг Солнца Сатурн совершает за двадцать девять с половиной лет. Уникальность Сатурна еще и в том, что его плотность ниже средней плотности воды и, если представить, что на поверхности мог бы быть океан, то можно было бы увидеть невероятное зрелище, как его воды легко плескались бы на поверхности планеты.

Из-за быстрого вращения вокруг своей оси Сатурн как бы сплюснут у полюсов. Его средний радиус составляет 60000 км. Скорость ветров на экваторе достигает 1800 км/ч.

Уран

Седьмая от Солнца планета, расположенная на расстоянии 2878 млн. км от Солнца, была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем, и названа в честь греческого бога неба Урана. Полный оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84 года. Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы — его ось вращения лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца. Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно, то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами.

Уран имеет более 27 спутников (Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульета, Порция, Розалинда, Белинда, Пэк и др.) и систему колец.

В центре Урана находится ядро, состоящее из камня и железа.

В состав атмосферы входят: водород, гелий с примесью метана (14%).

Эта необычная планета радиусом 25400 км видна наблюдателю в синих и зеленых цветах за счет поглощения водородом и метаном инфракрасного излучения. На поверхности Урана бушуют ветры с огромной скоростью до 600 км/ч, двигаясь по ходу вращения планеты.

Нептун

Радиус Нептуна такой же, как и у Урана, хотя расположен он на 1627 млн. км дальше от Урана. Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что эту планету не смогли заметить в XVII веке. Одним из ярких достижений науки, одним из свидетельств неограниченной познаваемости природы было открытие планеты Нептун путем вычислений - "на кончике пера".

Уран - планета, следующая за Сатурном, который много веков считался самой из далеких планет, была открыта В. Гершелем в конце XVIII в. Уран с трудом виден невооруженным глазом. К 40-м годам XIX в. точные наблюдения показали, что Уран едва заметно уклоняется от того пути, по которому он должен следовать с учетом возмущений со стороны всех известных планет. Таким образом, теория движения небесных тел, столь строгая и точная, подверглась испытанию. Леверье (во Франции) и Адамс (в Англии) высказали предположение, что, если возмущения со стороны известных планет не объясняют отклонение в движении Урана, значит, на него действует притяжение еще не известного тела. Они почти одновременно рассчитали, где за Ураном должно быть неизвестное тело, производящее своим притяжением эти отклонения. Они вычислили орбиту неизвестной планеты, ее массу и указали место на небе, где в данное время должна была находиться неведомая планета. Эта планета и была найдена в телескоп на указанном ими месте в 1846 г. Ее назвали Нептуном. Нептун не виден невооруженным глазом.

На этой планете дуют ветры со скоростями до 2400 км/час, направленные против вращения планеты. Это самые сильные ветры в Солнечной системе.
Состав атмосферы: водород, гелий и метан. Имеет 6 спутников (один из них Тритон).

2.4. Малые тела Солнечной системы

Кометы 

Несущиеся на огромной скорости и путешествующие по огромным орбитам, проложенным во Вселенной, кометы, так называются эти небесные тела, состоят из яркой светящейся головы и невероятно длинного (до 100 миллионов км) шлейфа хвоста. Эти одиночные странники могут удаляться на долгое время за пределы Солнечной системы и, возвращаясь, устремляться ближе к нашей планете, двигаясь, преодолевая гигантские расстояния своей орбиты.

Астероиды 

Подобно планетам, только совсем небольших размеров, астероиды вращаются вокруг Солнца, они имеют каменистую структуру поверхности и по некоторым характеристикам бывают похожи на небольшие планеты, поэтому их иногда называют "малые планеты". Наибольшее скопление астероидов находится между Марсом и Юпитером, эта зона получила название "Пояс астероидов". Астероиды имеют самые разные размеры: маленькие от нескольких десятков сантиметров в диаметре, как кухонная кастрюлька, и крупные диаметром до 250 и выше километров. Так самый крупный из известных астероидов Церера имеет диаметр в 1000 км.

Метеоры 

Падающие звезды - так называют метеорный дождь, который происходит каждый год в начале августа и в другие промежутки в течении года. Иногда "падающие звезды" метеориты можно увидеть невооруженным глазом, они промелькают, словно искорка, чиркнувшая синеву ночного неба на доли секунд. Это и есть небольшие частички космической пыли, которые падают на Землю и, испаряясь в плотных слоях атмосферы, оставляют непродолжительный яркий след на звездном небе.

Метеориты

Тела, падающие из космоса на Землю, называют метеоритами. Им присваивают имена по месту падения (Сихотэ – Алинский, Тунгусский). Различают каменные, железокаменные, железные метеориты. В их состав в разных пропорциях входят кислород, кремний, железо, никель.

Характерным признаком метеоритов является кора плавления, струйки и капли вещества, застывшие на поверхности, канавки, прорезанные струями воздуха.

III. Практическая часть

Для изготовления моделей понадобятся инструменты: клеевой термопистолет, плоскогубцы, отвёртки, маркер.

Модель 1

Для изготовления модели Солнечной системы необходим пластилин, акриловые краски, деревянные шпажки, мячики для настольного тенниса, электрический мотор от детской игрушки, подставка, батарейка, провод.

1. При помощи термопистолета под острым углом закрепить деревянные шпажки разной длины.

2. Центральную шпажку прикрепить к ротору моторчика при помощи термопистолета.

3. Укрепить моторчик в подставке, подсоединив к нему при помощи проводов батарейку.

4. На центральную шпажку надеть теннисный шарик, выкрашенный в жёлтый цвет – Солнце.

5. На короткие боковые шпажки, соблюдая пропорции, надеть «планеты земной группы», выполненные из пластилина.

6. На длинные боковые шпажки надеть «планеты-гиганты», выполненные из теннисных мячиков, раскрашенных красками. Предварительно необходимо прикрепить «кольца» из цветной бумаги или пластилина.

Даная модель Солнечной системы была представлена на уроке «Окружающий мир» в 4 классе.

Достоинства модели: легка в сборке, не требует больших материальных затрат.

Недостатки: «планеты-гиганты» должны быть выполнены из наиболее лёгких материалов, т.к. иначе модель становится тяжёлой и не хватает мощности моторчика (пластилин и папье-маше не подходят для изготовления «планет-гигантов).

Модель 2

Для изготовления модели Солнечной системы необходим светильник с вращающимся элементом, электрическая лампа, пластмассовая чашка, шарики разного диаметра.

1. На вращающейся части светильника закрепили электрический патрон для лампочки мощностью 40Вт.

2. Раскрасили лампочку жёлтой акриловой краской – Солнце.

3. На вращающуюся часть при помощи термопистолета закрепили пластмассовую чашку, предварительно вырезав отверстие под лампочку.

4. Отметили маркером места крепления «планет».

5. При помощи термопистолета закрепили на чаше «планеты».

Данная модель была сделана для школьного Дня науки.

Достоинства модели: надёжна в использовании.

Недостатки: требует специальных деталей, проблема найти маломощную лампу (20Вт), которая не слепила бы глаза.

IV. Заключение

Целью моей работы являлось изготовление самодельных моделей Солнечной системы.

Работа над созданием самодельных приборов доказала, что их можно изготовить в домашних условиях. Было интересно подбирать различные материалы и опробовать собранные модели в действии.

В начале работы была сформулирована гипотеза: если изготовить самодельные модели Солнечной системы в домашних условиях, то можно узнать строение, особенности движения небесных тел. Гипотеза доказана.

При изготовлении приборов я узнал много нового о планетах Солнечной системы, узнал о существовании астероидов.

При изучении материала для проекта узнал о таком приборе как теллурий, который, на мой взгляд, можно также изготовить в домашних условиях.

V. Список литературы

1. https://www.sites.google.com/site/solnecnaasistema73/

2. https://сезоны-года.рф/солнечная%20система.html

11