МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ТИХОРЕЦКИЙ РАЙОН
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 18 ПОСЕЛКА ПАРКОВОГО
Номинация: «Исследование космического пространства»
Исследование причин возникновения
кратеров на Луне и факторов,
определяющих размер кратеров
,
МОУ СОШ № 18, 8 класс, Краснодарский край,
Тихорецкий район, поселок Парковый
Научный руководитель: , учитель физики
«Исследование причин возникновения кратеров на Луне и факторов,
определяющих размер кратеров»
,
Краснодарский край, МО Тихорецкий район, поселок Парковый 8 – б класс
Краткая аннотация.
Целью моей работы является изучение теории возникновения лунных кратеров, выяснения причины возникновения кратеров на Луне и факторов, определяющих размер кратеров. В ходе работы я проверяю состоятельность гипотезы, бомбардируя материалы различной плотности телами разных размеров, летящих с разными скоростями выясняю зависимость размера кратера от размера и скорости метеоритного тела
«Исследование причин возникновения кратеров на Луне и факторов,
определяющих размер кратеров»
,
Краснодарский край, МО Тихорецкий район, поселок Парковый 8 – б класс
Аннотация
Одним из самых распространенных образований на поверхности Луны являются кратеры. Какова причина их возникновения? Отчего зависит их размер? Многих ученых интересует вопрос, как образовались лунные кратеры, отчего они произошли.
Одни ученые утверждают, что лунные кратеры произошли от вулканов, другие считают, что лунные кратеры - это следы от падения крупных метеоритов. Первую половину астрономов называют поэтому последователями вулканической теории или попросту вулканистами, а вторую - последователями метеоритной теории или метеоритчиками.
Более разумной, на мой взгляд, является «метеоритная» теория происхождения кратеров. Луна лишена атмосферы, поэтому она может беспрепятственно бомбардироваться большими и малыми «пришельцами из космоса».
В ходе выполнения работы я изучил специальную литературу, провел исследование причин возникновения кратеров на Луне и факторов, определяющих размер кратеров.
Цель исследования:
Изучить теорию возникновения лунных кратеров, исследовать причины возникновения кратеров на Луне и факторов, определяющих размер кратеров
Гипотеза:
Кратеры возникли в результате падения метеоритов. Размер кратера зависит от размера и скорости метеоритного тела.
Задачи:
- Проверить состоятельность гипотезы, бомбардируя материалы различной плотности телами разных размеров, летящих с разными скоростями.
- Установить зависимость размеров кратера от размеров и скорости тела.
«Исследование причин возникновения кратеров на Луне и факторов,
определяющих размер кратеров»
,
Краснодарский край, МО Тихорецкий район, поселок Парковый 8 – б класс
1.Введение | 5 |
-Как образовались лунные кратеры | 5 |
-Сколько кратеров на луне | 6 |
- Анализ теории происхождения лунных кратеров | 8 |
2 Проведение эксперимента | 10 |
(Таблицы измерений и вычислений) | 10 |
3. Выводы | 15 |
4Литература | 16 |
5 Приложение | 17 |
«Исследование причин возникновения кратеров на Луне и факторов,
определяющих размер кратеров»
,
Краснодарский край, МО Тихорецкий район, поселок Парковый 8 – б класс
Введение
1.Как образовались лунные кратеры?
Этот вопрос стал причиной длительной дискуссии, с легкой руки испанского астронома Антонио Палюзи - Бореля получившей название "столетней войны". Речь идет о борьбе между сторонниками двух гипотез происхождения лунных кратеров: вулканической и метеоритной. Центрами светлых лучей являются кратеры Коперник, Кеплер, Аристарх. Но самую мощную систему лучей имеет кратер Тихо: некоторые из его
Согласно вулканической гипотезе, которую выдвинул в 80-х гг. XVIII в. немецкий астроном Иоганн Шретер, кратеры возникли в результате грандиозных извержений на поверхности Луны. В 1824 г. его соотечественник Франц фон Груйтуйзен предложил метеоритную теорию, объяснявшую образование кратеров падением метеоритов. По его мнению, при таких ударах происходит продавливание лунной поверхности.
Лишь через 113 лет, в 1937 г., российский студент Кирилл Петрович Станюкович (будущий доктор наук и профессор) доказал, что при ударах метеоритов с космическими скоростями происходит взрыв, в результате которого испаряется не только метеорит, но и часть пород в месте удара. Взрывная теория Станюковича разрабатывалась в 1947-1960 гг. им самим, а потом другими исследователями. В 1959 г. российская исследовательница Надежда Николаевна Сытинская предложила метеорно-шлаковую теорию формирования лунного грунта. Согласно этой теории, тепло, передаваемое при ударе метеорита наружному покрову - реголиту Луны, расходуется не только на его расплавление и испарение, но и на образование шлаков, которые проявляют себя в цветовых особенностях поверхности Луны
2.Сколько кратеров на Луне?
Греческое слово 'кратер' означает 'чаша'. Даже невооружённым глазом на Луне видны неправильные темноватые протяжённые пятна, которые были приняты за моря: название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Телескопические наблюдения, которым положил начало в 1610 Г. Галилей, позволили обнаружить гористое строение поверхности Луны. Выяснилось, что моря ‒ это равнины более тёмного оттенка, чем другие области, иногда называют континентальными (или материковыми), изобилующие горами, большинство которых имеет кольцеобразную форму (кратеры). По многолетним наблюдениям были составлены подробные карты. 
Лунные кратеры
Северо-Восток: 34 Кратер Аристотель (Crater Aristotle) 35 Кратер Кассини (Crater Cassini) 36 Кратер Евдокс (Crater Eudoxus) 37 Кратер Эндимион (Crater Endymion) 38 Кратер Геркулес (Crater Hercules) 39 Кратер Атлас (Crater Atlas) 40 Кратер Меркурий (Crater Mercurius) 41 Кратер Посейдон (Crater Posidonius) 42 Кратер Зенон (Crater Zeno) 43 Кратер Ле-Монье (Crater Le Monnier) 44 Кратер Плиний (Crater Plinius) 45 Кратер Витрувий (Crater Vitruvius) 46 Кратер Клеомед (Crater Cleomedes) 47 Кратер Тарунций (Crater Taruntius) 48 Кратер Манилий (Crater Manilius) 49 Кратер Архимед (Crater Archimedes) 50 Кратер Автолик (Crater Autolycus) 51 Кратер Аристилл (Crater Aristillus) Северо-Запад: 72 Кратер Кеплер (Crater Kepler) 73 Кратер Аристарх (Crater Aristarchus) 74 Кратер Коперник (Crater Copernicus) 75 Кратер Пифей (Crater Pytheas) 76 Кратер Эратосфен (Crater Eratosthenes) 77 Кратер Майран (Crater Mairan) 78 Кратер Тимохарис (Crater Timocharis) 79 Кратер Арпал (Crater Harpalus) 80 Кратер Платон (Crater Plat | Юго - Восток: 52 Кратер Лангрен (Crater Langrenus) 53 Кратер Гоклен (Crater Goclenius) 54 Кратер Ипатия (Crater Hypatia) 55 Кратер Теофил (Crater Theophilus) 56 Кратер Гиппарх (Crater Hipparchus) 57 Кратер Стивенс (Crater Stevinus) 58 Кратер Птолемей (Crater Ptolemaeus) 59 Кратер Вольтер (Crater Walter) Юго - Запад": 60 Кратер Тихо (Crater Tycho) 61 Кратер Питат (Crater Pitatus) 62 Кратер Шиккард (Crater Schickard) 63 Кратер Кампан (Crater Campanus) 64 Кратер Биллиад (Crater Bulliadus) 65 Кратер Фра Мауро (Crater Fra Mauro) 66 Кратер Гассенди (Crater Gassendi) 67 Кратер Бюрги (Crater Byrgius) 68 Кратер Билли (Crater Billy) 69 Кратер Крюгер (Crater Crueger) 70 Кратер Гримальди (Crater Grimaldi) 71 Кратер Риччоли (Crater Riccioli) |
3. Анализ теории происхождения лунных кратеров
Еще в 1609 году Галилео Галилей на основании своих наблюдений пришёл к выводу, что Луна является каменистым телом, как и Земля. С тех пор над загадкой образования Луны размышляли многие поколения ученых, начиная с Иммануила Канта и Рене Декарта. С начала семнадцатого века и до середины двадцатого было выдвинуто несколько основных гипотез, которые имели своих сторонников и свои взлеты популярности.
Гипотеза столкновения была предложена Уильямом Хартманом (William K. Hartmann) и Дональдом Дэвисом (Donald R. Davis) в 1975 году. По их предположению, протопланета (её назвали Тейя) размером примерно с Марс столкнулась с прото-Землей на ранней стадии её формирования, когда наша планета имела примерно 90 % нынешней массы. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась прото-Луна и начала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения.
Мягкая посадка на Луну советской автоматической межпланетной станции "Луна-9" 3 февраля 1966 г. подтвердила метеорно-шлаковую теорию формирования лунного грунта. В справедливости метеорно-шлаковой теории смогли убедиться американские астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин, впервые ступившие на лунную поверхность 21 июля 1969г
Получены снимки поверхности Луны на которых следует обратить внимание на 2 необычных кратера с лучами - Тихо (назван в честь датского астронома и алхимика середины XVI века Тихо Браге) и Коперник. Это типичные представители 'ударных' кратеров, появившихся на поверхности Луны в результате падения других инородных тел - метеоритов и астероидов. Каждый из этих кратеров имеет протяженную систему лучей, которые достигают 1500 км в длину. Лучи образованы светлыми породами, выброшенными при мощном ударе, сформировавшем кратер. В общем, кратеры с лучами сравнительно молоды, так как их лучи покрывают лунный рельеф. Возраст кратера Тихо составляет порядка 108 млн. лет, что позволяет считать его одним из самых молодых. (Для сравнения, возраст Луны оценивается в 4,5 млрд. лет). Кратер Коперник образовался примерно миллиард лет тому назад.
«Исследование причин возникновения кратеров на Луне и факторов,
определяющих размер кратеров»
,
Краснодарский край, МО Тихорецкий район, поселок Парковый 8 – б класс
Методика исследования:
Если метеоритное тело массы m, разгоняясь в поле тяготения Луны, падает с высоты h, то его потенциальная энергия переходит в кинетическую, и оно со скоростью v углубляется в грунт.
Закон сохранения энергии mgh=mv2/2, отсюда v=
. Если тела будут падать с разной высоты, то их скорость падения будет разная.
В качестве исследуемой поверхности берем сыпучий материал (муку, песок, сахарный песок и т. д.), так как на нем при бомбардировке остается след. Роль метеоритных тел выполняют шарики разного диаметра, падающие с разными скоростями.
Таблицы измерений и вычислений:
Выберем поверхность которую будем бомбардировать -------МУКА
Название предмета | Масса(m/г) | Диаметр (d1,мм) | Высота падения (см) | Скорость падения (м/сек) | Диаметр кратера(d2,мм) |
Шарик маленький(металл) | 10,7 г | 12 мм | 50 см | 3,16 м/с | 18 мм |
Шарик средний(алюминий) | 15,6 г | 14 мм | 50 см | 3,16 м/с | 20 мм |
Шарик большой(алюминий) | 45,0 г | 21 мм | 50 см | 3,16 м/с | 27 мм |
Шарик маленький(пластмасса) | 3,6 г | 16 мм | 50 см | 3,16 м/с | 21 мм |
Шарик большой(пластмасса) | 10,0 г | 25 мм | 50 см | 3,16 м/с | 30 мм |
Камень(известняк) | 10,8 г | 20 мм | 50 см | 3,16 м/с | 12 мм |
Камень(кусок кирпича) | 4,3 г | 13 мм | 50 см | 3,16 м/с | 12 мм |
Камень(оникс) | 7,4 г | 19 мм | 50 см | 3,16 м/с | 15 мм |
Гиря (5г) | 5 г | 9 мм | 50 см | 3,16 м/с | 10 мм |
Гиря(10г) | 10 г | 12 мм | 50 см | 3,16 м/с | 13 мм |
Гиря (20г) | 20 г | 15 мм | 50 см | 3,16 м/с | 19 мм |
Гиря (50г) | 50 г | 20 мм | 50 см | 3,16 м/с | 22 мм |
Гиря(100г) | 100 г | 26 мм | 50 см | 3,16 м/с | 30 мм |
Вода(капля) | 0,1 г | 3 мм | 50 см | 3,16 м/с | 5 мм |
Увеличим высоту падения, следовательно увеличится скорость | |||||
Название предмета | Масса(m/г) | Диаметр (d1,мм) | Высота падения (см) | Скорость падения (м/сек) | Диаметр кратера(d2,мм) |
Шарик маленький(металл) | 10,7 г | 12 мм | 100см | 4,47м/с | 20 мм |
Шарик средний(алюминий) | 15,6 г | 14 мм | 100см | 4,47м/с | 22 мм |
Шарик большой(алюминий) | 45,0 г | 21 мм | 100см | 4,47м/с | 25 мм |
Шарик маленький(пластмасса) | 3,6 г | 16 мм | 100см | 4,47м/с | 23 мм |
Шарик большой(пластмасса) | 10,0 г | 25 мм | 100см | 4,47м/с | 36 мм |
Камень(известняк) | 10,8 г | 20 мм | 100см | 4,47м/с | 24 мм |
Камень(кусок кирпича) | 4,3 г | 13 мм | 100см | 4,47м/с | 21 мм |
Камень(оникс) | 7,4 г | 19 мм | 100см | 4,47м/с | 23 мм |
Гиря (5г) | 5 г | 9 мм | 100см | 4,47м/с | 17 мм |
Гиря(10г) | 10 г | 12 мм | 100см | 4,47м/с | 20 мм |
Гиря (20г) | 20 г | 15 мм | 100см | 4,47м/с | 23 мм |
Гиря (50г) | 50 г | 20 мм | 100см | 4,47м/с | 24 мм |
Гиря(100г) | 100 г | 26 мм | 100см | 4,47м/с | 37 мм |
Вода(капля) | 0,1 г | 3 мм | 100см | 4,47м/с | 6 мм |
Выберем поверхность которую будем бомбардировать -------ПЕСОК САХАРНЫЙ
Название предмета | Масса (m/г) | Диаметр(d1/мм) | Высота падения(см) | Скорость падения (м/сек) | Диаметр кратера (d2/мм) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Шарик маленький(алюминий) | 10,7 г | 12 мм | 50 см | 3,16 м/с | 36 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Шарик средний(алюминий) | 15,6 г | 14 мм | 50 см | 3,16 м/с | 38 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Шарик большой (металл) | 45,0 г | 21 мм | 50 см | 3,16 м/с | 55 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Шарик маленький(пластмасса) | 3,6 г | 16 мм | 50 см | 3,16 м/с | 10 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Шарик большой(пластмасса) | 10,0 г | 25 мм | 50 см | 3,16 м/с | 60 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Камень(известняк) | 10,8 г | 20 мм | 50 см | 3,16 м/с | 45 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Камень(кусок кирпича) | 4,3 г | 13 мм | 50 см | 3,16 м/с | 25 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Камень(оникс) | 7,4 г | 19 мм | 50 см | 3,16 м/с | 50 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гиря(5г) | 5 г | 9 мм | 50 см | 3,16 м/с | 30 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гиря(10г) | 10 г | 12 мм | 50 см | 3,16 м/с | 36 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гиря(20г) | 20 г | 15 мм | 50 см | 3,16 м/с | 50 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гиря(50г) | 50 г | 20 мм | 50 см | 3,16 м/с | 62 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гиря(100г) | 100 г | 26 мм | 50 см | 3,16 м/с | 79 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вода(капля) | 0,1 г | 3 мм | 50 см | 3,16 м/с | 10 мм | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Увеличим высоту падения, следовательно увеличится скорость | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Я пытался проводить бомбардировку под углом к поверхности, бросая шары с разными скоростями. Кратеры получались чуть-чуть вытянутыми, но не сильно, потому что снаряды «зарывались» в грунт.
«Исследование причин возникновения кратеров на Луне и факторов,
определяющих размер кратеров»
,
Краснодарский край, МО Тихорецкий район, поселок Парковый 8 – б класс
Выводы:
1. Кратеры на Луне образованы при падении метеоритов
2. Диаметр кратера зависит от структуры бомбардируемой поверхности.
3. Чем больше диаметр метеорита, тем больше диаметр кратера.
4. Чем больше скорость метеорита, тем больше диаметр кратера.
«Исследование причин возникновения кратеров на Луне и факторов,
определяющих размер кратеров»
,
Краснодарский край, МО Тихорецкий район, поселок Парковый 8 – б класс
Литература
Г. Бурба «Шрамы на ликах планет. Научно-популярная статья в журнале «Вокруг света»
«Взрывные кратеры на Земле и планетах.» Сборник статей... М. Мир 1968г.
«Природа Луны.» М. Физматгиз.
«Исследование причин возникновения кратеров на Луне и факторов,
определяющих размер кратеров»
,
Краснодарский край, МО Тихорецкий район, поселок Парковый 8 – б класс
Приложение
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыт с телами и мукой
Опыт с телами и сахарным песком
Опыт с шариками и песком
Опыт с водой и песком
