Chuyên đề Vật lí 10 Bài 1 (Cánh diều): Xác định phương hướng

Giải bài tập Chuyên đề Vật lí 10 Bài 1: Xác định phương hướng

A/ Câu hỏi đầu bài

Mở đầu trang 30 Chuyên đề Vật lí 10: Steven Callahan (sinh ngày 6 tháng 2 năm 1952) là một tác giả, kiến trúc sư hải quân, nhà phát minh người Mỹ. Năm 1982, ông sống sót sau hai tháng rưỡi trôi dạt trên Đại Tây Dương. Trong suốt thời gian trôi dạt, trước khi được một tàu đánh cá phát hiện ra gần quần đảo Caribbean, ông đã dựa vào các dấu hiệu trên bầu trời, dùng ba bút chì gắn với nhau, thực hiện lộ trình 2897 km của mình một cách chính xác.

Mỗi khi chuyển hướng, bạn cần phải có một điểm mốc. Và giữa biển khơi, điểm mốc chính là những ngôi sao trên bầu trời. Trước khi có GPS, thậm trí, trước cả la bàn, những nhà thám hiểm đã chinh phục các đại dương bằng cách xác định phương hướng nhờ vào việc quan sát. Vào ban đêm, họ xác định lộ trình chủ yếu dựa vào những ngôi sao riêng lẻ hoặc những chòm sao có vị trí được biết trước trên bầu trời. Họ đã dựa vào các chòm sao để xác định phương hướng như thế nào?

Lời giải:

Hãy nhìn lên bầu trời. 

Bước 1:  Xác định phía Bắc. Hãy bắt đầu với chòm Bắc Đẩu

Bước 2:  Xác định hướng Nam. Hãy Bắt đầu với chòm Cross

Bước 3: Tìm Vĩ độ. Sử dụng tay của bạn

Bước 4:  Tìm kiếm kinh độ

B/ Câu hỏi giữa bài

I. Các chòm sao trên bầu trời

Câu hỏi 1 trang 30 Chuyên đề Vật lí 10: Ngày nay, mô hình bầu trời sao như một vòm cầu còn giúp gì cho chúng ta khi tìm hiểu bầu trời?

Lời giải:

- Giúp chúng ta dễ dàng hiểu được chuyển động hằng ngày và hàng năm của các ngôi sao.

- Quan trọng hơn, nó giúp ta dự đoán những chuyển động này một cách tương đối đơn giản. Do đó, khi xác định vị trí các chòm sao, chúng ta sẽ giả định rằng tất cả các ngôi sao đều nằm trên bề mặt của một quả cầu khổng lồ và chúng ta đang ở trung tâm của nó.

Luyện tập 1 trang 32 Chuyên đề Vật lí 10: Xác định vị trí các chòm sao Gấu Lớn, Gấu Nhỏ, Thiên Hậu ở bản đồ sao ở nhà trường.

Lời giải:

- Chòm sao Gấu Lớn còn được gọi là chòm sao Cán Gáo Lớn. Chòm sao này thường xuất hiện trên đỉnh đầu người quan sát vào mùa xuân và do đó rất dễ quan sát, ở gần chân trời cực Bắc vào mùa thu, ở phía cao trên thiên cầu và lệch về phía Đông Bắc trên bầu trời vào mùa đông và ở phía cao trên thiên cầu và lệch về phía Tây Bắc vào mùa hè. Bảy ngôi sao chính của chòm Gấu Lớn lần lượt có tên là $\alpha$(alpha), $\beta$(beta), $\gamma$(gamma), $\delta$ (delta), $\epsilon$(epsilon), $\zeta$ (zeta) và $\eta$ (eta).

- Chòm sao Gấu Bé còn được gọi là chòm Cán Gáo Bé. Chòm sao này có phương phụ thuộc vào từng thời điểm quan sát trong đêm và từng đêm trong năm. Đầu Cán Gáo Bé chính là sao Bắc Cực. Tên gọi của bảy ngôi sao trong chòm sao Gấu Bé cũng tương tự như chòm sao Gấu Lớn.

- Chòm sao Thiên Hậu được tạo thành từ 5 ngôi sao trên bầu trời phương Bắc, có dạng chữ W hay chữ M, nằm đối diện với chòm sao Gấu Lớn qua chòm sao Gấu Bé. Trong đêm, chòm Thiên Hậu nằm thấp về phía Bắc – Tây Bắc vào mùa xuân, nằm thấp về phía Bắc – Đông Bắc vào mùa hè, gần với thiên đỉnh vào mùa thu và nằm cao về phía Bắc – Đông Bắc vào mùa đông. Năm ngôi sao chính của chòm Thiên Hậu lần lượt có tên là $\alpha$(alpha), $\beta$(beta), $\gamma$(gamma), $\delta$ (delta), $\epsilon$(epsilon), $\zeta$ (zeta) và $\eta$ (eta)

Chòm Thiên Hậu (khoang vòng tròn màu xanh) 

II. Xác định vị trí sao Bắc Cực trên nền trời

1. Chuyển động hàng ngày của bầu trời

Câu hỏi 2 trang 32 Chuyên đề Vật lí 10: Từ mặt đất, mỗi ngày chúng ra thấy các sao chuyển động theo những vòng cung. Những sao ở càng gần thiên cực thì chuyển động theo những vòng cung có bán kính càng lớn hay càng nhỏ?

Lời giải:

Những sao ở càng gần thiên cực thì chuyển động theo những vòng cung có bán kính càng lớn, xa thiên cực thì bán kính càng nhỏ.

2. Xác định vị trí của sao Bắc Cực

Vận dụng 1 trang 34 Chuyên đề Vật lí 10:

- Xác định vị trí sao Bắc Cực trên nền trời ở địa phương bạn.

- Tại nơi quan sát, bạn nhìn thấy sao Bắc Cực ở trên đường chân trời khoảng bao nhiêu độ?

Lời giải

- Xác định sao Bắc Cực thông qua chòm sao Gấu Lớn

Lấy đoạn có độ dài bằng 5 lần khoảng cách giữa hai ngôi sao $\alpha$ và $\beta$trong chòm sao Gấu Lớn thì gặp sao Bắc Cực.

- Xác định sao Bắc Cực thông qua chòm sao Thiên Hậu

Kẻ đoạn thẳng vuông góc với $\gamma \delta$của chòm sao Thiên Hậu. Trên đoạn thẳng vừa kẻ, lấy một đoạn có độ dài bằng khoảng 7 lần đoạn $\gamma \delta$ thì sẽ gặp sao Bắc Cực.

- Ví dụ, người quan sát nhìn thấy sao Bắc cực nằm cách chân trời 30°, thì người quan sát đang có mặt tại vĩ tuyến 30°.

Luyện tập 2 trang 35 Chuyên đề Vật lí 10:

Xác định vị trí sao Bắc Cực ở bản đồ sao (hình 1.6).

Lời giải:

Sao Bắc Cực chính là sao $\alpha$ của chòm sau Gấu Nhỏ

Vận dụng 2 trang 35 Chuyên đề Vật lí 10:

Ước lượng khoảng cách từ sao $\gamma$ trong chòm Thiên Hậu đến sao Bắc Cực (so với đoạn $\gamma \delta$) trên hình 1.6.

Lời giải:

Kẻ đoạn thẳng vuông góc với $\gamma \delta$ của chòm sao Thiên Hậu. Trên đoạn thẳng vừa kẻ, lấy một đoạn có độ dài bằng khoảng 7 lần đoạn $\gamma \delta$ thì sẽ gặp sao Bắc Cực.

Xem thêm lời giải Chuyên đề Vật lí lớp 10 bộ sách Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 2: Chuyển động nhìn thấy của bầu trời

Bài 3: Nhật thực, Nguyệt thực và Thủy triều

Bài 1: Sự cần thiết phải bảo vệ môi trường

Bài 2: Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Bài 3: Năng lượng tái tạo