Метеоры и метеориты В темную безоблачную ночь можно наблюдать полёт по небу метеоров (так называемых «падающих звезд»). Метеоры вызываются вторжением в земную атмосферу из…
Метеоры и метеориты В темную безоблачную ночь можно наблюдать полёт по небу метеоров (так называемых «падающих звезд»). Метеоры вызываются вторжением в земную атмосферу из межпланетного пространства крохотных твердых частичек, весом всего лишь в несколько миллиграммов. Влетая в атмосферу с огромной скоростью, равной в среднем около 30 километров в секунду, и сталкиваясь с молекулами воздуха, они мгновенно нагреваются до нескольких тысяч градусов и целиком превращаются в раскалённый газ, рассеивающийся в воздухе. Большинство метеоров «сгорают» в воздухе на высоте 50–80 километров, не успев достигнуть поверхности Земли. Но вот иногда вдруг все кругом озаряется ярким светом. По небу проносится яркий огненный шар, называемый болидом, сопровождаемый хвостом и разлетающимися искрами. По пути движения болида на небе остаётся след в виде дымной полосы. Ночью болид освещает местность на сотни километров вокруг. После того как болид исчезает, через несколько секунд раздаются похожие на взрывы удары, вызываемые ударными волнами. Эти волны иногда вызывают значительное сотрясение грунта и зданий. Болидами принято называть все метеоры, которые по своей яркости превосходят самую яркую для земного наблюдателя планету Венеру. Упавший на землю остаток метеорного тела в виде камня или куска металла называется метеоритом. Метеориты имеют массу от нескольких граммов до нескольких десятков тонн. Полагают, что в сутки на Землю падает 5–6 тонн метеоритов, или примерно 2 тысячи тонн в год. Совокупность имеющихся данных указывает на то, что метеориты являются обломками малых планет – астероидов. Сталкиваясь между собой, они дробятся на ещё более мелкие осколки. Эти осколки, встречаясь с Землей, падают на её поверхность в виде метеоритов
Сверь числа и знаки с фото.
Задание №1. Дайте развернутый ответ.
- За счёт какой энергии происходит нагревание и свечение метеорного тела при его прохождении сквозь атмосферу?
Краткий ответ Нагревание и свечение метеорного тела происходят за счёт кинетической энергии его движения. Влетая в атмосферу, тело тормозится, и эта энергия переходит во внутреннюю энергию тела и воздуха: они раскаляются, а горячий газ светится.
Почему так
- Метеорное тело входит в атмосферу со скоростью около \(30\) км/с. Его кинетическая энергия \(E_k=\frac{mv^2}{2}\) очень велика.
- При столкновениях с молекулами воздуха тело теряет скорость. Энергия упорядоченного движения переходит в хаотическое движение молекул — во внутреннюю, тепловую энергию. Воздух перед телом сжимается, возникает ударная волна, которая тоже сильно нагревает газ.
- При температуре в несколько тысяч градусов вещество плавится и испаряется, превращаясь в раскалённый газ. Его излучение мы видим как светящийся след. Это не химическое горение: слово «сгорают» в тексте взято в кавычки.
- Вывод: источник энергии — кинетическая энергия метеорного тела; она превращается в теплоту и излучение.
Проверка Для \(v=30\) км/с \(=3\cdot10^4\) м/с удельная кинетическая энергия (в Дж/кг) равна \[ \frac{E_k}{m}=\frac{v^2}{2}=\frac{(3\cdot10^4)^2}{2}=4{,}5\cdot10^8. \] Чтобы нагреть и испарить \(1\) кг каменистого вещества, нужно примерно \(10^7\) Дж/кг — в десятки раз меньше. Значит, кинетической энергии действительно достаточно для нагрева до тысяч градусов; часть её уходит в воздух и излучение, но principle остаётся тем же.
