Пізнаємо природу. 5 клас. Шаламов

§ 11. Моделювання обертання Місяця навколо Землі

Установіть відповідність.

  • А зірка
  • Б планета
  • В супутник
  • 1 Місяць
  • 2 Сонце
  • 3 Земля

Розміри небесних тіл і відстані між ними:

діаметр Землі — 12 742 км;

діаметр Місяця — 3 475 км;

діаметр Сонця — 1 392 700 км;

відстань від Землі до Місяця — 384 000 км;

відстань від Землі до Сонця — 149 577 870 км.

Як ти пропонуєш Сельмі це зробити? Обчисли, у скільки разів Земля більша, ніж Місяць.

Якщо для моделі Місяця використати м'яч для настільного тенісу (його діаметр 4 см), то якого діаметра кулю потрібно підібрати для моделі Землі? Обчисли й обери правильне значення із запропонованих:

  • близько 15 см
  • близько 25 см
  • близько 50 см

А якою мала би бути відстань від Землі до Місяця в моделі, щоб показати, як далеко чи близько розташований наш супутник від планети?

Обчисли й обери одну з відповідей:

  • 1 м
  • 2 м
  • 4 1/2 м

Із результатів обчислень зрозуміло, що якщо дотримуватися правильного співвідношення розмірів об'єктів і відстаней між ними, модель не зможе поміститися на шкільній парті, навіть у звичайному шкільному кабінеті. Тому для зручності в моделі доведеться більш ніж у 10 разів зменшити відстань між Місяцем і Землею.

Земля обертається навколо своєї осі за 24 год.

Місяць обертається навколо своєї осі за 29 діб.

Один оберт навколо Землі Місяць здійснює за 29 діб.

За скільки діб Земля проходить шлях навколо Сонця?

Яким кольором позначене кожне із зазначених небесних тіл?

Відшукай на малюнку орбіту Землі навколо Сонця і Місяця навколо Землі.

Зверни увагу на напрям обертання — за годинниковою стрілкою чи проти неї?

Об'єднайтеся в групи. Для створення моделі підготуйте такі матеріали: м'ячик для настільного тенісу (у ролі Місяця), кулька діаметром близько 15 см (у ролі Землі), смужка цупкого картону довжиною 30-40 см, соломинка для коктейлів, кнопка з пластмасовим тримачем, ножиці, скотч, маркер, діркопробивач і мотузка.

Моделювання обертання Місяця

Відріжте від соломинки для коктейлів трубку довжиною 10 см. На одному з країв закріпіть кнопку вістрям догори. Якщо ширина пластмасового тримача більша, ніж отвір у трубці, попросіть учителя / учительку розплавити її на полум'ї сірника протягом кількох секунд (не варто робити це самотужки, оскільки пластмаса може загорітися).

На вістрі кнопки закріпіть м'ячик для настільного тенісу. Намалюйте смайлик на «обличчі Місяця» — це буде його видимий бік. Покрутіть кульку навколо осі, тоді зможете бачити обидва боки Місяця.

Місяць обертається навколо осі за 29 діб і за той самий час він здійснює один оберт навколо Землі.

На нижній частині трубки зробіть три надрізи глибиною 1 см.

Діркопробивачем пробийте два отвори недалеко від країв картонної смужки, просуньте нижній край трубки в отвір, відгорніть надрізані краї з нижнього боку і закріпіть їх на картоні скотчем.

Крізь другий отвір на картонній смужці просуньте зав'язаний край надувної кульки й розправте. Переверніть картон так, щоб обидві кульки були зверху. За потреби (якщо заважає зав'язаний край надувної кульки) можна підвищити рівень картонної смужки, прикріпивши знизу пластилін або додатковий шар картону.

Тепер з двох боків картонної смужки закріплені «Земля» і «Місяць».

Модель готова. Можна її використовувати для моделювання обертання Місяця.

Покажіть на моделі, як Місяць може обертатися навколо осі, а як — навколо Землі.

Із мотузки зробіть орбіту обертання Місяця навколо Землі.

Місяць здійснює один оберт навколо осі за той самий час, що й оберт навколо Землі. Тому ми із Землі бачимо лише один (видимий) бік Місяця.

А що було б, якби Місяць устигав обернутися навколо осі двічі за одне коло руху по орбіті? Змоделюйте таку ситуацію. Покрутіть Місяць навколо осі так, щоб, пройшовши половину орбіти, він повністю обернувся навколо осі. Який бік Місяця бачили б на Землі в точках 2 і 3?

Що трапилося б, якби Місяць зовсім не обертався навколо осі? Змоделюйте таку ситуацію: ви бачите, що в точці 1 видимий бік Місяця спрямований ліворуч у бік Землі. Зафіксуйте це положення. Тримайте тенісний м'ячик так, щоб він не обертався навколо осі (постійно «дивився» ліворуч). Водночас рухайте його орбітою проти годинникової стрілки. Який бік Місяця буде видно в точці 2 і 3?

Побачити різні фази Місяця на нашій моделі найліпше в темній кімнаті, увімкнувши настільну лампу, світло якої слід спрямувати на модель. Потрібно тримати модель у руках, трішки нахиливши її, щоб промені падали під кутом і Земля не закривала Місяць від світла. Так зазвичай і відбувається, але трапляються винятки, про які ми ще поговоримо.

Перевірте свої відповіді за допомогою цієї схеми:

Щоб розібратися в цьому, можна змоделювати систему ще раз (знову в темній кімнаті з настільною лампою). Знайдемо непрозору матову повітряну кульку, (найліпше - сірого або бежевого кольору), яка і буде моделлю Місяця. Наповнимо її повітрям. Той, хто триматиме кульку, є спостерігачем фаз Місяця із Землі. Кульку необхідно підняти трохи вище голови, а світло спрямувати під кутом. Якщо ми стоятимемо обличчям до світла і триматимемо «Місяць» у руках, він не відбиватиме світло в бік Землі. Якщо ми почнемо повертатися проти годинникової стрілки, край Місяця відбиватиме світло, і «місячний серп» буде обернений вліво (частинка літери «Р», Місяць росте). Простеж, як зростатиме Місяць, аж доки не стане повним. Продовжуй обертатися, і він почне зменшуватися, старіти. Наприкінці оберту він нагадуватиме за формою тоненький серп, обернений управо (старіючий Місяць, у формі літери «С»).

Розташування Сонця, Землі та Місяця під час затемнення Місяця.

Інформацію про місячні затемнення, календар місячних затемнень на найближчі роки можна відшукати на сайті NASA.

Місячне затемнення англійською — Lunar eclipses. На сайті можна скористатися Google-перекладачем і знайти чимало цікавого. Відшукай, коли в Європі спостерігатиметься затемнення Місяця.

Завдання

1. Пригадай свої відчуття впродовж моделювання і заверши речення:

Коли я створюю модель, то відчуваю...

Коли я використовую модель, то розумію...

Найскладніше для мене в моделюванні...

2. У нашій моделі роль Місяця виконував м'ячик діаметром 4 см. Якого розміру мала б бути кулька для Марсу (його діаметр — 6 779 км), щоби правильно відобразити співвідношення розмірів небесних тіл?

  • А близько 8 см
  • Б близько 12 см
  • В близько 5 см

3. На рисунку зображено орбіту обертання Місяця навколо Землі.

3.1. Визнач, у якій точці на орбіті перебуває Місяць, у фазі: А молодого Місяця, Б останньої чверті, В старого Місяця.

3.2. Знайди точки на орбіті, на якій перебуває Місяць, зображений на фото 1 (Луцький замок) і фото 2 (Флоренція, базиліка Санта-Кроче).

4. В українських піснях і віршах часто згадується Місяць. Порадься із дорослими, думка яких тобі важлива, які пісні і вірші про Місяць вони пам'ятають. Запиши слова однієї з пісень. А ліпше ще краще, якщо навчишся її співати. Поділися з однокласниками / однокласницями результатами своєї роботи. Обговоріть, чи однакові пісні про Місяць знають у ваших родинах.

5. Якого кольору поверхня Місяця насправді? Чому ми бачимо її в іншому забарвленні? Як моделювання допомогло тобі це зрозуміти?

6. Змоделюй фази Місяця за допомогою непрозорої матової повітряної кулі і настільної лампи (як показано на фото в підручнику на стор. 86). Попроси когось допомогти сфотографувати кожен етап. Зроби презентацію або таблицю із зображеннями усіх фаз «кульки-Місяця» та підписами їхніх назв.

7. Відшукай інформацію про види місячних затемнень. Змоделюй розміщення небесних тіл під час повного місячного затемнення. Як необхідно розмістити кульку, щоб показати повне і неповне затемнення місяця? Зроби фото і схематичні малюнки. Можеш зробити листівку для молодших школярів з поясненням причин місячного затемнення.

8. Відшукай інформацію про штучні супутники Землі. На якій відстані від Землі вони розміщені? Які їхні орбіти? Порівняй із природним супутником.

9. Разом з однокласниками / однокласницями в шкільному коридорі зробіть модель «Земля - Місяць» так, щоб дотриматися правильного співвідношення розмірів небесних тіл і відстаней між ними. Поєднайте дві кульки мотузкою (довжиною 4 1/2 метри) і окресліть орбіту обертання Місяця навколо Землі. Покажіть, де на цій моделі можуть розташовуватися орбіти штучних супутників. Визначте положення Місяця під час затемнення (уявіть, що Сонце розташоване з боку вікна).

10. Дослідження Місяця досить перспективні. А чи відомо тобі, що у 2022 році має здійснитися перша українська місія на Місяць? Організатор місії Павло Танасюк (родом із Житомирщини) є засновником компанії Spacebit. Відшукай інформацію про заплановану місію і розкажи однокласникам / однокласницям, як українці планують досліджувати Місяць.

Медіа

11. Один з перших фільмів французького підприємця і кінорежисера Жоржа Мельєса, створений у 1902 році називався «Політ на Місяць». До речі, Мельєс так любив кіно, що за десять років створив аж 500 стрічок. Уявляєте?

Як ви думаєте, це ігровий чи документальний фільм?

• Кольоровий чи чорно-білий?

Коротко сюжет фільму такий. Після доповіді вченого на засіданні Академії про можливість польоту на Місяць вирішено відправити експедицію, для якої будується космічний корабель у вигляді порожнього снаряда, який запускається в космос пострілом з гармати. Снаряд потрапляє на Місяць і вчені виходять на його поверхню, досліджують стрибаючих селенітів (у фільмі їх зображували професійні акробати). Затим учені вирішують повернутися на Землю, зіштовхують снаряд із краю Місяця. Снаряд цього разу потрапляє в океан, але благополучно допливає до гавані. Мандрівників бурно зустрічають співвітчизники.

Переглянемо 3-5 хвилин цієї стрічки.

Чорно-біла версія

Обміркуй і поділися своїми враженнями від переглянутого фрагменту. Якби тобі довелося вносити правки в цей фільм, щоб ти зробив / зробила?