Chuyên đề Vật lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 4: Xác định phương hướng

Giải bài tập Chuyên đề Vật lí 10 Bài 4: Xác định phương hướng

Chuyên đề Vật lí 10 trang 31

Mở đầu trang 31 Chuyên đề Vật lí 10: Từ buổi sơ khai của loài người, khi đi trong rừng thẳm hoặc lênh đênh trên một vùng biển rộng, trong điều kiện thiếu các công cụ để xác định lộ trình, bầu trời là nơi duy nhất con người có thể định hướng đích đến hay đơn giản là để trở về nhà. Trong trường hợp này con người đã xác định phương hướng như thế nào?

Lời giải:

Từ buổi sơ khai của loài người, khi đi trong rừng thẳm hoặc lênh đênh trên một vùng biển rộng, trong điều kiện thiếu các công cụ để xác định lộ trình, bầu trời là nơi duy nhất con người có thể định hướng đích đến hay đơn giản là để trở về nhà. Trong trường hợp này con người đã xác định phương hướng dựa vào vị trí các thiên thể trên bầu trời hoặc sao Bắc Cực.

1. Vị trí các thiên thể trên bầu trời

• Câu hỏi 1 trang 31 Chuyên đề Vật lí 10: Trình bày hiểu biết của em về cách xác định phương hướng dựa vào bầu trời sao.

  Lời giải:

  Hiểu biết của em về cách xác định phương hướng dựa vào bầu trời sao.

  – Vào những đêm không có trăng, sao đầy trời, muốn tìm phương hướng cho chính xác, bạn phải tìm đến (Bắc đẩu: Etoile Polaire) để biết hướng Bắc hoặc sao Nam Thập (Croix du Sud) để biết hướng Nam, từ đó xác định được các hướng Đông, Tây còn lại. Sao Bắc Cực nằm ở nửa cầu Bắc. Một số chòm sao thường được dùng để tìm sao Bắc Cực là chòm sao Gấu Lớn và chòm sao Thiên Hậu.

  – Sao Hôm và sao Mai thực ra chỉ là một. Nó chính là Kim Tinh (Venus). Một hành tinh thứ hai gần Mặt Trời trong Thái Dương Hệ của chúng ta. Bởi vì nó rất gần Mặt Trời cho nên từ Trái Đất nhìn tới, ta thấy nó rất sáng và thường xuất hiện “gần gũi” với Mặt Trời vào những lúc hừng sáng và chập tối. Lúc Kim Tinh mọc vào khoảng chập tối (sau khi Mặt Trời vừa lặn xong), nó được gọi là Sao Hôm, vị trí ở hướng Tây. Và khi Kim Tinh mọc vào lúc hừng sáng(trước khi Mặt Trời mọc), nó được mọi người gọi là Sao Mai, vị trí là ở hướng Đông.

• Chuyên đề Vật lí 10 trang 32

• Câu hỏi 2 trang 32 Chuyên đề Vật lí 10: Tại sao khi ta quan sát bầu trời sao vào các thời điểm khác nhau tại cùng một địa điểm trên Trái Đất ta sẽ thấy vị trí tương đối giữa các sao khác nhau (Hình 4.2)?

  

   

  Lời giải:

  Khi các sao chuyển động chúng sẽ phản chiếu lên mặt thiên cầu. Chuyển động của Mặt Trời vào ban ngày và Mặt Trăng vào ban đêm đều được phản chiếu lên mặt thiên cầu. Khi quan sát từ Trái Đất, ta thấy các sao luôn chuyển động trên bầu trời theo hướng từ Đông sang Tây với tốc độ khác nhau. Vì vậy, vị trí tương đối của chúng tại các thời điểm khác nhau là khác nhau. Tuy nhiên, vị trí tương đối thật sự của các ngôi sao thay đổi rất chậm theo thời gian.

• Câu hỏi 3 trang 32 Chuyên đề Vật lí 10: Quan sát Hình 4.3 và kể tên một số chòm sao.

  

   

  Lời giải:

  Hình 4.3 có chòm sao: Tam Giác, Song Tử, Người Đánh Xe, Đại Bàng, Mũi Tên, Thiên Nga, Con Rắn, Vũ Tiên, Bắc Miện, Người Chăn Bò, Trinh Nữ, Tóc Tiên, Người Chăn Rắn, Sư Tử Ngựa Một Sừng, Tiên Nữ, Ngựa Nhỏ, Thợ Săn, Con Cua, Con Rồng, Kim Ngưu, Con Cừu, Trường Xà, Mèo Rừng, Chó Săn, Tiên Vương, Anh Tiên, Thằn Lằn, Cá Heo Song Ngư, Ngựa Có Cánh, Hươu Cao Cổ.

Chuyên đề Vật lí 10 trang 34

Câu hỏi 4 trang 34 Chuyên đề Vật lí 10: Mô tả sự khác biệt giữa hai chòm sao Gấu Lớn và Gấu Nhỏ.

Lời giải:

Sự khác biệt giữa hai chòm sao Gấu Lớn và Gấu Nhỏ:

GẤU LỚN

GẤU NHỎ

Có diện tích gấp khoảng 5 lần chòm sao GẤU NHỎ. Là chòm sao thường được dùng để xác định phương hướng của sao Bắc Cực, xác định tọa độ của những ngôi sao khác,… 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.

Đầu Cán Gáo nhỏ là sao Bắc Cực. Chòm sao này có phương phụ thuộc vào từng thời điểm quan sát trong đêm và từng đêm trong năm.

Câu hỏi 5 trang 34 Chuyên đề Vật lí 10: Em hãy cho biết quy tắc mà các nhà khoa học đã dùng để sắp xếp và gọi tên các ngôi sao trong mỗi chòm sao.

Lời giải:

Quy tắc mà các nhà khoa học đã dùng để sắp xếp và gọi tên các ngôi sao trong mỗi chòm sao:

Các ngôi sao được nhóm lại theo một hình dạng nhất định nào đó. Việc đặt tên các chòm sao thường dựa trên: hình dáng các động vật, thần thoại hoặc thần linh, sinh vật huyền thoại, các thiết bị mà chòm sao đại diện.

Luyện tập trang 34 Chuyên đề Vật lí 1: Dựa vào bản đồ sao (Hình 4.3) đánh dấu vị trí các chòm sao Gấu Lớn, Gấu Nhỏ và Thiên Hậu. Từ đó, xác định lần lượt vị trí các chòm sao α trong chòm sao Gấu Lớn, α trong chòm sao Gấu Nhỏ và γ trong chòm sao Thiên Hậu.

Lời giải:

Vận dụng trang 34 Chuyên đề Vật lí 10: Em hãy lựa chọn và thiết kế mô hình một chòm sao từ những vật dụng đơn giản sau đó hãy biểu diễn đúng vị trí của chúng trên bản đồ sao.

Lời giải:

Dụng cụ:

– Ngôi sao: bóng nhựa, mút…

– Que gỗ (nhựa) đũa gỗ để nối các ngôi sao trong chòm sao.

Để xác định sao Bắc Cực ta làm theo các bước sau:

– Bước 1: Xác định hai ngôi sao sáng nhất (2 sao ở cạnh ngoài của chòm sao Gấu Lớn) ước lượng khoảng cách giữa hai sao này.

– Bước 2: Dùng trí tưởng tượng, kéo dài đường nối 2 sao 5 lần khoảng cách đã xác định ở bước 1.

2. Sao Bắc Cực

Chuyên đề Vật lí 10 trang 35

Câu hỏi 6 trang 35 Chuyên đề Vật lí 10: Giải thích tại sao việc xác định vị trí sao Bắc Cực là cần thiết trong ngành hàng hải và hàng không.

Lời giải:

Việc xác định vị trí sao Bắc Cực là cần thiết trong ngành hàng hải và hàng không vì khi xác định được sao Bắc Cực ta sẽ xác định được phương Bắc. Điều này giúp cho tàu thuyền và máy bay xác định được phương hướng trong đêm, đặc biệt là khi bị lạc do có sự cố về máy móc.

Câu hỏi 7 trang 35 Chuyên đề Vật lí 10: Nếu không dựa vào độ sáng thì chúng ta xác định vị trí của sao Bắc Cực theo phương pháp nào?

Lời giải:

Nếu không dựa vào độ sáng thì chúng ta xác định vị trí của sao Bắc Cực dựa vào chòm sao Gấu Lớn hoặc Thiên Hậu.

– 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.

Chuyên đề Vật lí 10 trang 36

Luyện tập trang 36 Chuyên đề Vật lí 10: Sau một trận bão toàn bộ thiết bị định vị và liên lạc trên một chiếc tàu thám hiểm bị hư hỏng, tàu bị mất phương hướng trên biển. Thủy thủ đoàn quan sát bầu trời đêm và vẽ được chòm sao Gấu Lớn như hình 4.7. Em hãy giúp họ xác định phương hướng bằng cách chỉ và vị trí của sao Bắc Cực.

Lời giải:

Đây là hình dạng sao Gấu Lớn, do đó để xác định sao Bắc Cực ta làm theo các bước sau:

– Bước 1: Xác định hai ngôi sao sáng nhất (2 sao ở cạnh ngoài của gáo) ước lượng khoảng cách giữa hai sao này.

– Bước 2: Dùng trí tưởng tượng, kéo dài đường nối 2 sao 5 lần khoảng cách đã xác định ở bước 1.

Vận dụng trang 36 Chuyên đề Vật lí 10: Trình bày cách xác định các hướng Đông, Tây và Nam bằng các sao trên bầu trời.

Lời giải:

– Kim Tinh: Lúc Kim Tinh mọc vào khoảng chập tối (sau khi Mặt Trời vừa lặn xong nó được gọi là sao Hôm, vị trí của nó ở hướng Tây. Lúc Kim Tinh mọc vào lúc hửng sáng (trước khi Mặt Trời mọc), nó được gọi là sao Mai, vị trí của nó là ở hướng Đông.

– Ở Nam bán cầu, chòm sao Nam Thập (Nam Tào) có thể được dùng để xác định hướng Nam. Chòm sao này gồm năm ngôi sao và bốn sao sáng nhất tạo thành cây thập tự.

Bài tập (trang 36)

• Bài 1 trang 36 Chuyên đề Vật lí 10: Tìm hiểu và cho biết: đâu là chòm sao lớn nhất trên thiên cầu, đâu là chòm sao có nhiều sao nhìn thấy bằng mắt thường nhất. Tìm hiểu và kể tên 10 ngôi sao sáng nhất trên bầu trời đêm

  Lời giải:

  Chòm sao lớn nhất: Trường X

• Bài 2 trang 36 Chuyên đề Vật lí 10: Tìm hiểu và kể tên 10 ngôi sao sáng nhất trên bầu trời đêm

  Lời giải:

  Sirius – Canopus – Rigil Kentarus – Arcturus – Vega – Capella – Rigel – Procyon – Achernar – Betelgeuse