«Четыре дамы и молодой человек в вакууме»
Многие наши читатели любят олимпиадные задачи, для решения которых нужны глубокие знания предмета. Но есть и другие задачи, требующие скорее начитанности, смекалки и развитой эрудиции. В книге «Четыре дамы и молодой человек в вакууме: Нестандартные задачи обо всем на свете» (издательство «Альпина нон-фикшн») собраны задачи химика и популяризатора науки Ильи Леенсона, которые он придумывал для Московского интеллектуального марафона и Летних лингвистических школ. Они охватывают широкий круг тем (от космоса и энергии до древних языков), а их решения — это короткие научно-популярные заметки. Предлагаем вам ознакомиться с пятью задачами про звезды и планеты.
Прямиком от Солнца
Возможно ли в Солнечной системе равномерное прямолинейное движение нерукотворного объекта относительно Солнца? Свой ответ поясните.
Решение
На первый взгляд кажется, что такого не может быть. В соответствии с законами физики, в частности с законами Кеплера, все планеты и астероиды, включая самые мелкие, движутся вокруг Солнца по эллипсам, кометы — по эллипсам или гиперболам и т.д. Равномерное и прямолинейное движение тел относительно Земли, с которым мы часто встречаемся, не является таковым относительно Солнца. И все же такое явление возможно, по крайней мере, теоретически. Дело в том, что на мелкие твердые частицы, помимо сил притяжения, действует сила светового давления, которая всегда направлена в противоположную от Солнца сторону и, как и сила притяжения, обратно пропорциональна квадрату расстояния от Солнца. Если обе силы равны по величине (это возможно только для очень мелких пылинок размером порядка 0,1 мкм), то равнодействующая сила равна нулю, и потому такая частица может двигаться равномерно и прямолинейно относительно Солнца. Действие светового давления особенно характерно проявляется в случае удаляющихся от Солнца комет: они летят «хвостом вперед».