МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА

ЦЕНТРАЛНА КОМИСИЯ ЗА ОРГАНИЗИРАНЕ НА ОЛИМПИАДАТА ПО АСТРОНОМИЯ

ХІІІ НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО АСТРОНОМИЯ

  Ученици от 5-6 клас

1 задача. Пътеводни звезди. От древни времена хората са се удивлявали на красивото звездно небе с ярки звезди. Едновременно с това звездите са им помагали да намират вярната посока, когато са били на път.
• Коя звезда на нощното небе е най-важна за нас, когато се ориентираме за посоките на света? Как тази звезда ни помага да се ориентираме? В кое съзвездие се намира?
•Коя е най-ярката звезда на нощното небе? В кое съзвездие се намира тя?

Решение:

За нас, жителите на северното полукълбо на Земята, най-важна е Полярната звезда. Тя ни показва винаги посоката север и така можем да се ориентираме за посоките на света. Когато застанем с лице към Полярната звезда, т.е. към север, то зад нас е юг, надясно е изток, а наляво – запад. Полярната везда се намира в съзвездието Малка мечка  и е най-ярката звезда от това съзвездие.
Полярната звезда е сред сравнително ярките звезди на небето, но далеч не е най-ярката. Има доста звезди, които са по-ярки от нея. Най-ярката звезда на цялото небе е звездата Сириус. Тя е от съзвездието Голямото куче.

Критерии за оценяване:
За вярно посочване на Полярната звезда – 1 т. За обяснение защо е важна за ориентирането – 2 т. За посочване на съзвездието, в което се намира – 1 т.
За вярно посчване на звездата Сириус като най-ярка – 2 т. За съзвездието, в което се намира – 1 т.

2 задача. Небесен зоопарк. Кои от животните на снимките присъстват на небето като съзвездия? Посочете имената на тези съзвездия. (Упътване: Потърсете допълнителна информация за съзвездията – иначе може да пропуснете някое животно).

Решение:

Трябва да обърнем внимание, че на някои от снимките има по едно животно, а на други – по две от един и същ вид – голямо и малко. Това не е случайно и при решаването на задачата не бива да пренебрегваме малките животни. И така, общо на 12-те снимки има 17 животни.
Животните, които нямат съответствия на небето като съзвездия, са: ранобудният петел, пъргавото кенгуру, катеричката с пухкава опашка, симпатичната коала, грижовната майка котка с котенцето и дългоухото магаре с малкото магаренце.
Останалите животни имат честта да присъстват на звездното небе като следните съзвездия: Жираф – съзвездие от северното небе, съдържащо само слаби звезди, Голямо Куче, Малко Куче, Тукан – съзвездие от южното небе, наречено на тази смешна птица с голям ярко оцветен клюн, Голяма мечка, Малка мечка, Лъв – царят на животните, Малък лъв – малко съзвездие от слаби звезди, и Заек.

Критерии за оценяване:

3 задача. Компас. Компасът е бил изобретен от древните китайци преди повече от две хиляди години. Вие можете сами да си направите компас. Вземете игла или карфица. Трябва да я намагнитите, като я потриете в силен постоянен магнит. (Ако не можете да намерите магнит в къщи или от приятели, обърнете се за помощ в училищния кабинет по физика или “Човекът и природата”). Забодете иглата в парченце от стиропор или от коркова тапа. Пуснете я да плува в купичка с вода. Вашият компас е готов.

• Определете кой край на иглата показва север и кой юг. За целта наблюдавайте в каква посока е Слънцето около 12 часа на обяд. Тази посока е приблизително юг. Означете посоките север и юг върху парченцето, в което е забодена иглата.
• Нарисувайте приблизителен план на вашата стая. Застанете в средата на стаята и определете с вашия компас посоките север, юг, изток и запад. Означете ги върху плана на стаята.
• Наблюдавайте Слънцето през вашия прозорец. Определете приблизително в каква посока се намира то с помощта на компаса (може да е междинна посока, например югоизток). Означете тази посока върху плана на стаята. Запишете датата и часа, в който сте направили наблюдението.

Решение:

Важно е при измерванията в непосредствена близост до нашия компас да няма железни предмети, които да отклоняват иглата в неправилна посока. По Слънцето лесно определяме южния полюс на иглата-магнит. Начертаваме план на стаята, определяме посоките на света и ги нанасяме на плана. В даден ден и час наблюдаваме отново Слънцето и определяме посоката към него. Записваме датата и часа.

Критерии за оценяване:
За изработване на компаса и правилно обозначение на северния и южния полюс на намагнитената игла – 2 т.
За плана на стаята, определянето и нанасянето на посоките на света – 4 т.
За наблюдението на Слънцето и определянето на посоката към него – 2 т.

4 задача. Пътешествие. Вземете земен глобус. Представете си, че тръгвате на пътешествие от Северния полюс и се движите само на юг, като минавате през България и накрая стигате до Южния полюс.
• Пътешествието се извършва през декември и януари. Опишете накратко къде по време на пътешествието ще ви става по-топло и къде – по-студено? Къде ще ви бъде най-топло? А къде ще ви бъде най-студено?
• А сега си представете, че пътешествието се извършва през юни и юли. Направете същото описание и за този случай.

Решение:

През декември и януари на Северния полюс ще бъде не само много студено, а и тъмно – това е в средата на полярната нощ. Пътувайки на юг през ледовете на Северния ледовит океан, ще стигнем в Норвегия и Финландия. Там също ще е студено, със сняг, но не толкова, колкото в Арктика. Колкото по на юг отиваме, толкова по-мека ще става зимата, макар и понякога да има изключения. След като стигнем до България и Гърция, ше прекосим морето и ще навлезем в Африка. Там ще се стоплим като през лятото. Особено горещо ще бъде в пустинята Сахара. Продължаваме на юг, пресичаме екватора – времето е много топло. В най-южната част на Африка вече ще бъде умерено топло време – там през декември и януари е лято – подобно на нашето лято. В пустинята Калахари ще бъде горещо. Но от най-южната част на Африка нататък, колкото по на юг отиваме, толкова по-хладно ще става. В Антарктида вече ще е студено, със сняг и лед, макар че ще бъде антарктическото лято. А на Южния полюс ще бъде средата на половингодишния полярен ден.
Ако пътешествието е през юни и юли, ще тръгнем от студения снежен Северен полюс в средата на полярния ден. На юг, в Европа ще бъде лято, в североафриканските пустини ще бъде още по-горещо, отколкото през декември и януари, около екватора пак ще си бъде топло, но в най-южната част на Африка вече ще бъде зима. В Антарктика ще бъде по-студено, отколкото през декември и януари, а на Южния полюс ще бъде полярна нощ.

Критерии за оценяване:

5 задача. Необикновена снимка. Разгледайте  снимката на Земята, направена от орбиталната станция “Мир” на 11 август 1999 г., по време на едно забележително астрономическо явление.

• Какво представлява тъмното петно, което се вижда върху Земята?
• Какво явление бихте наблюдавали, ако се намирахте на земната повръхност в областта на тъмното петно?

Решение:

На снимката се вижда част от дневната страна на нашата планета, осветена от Слънцето. Тъмното петно е сянката на Луната върху Земята. Ако се намираме на Земята в областта на тъмното петно, ще виждаме как Луната закрива Слънцето – ще наблюдаваме пълно слънчево затъмнение.

Критерии за оценяване:

6 задача. Лунни фази.  Вечер, когато стане тъмно, включете една нощна лампа и угасете всички други светлини в стаята. Лампата ще бъде вашето Слънце. Вземете за Луната една топка. А за да е по-лесно и забавно, на мястото на Земята си представете вашата собствена глава.
• Хванете Луната в ръце, протегнати напред, и като се въртите обратно на часовниковата стрелка, обяснете на някого от вашето семейство защо и как се сменят лунните фази новолуние, първа четвърт, пълнолуние, последна четвърт. Запишете накратко вашето обяснение. (Забележка: При новолуние и пълнолуние дръжте Луната малко по-високо от главата си, иначе ще предизвикате лунно или слънчево затъмнение).
• Нарисувайте как вие (планетата Земя) виждате топката (Луната), осветена от лампата (Слънцето) във фаза първа четвърт и във фаза последна четвърт.
• Наблюдавайте истинската Луна на небето. Запишете датата и часа на наблюдението. Опитайте се да определите дали в следващите дни тя ще “расте”, отивайки към пълнолуние, или ще “старее”, отивайки към новолуние.

Решение:

На схемата се вижда как при обикалянето на Луната около Слънцето Луната за земния наблюдател показва различни фази. Различните положения на Луната по нейната орбита около Земята са изобразени по вътрешния кръг. Вижда се как тя е осветена от Слънцето от едната си страна и тъмна от другата страна. Така би изглеждала Луната за страничен наблюдател от космоса. Нека сега се поставим на мястото на земния наблюдател. До всяко от положенията на Луната по орбитата й, от външната страна със сив цвят е показано как изглежда нашият спътник от гледна точка на земния наблюдател. Когато Луната е в приблизително същата посока, в която е Слънцето, обърнатата й към земния наблюдател страна не е осветена от Слънцето – тя е тъмна. Тогава Луната не се вижда и казваме, че е новолуние (защото оттам нататък “новата” или “младата” Луна ще се появи като сърп и ще става все по-пълен светъл кръг). След около една седмица Луната извършва четвърт обиколка около Земята и земният наблюдател я вижда като половин светъл кръг – първа четвърт. След още около една седмица обърнатата към нас страна на Луната е изцяло осветена от Слънцето и ние виждаме Луната като светъл кръг – пълнолуние. После идва фазата последна четвърт, когато обърнатата към нас страна на Луната е отново наполовина осветена от Слънцето, но от другата страна. В следващата седмица Луната изглежда като все по-изтъняващ сърп и накрая отново е новолуние. (Всичко това важи за наблюдател, намиращ се в северното полукълбо на Земята. За жител на южното полукълбо по-удобно е опитът с обяснението на лунните фази да се направи като топката се върти по посока на часовниковата стрелка, а посоките, в които се вижда изпъкналата страна на лунния сърп при съответните фази са обратни на тези за северното полукълбо. Това уточнение се дава само за допълнителна информация и не се изисква от участниците в олимпиадата.).

В първа четвърт за нас Луната изглежда като половин кръг с изпъкнала страна надясно. В последна четвърт Луната е като половин кръг, изпъкнал наляво.

Малко след новолуние Луната изглежда като сърп. Тогава мислено можем да нарисуваме вертикална линия вляво и Луната заприличва на буквата “Р”. Можем така да запомним, че тогава Луната “расте” – следва фазата пълнолуние. Малко преди новолуние Луната прилича на буквата “С”. Това ни помага да запомним, че тогава тя “старее” – отива към последна четвърт. (Забележка: Посочването на приликите на Луната с буквите  “Р” и “С” при различните фази не се изисква в условието на задачата. Ние даваме това също само за допълнителна информация на учениците и учителите.)

Когато наблюдаваме Луната на небето, от 16 декември 2009 г. нататък ще я виждаме като частично осветен кръг, изпъкнал надясно – Луната расте. На 31 декември тя е в пълнолуние. В следващите около 15 дни ще я виждаме като частично осветен кръг, изпъкнал наляво.

Критерии за оценяване:
За провеждане и описание на опита и за обяснение на лунните фази – 3 т.
За рисунки на Луната в първа и последна четвърт и обяснение – 2 т.
За провеждане на наблюдението, записване на датата и часа и предсказване дали Луната ще расте или старее и обяснение – 3 т.