Μετάβαση στο κύριο περιεχόμενο

Οι κομήτες του Κωνσταντίνου Μήλιου.

Αν παρακολουθείς το blog θα έχεις υπόψιν σου τον Κώστα, ο οποίος έχει ασχοληθεί στο παρελθόν με διάφορα θέματα, ε τώρα ήθελε να σου γράψει για τους κομήτες. Ωραίο θέμα, τα λέει κι απλά, ότι πρέπει:


Γενικά στοιχεία. 
Οι κομήτες είναι ουράνια σώματα που σε αντίθεση με τους αστέρες και τους πλανήτες παρουσιάζουν μορφή νεφελώδη, ενώ η ύλη από την οποία αποτελούνται μερικές φορές επιμηκύνεται δημιουργώντας μορφή μακριάς ουράς όταν διέρχονται κοντά από τον Ήλιο. Η διάμετρος του πυρήνα του κομήτη μπορεί να είναι από μερικά μέτρα μέχρι και δεκάδες χιλιόμετρα και αποτελείται από χαλαρά συνδεδεμένο πάγο, σκόνη και πετρώματα. Οι κομήτες περιφέρονται γύρω από τα άστρα σε διάφορες τροχιές και έχουν τροχιακές περιόδους από λίγα μέχρι χιλιάδες χρόνια. Υπάρχουν δύο κύριες πηγές κομητών, αυτές είναι το Νέφος του Όορτ και η Ζώνη του Κάιπερ. Το Νέφος του Όορτ βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση από τον Ήλιο και περιλαμβάνει περίπου ένα τρισεκατομμύριο κομήτες. Σπάνια, κομήτες με υπερβολική τροχιά κατευθύνονται προς τον Ήλιο και μετά απομακρύνονται τελείως από αυτόν, ενώ άλλοι λόγω του γεγονούς ότι αλληλεπιδρούν  με τους πλανήτες αποκτούν μικρότερες τροχιακές περιόδους. Υπάρχουν όμως και κομήτες με πολύ μικρές τροχιακές περιόδους. Η προέλευση αυτών των κομητών θεωρείται η Ζώνη του Κάιπερ, η οποία αρχίζει αμέσως μετά την τροχιά του Ποσειδώνα.


Πρώτες εμφανίσεις
Οι κομήτες είναι γνωστοί εδώ και πολλά χρόνια στην ανθρωπότητα και συνήθως θεωρούνταν από τους ανθρώπους ότι προμηνύουν κακά γεγονότα. Στην αρχαία ελληνική γλώσσα κομήτης σήμαινε εκείνος που είχε μακριά μαλλιά. Έτσι στην αρχαιότητα οι «κομήτες» όπως λέγονταν είχαν πρόσθετα  ονόματα-επίθετα ανάλογα της όψης τους. Υπάρχουν αρκετές θεωρίες και κάποιες από αυτές είναι οι εξής οι Πυθαγόρειοι θεωρούσαν τους κομήτες ένα είδος πλανήτη, ο οποίος ήταν σπάνια ορατός χαμηλά στον ορίζοντα πριν την ανατολή ή μετά τη δύση του Ηλίου. Ο Αναξαγόρας και ο Δημόκριτος θεωρούσαν ότι οι κομήτες δημιουργούνταν από την ένωση δύο πλανητών. Ο Αριστοτέλης σε ένα από τα έργα του, διατυπώνει ότι οι κομήτες, μαζί με τον Γαλαξία και τους αστέρες, είναι στην πραγματικότητα ατμοσφαιρικά φαινόμενα. Θεωρούσε ότι οι κομήτες δημιουργούνταν από μια μάζα ζεστού αέρα που προέρχεται από τη θέρμανση της Γης από τον Ήλιο το οποίο μόλις φτάσει σε κατάλληλο ύψος αναφλέγεται και δημιουργεί τους κομήτες. 

Η δομή του κομήτη είναι η εξής:
  • Πυρήνας 
  • Κόμη και ουρά


Ο πυρήνας του κομήτη έχει διάμετρο που κυμαίνεται μεταξύ των  100 μέτρων μέχρι και πάνω από 40 χιλιόμετρα. Αποτελούνται από πέτρα, σκόνη νερό σε μορφή πάγου και αέρια τα όποια είναι σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες όπως είναι το μονοξείδιο του άνθρακα το διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και αμμωνία. Λόγω της μικρής μάζας των πύρινων τους οι κομήτες δεν γίνονται σφαιρικοί λόγω της μικρής βαρύτητά τους, και έχουν ακανόνιστο σχήμα. Παρατηρήσεις αποκάλυψαν ξηρή σκόνη ή βραχώδεις επιφάνειες, γεγονός που δείχνει ότι οι πάγοι κρύβονται κάτω από την επιφάνεια. Οι κομήτες περιέχουν επίσης πολλές οργανικές ενώσεις, μπορεί να περιλαμβάνουν μεθανόλη, υδροκυάνιο, φορμαλδεΰδη, αιθανόλη και αιθάνιο.

Η κόμη βρίσκεται γύρο από τον πύρινα και αποτελεί την ατμόσφαιρα του κομήτη. Δημιουργείται εξαιτίας της θερμότητας του Ήλιου, καθώς ο κομήτης πλησιάζει προς αυτόν . Το μέγεθος της κόμης επηρεάζετε από το μέγεθος του πυρήνα και την απόσταση του κομήτη από τον Ήλιο. Σε αρκετούς κομήτες η κόμη είναι η μόνη η όποια μπορεί αν παρατηρηθεί λόγο του μικρού μήκους του πυρήνα. Η κόμη μπορεί να αποκτήσει μεγάλο μέγεθος ανεξάρτητα από τη μικρή της μάζα και να γίνει μεγαλύτερη από τον Ήλιο σε διαστάσεις. H κόμη αποτελείται από δυο μέρη, μια κόμη από αέρια και μια κόμη από σκόνη. Το αέριο διαφεύγει από τον πυρήνα του και λόγω της θέρμανσής του από τον Ήλιο, οδηγείται στην στιγμιαίε μετατροπή του από στερεό σε αέριο .Αφού το αέριο απελευθερωθεί ακολουθεί η φωτόλυση του λόγω του ηλιακού ανέμου, πχ. το νερό μετατρέπεται σε οξυγόνο και υδρογόνο. Η σκόνη αποτελείται από κόκκους διαφόρων μεγεθών. Οι κόκκοι μεσαίου μεγέθους, οι οποίοι δεν αναπτύσσουν αρκετά μεγάλη ταχύτητα για να διαφύγουν από τη βαρύτητα του κομήτη σχηματίζουν τη κόμη σκόνης. Το τελευταίο τμήμα του κομήτη είναι η ουρά. Συνήθως οι κομήτες έχουν δύο ουρές, μία που αποτελείται από ιόντα και μια από σωματίδια σκόνης, η οποία ονομάζεται ουρά σκόνης ή ουρά τύπου.


Βόλος Λίμνη Κομητών

Σχόλια

Δημοφιλείς αναρτήσεις από αυτό το ιστολόγιο

Απλή Αρμονική Ταλάντωση (Α.Α.Τ) Εξισώσεις κίνησης

Περιοδικά ονομάζονται τα φαινόμενα που επαναλαμβάνονται με τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα. Π.χ. ομαλή κυκλική κίνηση, κίνηση εκκρεμούς, περιστροφή γης γύρω από τον ήλιο κ.ά.
(Σκέψου μερικά ακόμη…)
Στοιχεία περιοδικής κίνησης Κάθε περιοδική κίνηση χαρακτηρίζεται από τα παρακάτω τρία στοιχειά:
Περίοδος (Τ) ενός περιοδικού φαινομένου ονομάζεται ο χρόνος που απαιτείται για μια πλήρη επανάληψη του φαινομένου ή ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ δύο διαδοχικών επαναλήψεων του φαινομένου.
Η περίοδος είναι μονόμετρο μέγεθος και η μονάδα μέτρησής της είναι το 1 sec.

Συχνότητα (f) ενός περιοδικού φαινομένου ονομάζεται το φυσικό μέγεθος του οποίου το μέτρο θα δίνεται από το σταθερό πηλίκο του αριθμού Ν των επαναλήψεων του φαινομένου σε κάποιο χρόνο t, προς το χρόνο αυτό.Δηλαδή: Η συχνότητα είναι μονόμετρο μέγεθος και έχει μονάδα μέτρησης το 1 sec-1 ή 1 κύκλος/sec ή 1 Hz (Hertz).



Σχέση μεταξύ περιόδου – συχνότητας Επειδή σε χρόνο t ίσο με μια περίοδο Τ έχουμε μια επανάληψη (Ν=1) του φαινομένου έχουμ…

Ενέργεια Ταλάντωσης

Η ενέργεια της ταλάντωσης Ε (ή ολική ενέργεια) ενός συστήματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση ισούται με την ενέργεια που προσφέραμε αρχικά στο σύστημα για να το θέσουμε σε κίνηση (ταλάντωση). 




Η ενέργεια αυτή θα δίνεται από τη σχέση:  Από την σχέση αυτή προκύπτει ότι το πλάτος Α καθορίζεται από την ενέργεια της ταλάντωσης, δηλαδή από την ενέργεια που προσφέραμε αρχικά στο σύστημα ώστε να αρχίσει να ταλαντώνεται. Σε όλη την διάρκεια της ταλάντωσης η ενέργεια παραμένει σταθερή. Η ενέργεια μιας απλής αρμονικής ταλάντωσης είναι σταθερή και ανάλογη µε το τετράγωνο του πλάτους της.

Απόδειξη της παραπάνω σχέσης. Αν το σώμα βρίσκεται ακίνητο στην θέση ισορροπίας, για να μετακινηθεί σε µια άλλη θέση πρέπει να του ασκηθεί κατάλληλη εξωτερική δύναμη Fεξ . Κατά την μετακίνηση αυτή θα ασκείται στο σώμα και η δύναμη επαναφοράς. 

Για να μετακινηθεί το σώμα στην θέση (x) θα πρέπει το μέτρο της εξωτερικής δύναμης να είναι ίσο µε το μέτρο της δύναμης επαναφοράς και να έχει αντίθετη φορά, σε κάθε χρονι…

Ταλάντωση και Ελατήριο

Ελατήριο ονομάζεται ένα μηχανικό εξάρτημα το οποίο έχει την ικανότητα να αποθηκεύει μηχανική ενέργεια παραμορφώμενο προσωρινά. Συνήθως το σχήμα είναι ελικοειδές, αλλά υπάρχουν και ελατήρια σε σχήμα ράβδου, οι σούστες.
Το κάθε ελατήριο μπορεί να παραμορφωθεί ως προς μία διάστασή του υπό την επίδραση δύναμης. Όταν ασκείται δύναμη σε αυτήν τη διάσταση, το ελατήριο παραμορφώνεται αποθηκεύοντας το έργο της δύναμης.
Ιδανικό ελατήριο Σε ιδανικά θεωρητικά ελατήρια ισχύει απόλυτα ο νόμος του Hook, δε χάνεται ενέργεια στο περιβάλλον και τα ελατήρια μπορούν πάντα να επιστρέψουν στο αρχικό τους μήκος. Επίσης η μάζα του ιδανικού ελατηρίου θεωρείται αμελητέα. [Στην πραγματικότητα χάνεται μικρό ποσό ενέργειας στο περιβάλλον ως θερμική ενέργεια, ενώ η παραμόρφωση μπορεί να γίνει μόνιμη. Κάθε ελατήριο έχει κάποια όρια αντοχής αν τα υπερβούν θα παραμορφωθεί ή θα σπάσει. Επιπλέον, με την επαναλαμβανόμενη χρήση το υλικό χάνει τις ιδιότητές του λόγω μηχανικής κόπωσης και αν δεν αντικατασταθεί θα σπάσει.]

Νόμο…

Απλή Αρμονική Ταλάντωση (Α.Α.Τ) - Συνισταμένη Δύναμη

Από την Α΄ Λυκείου γνωρίζεις τον θεμελιώδη νόμο της Μηχανικής (2ος νόμος του Newton), ΣF=mα. Επίσης, όπως γνωρίζεις για να υπάρχει επιτάχυνση πρέπει να υπάρχει και δύναμη που ασκείται σε κάποιο σώμα. Στην Α.Α.Τ. ισχύει α=-ω2x, ο συνδυασμός αυτών των δυο σχέσεων δίνει τη σχέση: 
ΣF=-m ω2x Από τη σχέση αυτή φαίνεται ότι όταν ένα σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση η συνολική δύναμη που δέχεται είναι ανάλογη με την απομάκρυνση του σώματος από την Θ.Ι. της τροχιάς του και έχει αντίθετη φορά από αυτήν. Όταν το σώμα περνά από την Θ.Ι. η συνολική δύναμη που δέχεται ισούται με μηδέν. (Για το λόγο αυτό, ονομάζεται θέση ισορροπίας της ταλάντωσης). Επίσης, στις ακραίες θέσεις της ταλάντωσης η ΣF είναι μεγίστη.


Στο βίντεο δες το διάνυσμα της δύναμης επαναφοράς (είναι πάντα προς την θέση ισορροπίας). 



Αν συμβολίσουμε το γινόμενο mω2 με D (που είναι σταθερό για κάθε ταλαντωτή), δηλαδή D = mω2
Τότε θα έχουμε τη σχέση που δίνει τη δύναμη:F = −Dx (Μάθε την απόδειξη)

Η παραπάνω σχέση είναι γνωστή και σαν συν…

Θέματα πανελληνίων εξετάσεων: Ταλαντώσεις

Τα θέματα των πανελληνίων μπορείς να τα δεις κι εδώ, αλλά σ’ αυτό το αρχείο θα βρεις όλα τα θέματα από το 2001 ως το 2012 τα οποία αναφέρονται στις ταλαντώσεις, αποκλειστικά,  μηχανικές, ηλεκτρικές. Καλή δουλειά σου εύχομαι.