2019年 北嶺中学校 理科(4)

大問4

(1) a 超新(星爆発)  b 恒(星)  c 惑(星)  d 衛(星)  e JAXA

 

(2)

地球は、自転しつつ、太陽のまわりを公転しています。

公転だけをしなくなると、下図のように同じ場所で自転を続けることになります。

では、選択肢を検討していきます。

 

ア 地軸が傾いていることと、地球が公転していることから、季節ができます。

夏と冬とでは日照時間が異なり、この日照時間の長短と太陽高度の違いから、

気温の差が生じています。

よって、地球が公転しなくなると、夏も冬もなくなり、四季がなくなります。

 

イ・ウ 地球が自転をし続けることで、札幌では、

太陽はいまと変わらず昇ったり沈んだりします。

公転をしなくなったときの地軸の傾き方によっては、

南極や北極では太陽が昇らなくなったり沈まなくなったりします。

 

エ・オ 地球が公転をやめると、アで書いたように、四季がなくなります。

場所によって日照時間が決まり、太陽の昇る時間は季節の変化につながるので、

日の出の時刻や日の入りの時刻は変わらなくなります。

 

カ 地球が公転をやめ、自転を続けても、

北半球と南半球の位置が変わることはありません。

よって、南半球でしか見ることができない星座を、

北半球で見ることができるようにはなりません。

 

(3)

金星が1回公転をするのに240日かかると、問題文に書いてあります。

よって、図1の状態から240日後の状態を考えます。

 

地球は、360度回るのに360日かかるので、

240日後には1周の240/360=2/3を進んでいます。

よって、地球はキの範囲にあります。

 

一方、火星は、360度回るのに720日かかります。

240日後は1周の240/720=1/3を進んでいるので、

火星はイの範囲にあります。

 

(4)

はじめに、810日後に、地球と金星がどの位置にあるのかを考えましょう。

 

地球の位置について

810日後の地球は、1(周)×910/360=2と1/4(周)しています。

このとき、地球はイとウの間にあります。

 

金星の位置について

810日後の金星は、1(周)×910/240=3と3/8(周)しています。

このとき、金星はアとイの間にあります。

 

2つの星の位置を図で確認すると、以下のようになります。

では、選択肢を考えていきます。

 

ア・エ 明け方に、金星はどの方角に見えるかを考えます。

地球の北極側から見ると、地球は反時計回りに自転をしています。

明け方に太陽の見える方角が東なので、下図のような状態だとわかります。

このとき、金星は東の位置に見えるので、アが正解です。

 

イ・オ 下図のように、810日後の真夜中の位置から、金星は見えません。

 

ウ・カ 下図のように、夕方の位置からも、金星は見えません。

 

(5)

日の出の位置と、そこから見る東と南の方角を確認しましょう。

上図のように考えられます。

よって、真南に見られる火星とは、下図の位置です。

 

(6)

問題を解く準備として、まず地球と火星の公転について角速度を求ましょう。

地球の角速度は、360(度)÷360(日)=1(度/日)です。

また、火星の角速度は、360(度)÷720(日)=0.5(度/日)です。

 

そして、問題文には

「この逆向きの動きを逆行といい、公転によって

地球と火星の距離が近づく時期に見られる現象です」

と書かれています。

地球が火星に近づくのは、

あと360(度)-60(度)=300(度)追いつかなければなりません。

よって、300(度)÷(1-0.5)(度/日)=600(日後)となり、答えはオとわかります。

 

以上のように、逆行が起こる理由がくわしく分からなくても、

問題文を最後まで丁寧に読めば、どのように解けばよいのかが分かります。

 

さて、下図を見ながら、逆行について考えてみましょう。

例えば、6月1日(①)から12月1日(⑦)まで火星を観測し、

下のように9月1日(④)に地球と火星が最接近したとします。

6月1日(①)から8月1日(③)までは、火星は西から東に向けて進んでいます。

これを順行といいます。

ところが、地球と火星が最接近する前後の8月1日(③)から10月1日(⑤)までは、

地球が火星を追い抜くので、火星は東から西に進んでいるように見えます。

これが逆行です。

そして、10月1日(⑤)から12月1日(⑦)を観察すると、

火星はふたたび順行していることが分かります。

 

以上の理屈が分からなくても、文章を丁寧に読めば、

問題を解くには差し障りがありません。

しかし、せっかくなので、問題を解いたあとにも

興味を持って、調べてみましょう。

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