【中三応援プログラム】惑星は黄道上にある（２０１９年熊本）

今季一番低い最高気温

最高気温が今季一番の寒さらしい。

明日、１２月７日が暦の上の「大雪（たいせつ）」寒さが一段と厳しくなる季節ということで、まさに冬本番という感じである。朝晩は冷え込み、昼間は暖かいという日が続いていたので一日の温度差で体調を崩している人も多いのではないでしょうか。オミクロン株のことがだんだんわかってきはじめた今日この頃ですが、公立高校入試まで３か月。体調を万全にしておきたいところです。

惑星の日周運動

 博樹さんは、昨年8月5日に、熊本県 内のある場所で、惑星の観察を行った。 図12は、午後8時に観察した火星,土星, 木星,金星の位置を示したものである。

(1) 図12の惑星について,午後8時以降も観察を続けたとき、2番目に早く 地平線に沈むものはどれか惑星名で 答えなさい。

　惑星の公転面はどの惑星もあまり変わらない。そのため、惑星の見える位置は太陽の通り道である黄道じょうにある。惑星の日周運動は東から西に移動するので、金星、木星、土星、火星の順に西の空に沈む。

　二番目に沈むのは木星である。

この問題のように惑星が４つ一つの図に出ているのは珍しい。それも黄道上に並んでいるというのが一目でわかる図は珍しい。

現在、金星、土星、木星が日没後、西の空に見える。明日から、月と金星

月と土星　月と木星という順に日を追うごとに惑星と月が近づくのを観測することができる。

　２０２２年の入試にはこの、金星、木星、土星が出題される可能性がある。

地球型惑星と木星型惑星

(2)表13は、図12の惑星と地球の特徴を示したものである。表13について正しく説明しているものはどれか。次のアーエから一つ選び,記号で答えなさい。

地球型惑星・・・岩石、鉄など密度の大きいものからなり、赤道半径は小さく、質量は小さい。

　　　　　　　　水星、金星、地球、火星の４つであり、太陽から近く、公転周期も短い

木星型惑星・・・水素、ヘリウムが主成分で密度が小さい。赤道半径が大きく、質量が大きい。

　　　　　木星、土星、天王星、海王星の４つあり、太陽から遠く、公転周期も長い。

これを覚えていて、選択肢を見る。

ア太陽からの平均距離が長いほど、公転周期は長くなる。

　太陽から離れていくほど公転周期は長くなる。これは正しい。

イ 太陽からの平均距離が長いほど,赤道半径は大きくなる。

　木星と土星を比較すると、土星の方が平均距離は長いが赤道半径は小さいので

これは間違い。

ウ太陽からの平均距離が長いほど、質量は大きくなる。

　木星と土星の比較であるｌ。土星の方が平均距離は長いが木星の方が質量が大きい。これは間違いになる。

エ 太陽からの平均距離が長いほど、平均密度は大きくなる。

　太陽からの平均距離が長くなると、密度の大きい地球型惑星から密度の小さい木星型惑星になるのでこれも間違いである。

よって、答えはアになる。

さらに博樹さんは、図12の金星を天体望遠鏡で観察した。図14は、このときの金星の 形を,肉眼で見たときのように向きを直して記録したものである。観察後に博樹さんは、 観察結果と表13の公転周期を参考にして,金星,地球,火星の位置関係について考えた。 図15は、金星、地球,火星の軌道を,太陽を中心にして模式的に示したものである。

 (3)図15において、昨年8月5日の火星の位置として適当なものを、アーエから一つ選び,記号 の向き で答えなさい。また、昨年8月5日から4か月後の地球と火星の間の距離は、昨年8月5日の地球と火星の間の距離と比べてどうなるか,書きなさい。

表から火星の公転周期は８月５日の地球の午後８時に観測者を立たせて、正面が南、右が西、左が東と書き入れる図１のように火星が南東に来るのはエである。

エと地球との距離は近い。これから４か月たったと考える。地球は公転周期が１年であるから度進む。

火星は公転周期が１．８８年であるから、度進む。

地球より外側の惑星ほど公転周期は長いので角度が小さい。そのため、どんどん地球から離れていく。

距離は長くなる

４か月後の金星

(4) 図12と同じ場所で、昨年8月5日から4か月後に金星を観察したとき、一日の中でいつ頃のどの方角に見えるか。下のアーエから適当なものを一つ選び,記号で答えなさい。また, このときの金星の形を,肉眼で見たときのよう に向きを直して記録するとどんな形になるか。昨年8月5日の地球 図14を参考にして,解答用紙の図中の............ をなぞって一で示しなさい。

ア明け方の東の空

イ 夕方の東の空

ウ明け方の西の空

エ夕方の西の空

金星の公転周期が０．６２年より

４か月で　度＝ 194度

図に書き入れてみると、４か月後の地球から見た金星は右側にある。

これは明け方に東の空に見える。さらに８月５日の地球と金星よりも近いので右側が欠けている三日月のように見える。

答えはア