Astronomy

PHYSICS  120  (FROM  THE  EARTH  TO  THE  COSMOS)  ! Fall,  2014  !

MIDTERM  1  Study  Guide    ! The  following  information  will  appear  on  the  midterm:  ! “This  is  a  closed  book  and  closed  notes  exam.  Each  question  is  1  point;  there  are  40   questions  in  total.    Calculators  or  any  other  electronic  devices  are  NOT  permitted.  Use  a   #2  pencil.”  ! PLEASE  PRINT  your  name/student  ID  number  on  the  scantron  sheet.  !! ASTRONOMY  FORMULAE  FOR  MIDTERM  1  ! MOMENTUM:  momentum  =  mv   KEPLER’S  THIRD  LAW:  P2  =  a3,  where  P  is  in  years  and  a  in  AU  !! NEWTON’S  LAW  OF  GRAVITY:    !! I.    Please  go  over  all  homework  problems,  questions  on  lecture  slides,  and  lab   questions.    ! II.    Coverage:  up  to  the  material  in  HW3.  !! III.    Practice  Questions  ! 1. What  is  the  total  number  of  galaxies  in  the  observable  universe?  ! 2. How  are  speed  and  velocity  different?       3. Rank  the  following  objects  from  the  smallest  to  the  largest:     Earth,  Sun,  Local  Group,  Virgo  cluster,  Pluto,  Halley’s  Comet,  Coma  Supercluster,  The   Large  Magellan  Cloud,  Milky  Way  Galaxy,  Moon,  Jupiter.  ! 4. True  or  False:  The  orbits  of  nearly  all  large  objects  in  the  solar  system,  the  

planets  and  large  moons,  go  from  East  to  West.  ! 5. True  or  False:  The  rotation  of  nearly  all  large  objects  in  the  solar  system,  the  Sun,  

the  planets,  and  large  moons  go  from  West  to  East.  ! � /31

Fg = G M1M2 d2

6. What  is  the  apparent  retrograde  motion  of  a  planet,  like  Mars  or  Saturn?  ! 7. How  did  the  ancient  Greeks  measure  the  radius  of  the  earth?    ! 8. One  evening  you  see  the  moon  starts  to  rise  from  the  eastern  horizon  as  the  Sun  

is  beginning  to  set.    The  moon  will  appear  as  _________________.  ! 9. One  evening  at  7  PM  you  see  a  crescent  Moon  setting  shortly  after  sunset.    Is  it  a  

waxing  or  waning  crescent?  ! 10.How  did  the  observation  of  the  four  moons  of  Jupiter  by  Galileo  invalidate  the  

geocentric  system?  ! 11.Around  which  part  of  a  comet’s  orbit  does  it  have  “hair”?  ! 12.Roughly,  what’s  the  size  of  the  Milky  Way  galaxy?  ! 13.What  type  of  galaxy  is  the  MW?      ! 14.What  did  Ptolemy  propose  to  explain  the  retrograde  motion  of  a  planet?  ! 15.How  do  we  know  the  Crab  nebula  is  the  remnant  of  a  supernova  explosion?  ! 16.Where  is  the  center  of  mass  of  a  hammer,  roughly?    Close  to  the  tip  of  the  handle  

or  the  hammerhead?  ! 17.True  or  False:  Kepler’s  First  Law  says  planets  go  around  the  Sun  in  elliptical  

orbits  and  the  Sun  is  at  the  center  of  the  orbit.  ! 18.What  does  Kepler’s  Third  Law  say?    ! 19.What  does  Kepler’s  Third  Law  imply?    A  planet  whose  orbit  is  far  away  from  the  

Sun  will  have  higher  or  lower  average  velocity  than  a  planet  whose  orbit  is  close   to  the  Sun?  !

20.Order  the  eight  planets  according  to  their  distances  from  the  Sun.  ! 21.Kepler’s  Second  Law  implies  that  when  a  planet  is  closer  to  the  Sun  in  its  orbit,  it  

is  moving  faster  or  slower  than  when  it’s  far  away  from  the  Sun?  ! 22.What  trajectory  does  the  center  of  mass  of  an  object  follow  as  it  is  thrown  into  

the  air  at  some  angle  (between  0  and  90°)?  ! 23.What  does  Hubble’s  Law  state?    !

� /32

24.True  or  False:  According  to  Newton’s  First  Law,  when  a  spaceship  runs  out  of   fuel,  it  will  gradually  come  to  a  stop.  !

25.Since  2006,  Pluto  has  been  classijied  as  ___________________.    ! 26.Roughly  how  big  is  the  Sun,  a  Jupiter-­‐like  planet,  an  Earth-­‐like  planet,  a  typical  

dwarf  planet,  a  typical  asteroid,  and  a  typical  comet?  ! 27.The  longest  day  in  a  year  on  Earth  happens  on:  Spring  Equinox,  Summer  Solstice,  

Fall  Equinox,  or  Winter  Solstice?  !!!! If  there  is  time,  I  will  answer  individual  questions.  !!!!!

� /33