Як довести дитині, що Земля кругла

Якщо Гагарін для вашого чада - не авторитет, а всі знімки з МКС, на його думку - підробка, доведеться запастися терпінням і доводити кулястість Землі, користуючись мінімумом технічних стредств - зовсім так, як це робили стародавні греки. Процес цей буде довгим, зате надзвичайно повчальним.

1. Доводимо, що Земля - ​​диск або куля

Почнемо з того, що визначимося з обрисами рідної планети. Чи має вона форму валізи або там, внизу черепаха і слони? Є дуже простий спосіб зрозуміти, що Земля - ​​це диск або сфера. Для цього достатньо дочекатися полноголунного затемнення (в Європі найближчим можна буде спостерігати 27 липня 2018 року, вони відбуваються щороку. Поїдьте з дитиною туди, де в цей день точно буде ясне небо, і дивіться, як кругла тінь Землі повільно закриває Місяць. Перед цим продемонструйте, як форма тіні залежить від тіні предмета - покажіть тінями рук на стіні вовка або лося. Якщо тінь кругла, значить, і тіло, яке її відкидає, кругле.

Після цього залишиться тільки зрозуміти, має земля форму диска або форму кулі.

2. Вибираємо між диском і сферою

Щоб відповісти на питання про те, плоска Земля або куляста, нам знадобиться: вибратися за місто, м'ячик і мураха (жук, сонечко або тарган - на вибір).

Спочатку нам потрібно знайти високу отдельностоящєє на рівнинній місцевості споруда (наприклад, опору лінії електропередач) і піти від нього. Точно так же, як корабель на море, опора буде пропадати з уваги не відразу, а поступово - спочатку «ноги», потім середня частина і, нарешті, верхівка з проводами.

Тепер інтерпретуємо результати спостережень. Якби ми мали справу з високою вежею на площині, то вона, віддаляючись, ставала б все менше і менше, але, навіть залишаючись ледь помітною, була б видна повністю. На поверхні сфери же об'єкти пропадають з поля зору поступово.

Беремо м'ячик і садимо на нього комаха. Підносимо м'ячик дуже-дуже близько до очей так, щоб комаха виявилося наполовину за «горзонтом» - дальнім видимим краєм м'ячика. Видно буде тільки частина тіла тварини - як видно здалеку тільки частина вишки. Тепер можна з упевненістю зробити висновок, що ми живемо на поверхні земного (крім жартів) кулі.

3. Ще раз про кулі

Ще один відмінний спосіб переконатися в тому, що земля кругла - вийти на світанку в поле. Візьміть з собою годинник і стійте обличчям до найсвітлішого краю неба. Як тільки краєчок Сонця (або Місяця - це неважливо) здасться за горизонтом, ляжте на Землю і засічіть час. Дивіться в тому ж напрямку. На кілька секунд світило знову сховається за горизонтом. Чому? Тому що ви змінили кут спостереження, і на короткий час Сонце (або Місяць) виявилися приховані від вас опуклою поверхнею Землі.

Те ж саме можна зробити на заході або спостерігаючи, як сідає Місяць, але тільки в зворотному порядку: спочатку спостерігати лежачи, а потім - стоячи.

4. Визначаємо розміри кулі

Вперше довжину кола екватора розрахував бібліотекар Олександрійської бібліотеки Ератосфен Кіренський. Древній мудрець порівняв відхилення Сонця від зеніту в один і той же день року в двох містах, розташованих на відстані 800 кілометрів один від одного - Олександрії та Сієні.

Сонце в зеніті зловити легко: в цей момент його промені падають навіть на дно глибоких ям (Ератосфен орієнтувався на колодязі), а предмети не відкидають тіні. В один і той же день Сонце випускає з рук на Олександрію стрімкі промені, а в Сієнні - немає. Воно відхилялося від зеніту на 7, 2 °. Сім градусів від 360 - це два відсотки. Множимо 800 на 50 і отримуємо 40 тисяч (кілометрів): така довжина екватора, це підтверджено і сучасними високоточними вимірами.

Повторити експеримент Ератосфена досить просто, але доведеться заручитися допомогою друзів в іншому місті. Дочекайтеся моменту, коли Сонце буде в зеніті (можна дати слабину і подивитися в інтернеті, можна орієнтуватися за сонячним годинником - палиці, увіткненою в Землю. Коли тінь найкоротша, тоді Сонце найближче до зеніту). Над середньою смугою Сонце ніколи не буває в зеніті, але це неважливо. Важливо в той момент, коли тінь від вашої палиці дійде до свого мінімуму, зателефонувати друзям в місто, розташоване від вас досить далеко - з Москви, наприклад, в Петербург, і попросити виміряти довжину тіні у них (і висоту палиці). Розрахуйте значення гострого кута між палицею і уявної прямої від кінця палиці до кінця тіні у вас і в далекому місті. Далі - чиста арифметика: повинно вийти близько 40 тисяч кілометрів.

5. Ще раз вимірюємо розміри кулі

Повертаємося до експериментів з годинником і сходом (заходами). Ми не просто так засікали час: знаючи його і власне зростання, можна вирішити задачку про радіус земної кулі.

Спочатку знайдемо кут, на який Земля повернулась в проміжку між тим, як ви побачили краєчок висхідного Сонця чи Місяця на світанку стоячи і лежачи. Для цього вирішите просту пропорцію. Якщо Земля повертається на 360 ° за 24 години, то на який кут вона повернулася за час, який ви засікли? Порахуйте і назвіть його кутом α.

Уявіть, що це не ви падали і вставали. Замість цього схід спостерігали двоє людей: Іван 1 і Іван 2, на такій відстані один від одного, що перший побачив Сонце пізніше іншого рівно на той самий час T. Два радіуса R до Івана 1 і Івана 2 утворюють трикутник з кутом α.

Доповніть радіус до Івана 2 відрізком, рівним вашому зростанню h, і з'єднайте його кінець з точкою, де стоїть Іван 1. Отримаємо прямокутний трикутник з гіпотенузою R + h і відомим гострим кутом. Трохи тригонометрії - і ми обчислюємо радіус Землі.

Рекомендуємо

Як роблять кишенькові ліхтарі Led Lenser
2019
Зоряна карта: Google в небесах
2019
Вакцина проти СНІДу: Надія є
2019