W starożytnej Grecji kulistość Ziemi była dość powszechnie uznawana. Pierwszego wiarygodnego pomiaru jej obwodu dokonał Eratostenes około roku 230 p.n.e. Wyznaczył wysokość Słońca w Aleksandrii w dniu przesilenia letniego, mierząc długość cienia rzucanego przez wysoki obelisk. Wiedział też, że w tym samym dniu w mieście Syene (obecnie Assuan) Słońce oświetla dna studni, czyli świeci dokładnie pionowo. Odległość między miastami oszacował według czasu, w jakim przybywała ją karawana wielbłądów. Wyliczył obwód Ziemi na 250 000 stadionów. Niestety nie wiemy dokładnie, ile wynosiła starożytna miara długości "stadion". Według najczęściej przyjmowanej wartości "stadion = 192m", obwód Ziemi wyniósłby 48 000 km.
Pomiar obwodu Ziemi przez Eratostenesa zastał zaliczony do 10 najpiękniejszych eksperymentów fizyki w ankiecie ogłoszonej w roku 2005, Światowym Roku Fizyki, wśród fizyków z całego świata. Jego metoda stosowana jest do dziś, z modyfikacjami zapewniającymi zwiększenie dokładności pomiarów.
Do udziału w tegorocznym wydarzeniu zgłosiło się 1100 szkół z 38 krajów.
Aby wykonać eksperyment należy nawiązać kontakt ze szkołą, która leży na tej samej lub zbliżonej długości geograficznej, aby uzyskać pomiary z dwóch miejsc. Naszym partnerem jest szkoła podstawowa w Novska w Chorwacji. Obie szkoły muszą najpierw znaleźć czas lokalnego południa. W tym celu można się posłużyć aplikacją Stellarium. Oto dokładna pora południa we Wrocławiu:
Następnie należy wyznaczyć odległość w linii prostej między obiema miejscowościami. Posłużyliśmy się MapMaker Interactive:
Odległość wynosi 646,84km.
Zadaniem, które należy wykonać 21 marca, jest zmierzenie w lokalne południe cienia gnomonu o długości 1 metra, aby wyznaczyć w stopniach wysokość Słońca nad horyzontem.
21 marca od rana z niepokojem obserwowaliśmy niebo, które niestety długo pozostawało zachmurzone. Gdy około godziny 11.00 zaczęło się przejaśniać i zza chmur wyłoniły się pierwsze promienie Słońca, nasza grupa natychmiast wybiegła na szkolne podwórko, aby sprawdzić, czy będzie już widoczny cień naszego gnomonu. Cień był! Mogliśmy rozpocząć pomiary. Zmierzyliśmy długość cienia kilka razy, a potem jeszcze kilka w lokalne południe. Z tablic matematycznych odczytaliśmy wysokość Słońca - wyniosła w lokalne południe 50o42'. Nasze wyniki wysłaliśmy także do kilku chorwackich szkół, które zaprosiły nas do współpracy. Otrzymaliśmy także rezultaty Ich pomiarów.
Kolejny etap to wykorzystanie danych do obliczenia obwodu Ziemi!
22 marca, gdy otrzymaliśmy od partnerów wszystkie potrzebne dane, przystąpiliśmy do obliczeń. Do wyliczenia obwodu Ziemi potrzebowaliśmy wysokości Słońca w dniu pomiaru z dwóch miejscowości, leżących na zbliżonej długości geograficznej, wyrażonej w stopniach i ewentualnie minutach oraz odległości między tymi miejscowościami. Otrzymaliśmy dane z 5 chorwackich szkół z miejscowości: Novska, Jursici, Ogulin, Grohote i Koprivnica. Uczestnicy wyznaczyli brakujące odległości korzystając z aplikacji MapMaker Interactive, a następnie do podanego wzoru podstawili dane z poszczególnych szkół. Uczniowie mieli okazję zamieniać minuty na stopnie (nowa umiejętność), odejmować ułamki dziesiętne lub stopnie i minuty, mnożyć ułamki dziesiętne, dzielić przez ułamki zwykłe i zamieniać liczby mieszane na ułamki niewłaściwe. Do obliczeń wykorzystywaliśmy kalkulatory.
Obwód Ziemi wynosi 40 041,455km. Najdokładniejszy wynik otrzymaliśmy na podstawie informacji z Grohote: 40 575,67km; z miejscowości Nowska: 40 926,9474 km; z Ogulina: 42 054,9474km; a z Jursici: 45 508,42 km. Najmniej dokładny wynik uzyskaliśmy na podstawie danych z Koprivnicy: 32 715,1923km.
Eksperyment zakończony! To ciekawe wydarzenie umożliwiło nam zdobycie nowych umiejętności, poznanie nowych aplikacji i współpracę z uczniami z Chorwacji. Dziękujemy wszystkim szkołom, które zechciały z nami podzielić się otrzymanymi wynikami pomiarów. Poniżej prezentujemy zdjęcia z tych szkół. Mamy zamiar uczestniczyć w kolejnych edycjach eksperymentu.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz