Hogyan magyarázzuk el egy gyereknek, hogy a föld kerek. Ki bizonyította be, hogy a Föld kerek? Ki fedezte fel, hogy a Föld kerek

Nap, csillagok, Föld, Hold, minden bolygó és azok nagy műholdak„kerek” (gömb alakú), mert nagyon nagy tömegük van. Saját gravitációs erejük (gravitáció) hajlamos arra, hogy labda alakját adja.

Ha egy bizonyos erő bőrönd alakot kölcsönöz a Földnek, akkor hatásának végén a gravitációs erő ismét elkezdi golyóvá gyűjteni, „behúzza” a kiálló részeket, amíg teljes felülete meg nem áll (azaz stabilizálódik). ) bekapcsolva egyenlő távolságra a központból.

Miért nem veszi fel a bőrönd golyó alakját?

Hogy egyes testek gömb alakúak legyenek a cselekvés hatására saját erő gravitáció, ennek az erőnek elég nagynak kell lennie, és a testnek kellően plasztikusnak kell lennie. Lehetőleg folyékony vagy gáz halmazállapotú, mivel a gázok és folyadékok felhalmozódásukkor a legkönnyebben felveszik golyó alakját nagy tömegés ennek következtében a gravitáció. A bolygók egyébként belül folyékonyak: egy vékony szilárd kéreg alatt folyékony magma van, amely néha még a felszínükre is kiömlik - a vulkánkitörések során.

Minden csillagnak és bolygónak születésétől (alakulásától) és létezésük során gömb alakúak vannak - meglehetősen masszívak és műanyagok. Kisebb testeknél – például aszteroidáknál – ez nem így van. Először is, tömegük sokkal kisebb. Másodszor, teljesen szilárdak. Ha például az Eros aszteroidának a Föld tömege lenne, akkor az is kerek lenne.

A föld nem egészen golyó

Először is, a Föld forog a tengelye körül, és meglehetősen nagy sebességgel. A Föld egyenlítőjének bármely pontja szuperszonikus sík sebességével mozog (lásd a „Lehet előzni a Napot?” kérdésre adott választ). Minél távolabb van a pólusoktól, annál nagyobb az erővel ellentétes centrifugális erő gravitáció. Ezért a Föld a pólusokon lapított (vagy ha úgy tetszik, az egyenlítőnél kinyújtott). Ez azonban meglehetősen lapos, körülbelül egy háromszázaddal: a Föld egyenlítői sugara 6378 km, a sarki sugara 6357 km, ami mindössze 19 kilométerrel kevesebb.

Másodszor, a föld felszíne egyenetlen, hegyek és mélyedések vannak rajta. Még mindig földkéreg szilárd és megtartja alakját (vagy inkább nagyon lassan változik). Igaz, a magassága még a legtöbbnek is magas hegyek(8-9 km) kicsi a Föld sugarához képest - valamivel több, mint egy ezrelék.

További információért a Föld alakjáról és méretéről lásd: (megtudja, mi geoid, forradalom ellipszoidjaÉs Kraszovszkij ellipszoid).

Harmadszor, a Föld másoktól származó gravitációs erőknek van kitéve égitestek- például a Nap és a Hold. Igaz, befolyásuk nagyon csekély. És mégis, a Hold gravitációs ereje képes enyhén (több méterrel) meghajlítani a Föld - a Világóceán - folyékony héjának alakját, ami apályokat és áramlásokat eredményez.

Ha Gagarin nem tekintély a gyermeke számára, és az ISS-ről készült összes kép hamisítvány, akkor türelmesnek kell lennie, és minimális technikai eszközzel bizonyítania kell a Föld gömbölyűségét - akárcsak az ősi. A görögök megtették. Ez a folyamat hosszú lesz, de rendkívül tanulságos.

1. Bebizonyítjuk, hogy a Föld egy korong vagy egy golyó

Kezdjük azzal, hogy határozzuk meg szülőbolygónk körvonalait. Bőrönd alakú, vagy teknős és elefántok vannak odalent? Nagyon egyszerű módja van annak megértésére, hogy a Föld egy korong vagy egy gömb. Ehhez csak meg kell várni a teljes holdfogyatkozást (Európában a legközelebbi 2018. július 27-én figyelhető meg; ezek minden évben előfordulnak. Utazz el gyermekeddel oda, ahol aznap biztosan lesz. tiszta égbolt, és nézd, ahogy a Föld kerek árnyéka lassan beborítja a Holdat. Ezt megelőzően mutassa be, hogyan függ az árnyék alakja a tárgy árnyékától – mutasson be egy farkast vagy jávorszarvast a kezek árnyékával a falon. Ha az árnyék kerek, akkor az azt vető test kerek.

Ezek után már csak azt kell megérteni, hogy a föld korong vagy labda alakú-e.

2. Válasszon a lemez és a gömb közül

A kérdés megválaszolásához, hogy a Föld lapos vagy gömb alakú, szükségünk lesz: a városból való kijutáshoz egy labdára és egy hangyára (bogár, katica vagy csótány - az Ön választása).

Először is meg kell találnunk egy magas, szabadon álló szerkezetet sík terepen (például villanyvezeték pilonját), és el kell mennünk onnan. Akárcsak egy hajó a tengeren, a támasz nem tűnik el azonnal, hanem fokozatosan - először a „lábak”, majd középső részeés végül a tetejét a vezetékekkel.

Most értelmezzük a megfigyelési eredményeket. Ha azzal foglalkoznánk magas torony repülőn, akkor távolodva egyre kisebb lesz, de még alig észrevehetően is teljesen láthatóvá válna. A gömb felszínén a tárgyak fokozatosan eltűnnek a látómezőből.

Fogunk egy labdát, és ráhelyezünk egy rovart. Nagyon-nagyon közel hozzuk a labdát a szemekhez, hogy a rovar félig a „horizont” mögött legyen - a távoli látható széle labda. Az állat testének csak egy része lesz látható, ahogy a toronynak is csak egy része látható messziről. Most már magabiztosan megállapíthatjuk, hogy a föld felszínén élünk (a viccet félretéve).

3. Még egyszer a labdáról

Másik nagyszerű módja hogy megbizonyosodjon arról, hogy a föld kerek - hajnalban menjen ki a mezőre. Vigye magával az óráját, és nézzen szembe az égbolt legfényesebb peremével. Amint a Nap (vagy a Hold - nem számít) széle megjelenik a horizont alatt, feküdjön le a Földre, és jegyezze fel az időt. Nézz ugyanabba az irányba. Néhány másodpercre a csillag ismét eltűnik a horizont mögött. Miért? Mert megváltoztatta a látószögét, és így rövid idő A Napot (vagy Holdat) a Föld domború felülete rejtette el előled.

Ugyanez megtehető napnyugtakor vagy a holdnyugtakor, de csak a fordított sorrendben: Először fekve, majd állva figyelje meg.

4. Határozza meg a labda méretét

Az egyenlítő kerületét először az Alexandriai Könyvtár könyvtárosa, cirénei Eratoszthenész számolta ki. Az ókori bölcs összehasonlította a Nap eltérését a zenittől az év ugyanazon napján két, egymástól 800 kilométerre lévő városban - Alexandriában és Sienában.

Könnyű megfogni a napot a zenitjén: sugarai ebben a pillanatban még mély gödrök fenekére is esnek (Eratoszthenészt kutak vezették), a tárgyak pedig nem vetnek árnyékot. Ugyanezen a napon a Nap hatalmas sugarakat vetett Alexandriára, de Siennára nem. 7,2°-kal tért el a zenittől. Hét fok 360-ból két százalék. A 800-at megszorozzuk 50-zel, és 40 ezret (kilométert) kapunk: ez az Egyenlítő hossza, ezt igazolják a modern, nagy pontosságú mérések.

Eratoszthenész kísérletének megismétlése meglehetősen egyszerű, de egy másik városban lévő barátok segítségét kell igénybe vennie. Várja meg a pillanatot, amikor a Nap a zenitjén van (elengedheti magát, és nézelődhet az interneten, navigálhat napóra- földbe szúrt bot. Amikor az árnyék a legrövidebb, akkor a Nap a legközelebb van a zenithez). Felett középső sáv A nap soha nincs a zenitjén, de ez nem számít. Fontos abban a pillanatban, amikor a botjáról az árnyék eléri a minimumot, hívd fel barátaidat egy tőled meglehetősen távol fekvő városban - például Moszkvától Szentpétervárig, és kérd meg őket, hogy mérjék meg az árnyékuk hosszát ( és a bot magassága). Számítsa ki a pálca és a pálca végétől az árnyék végéig tartó képzeletbeli egyenes közötti hegyesszög értékét távoli város. Következő - tiszta aritmetika: körülbelül 40 ezer kilométernek kell lennie.

5. Még egyszer mérje meg a labda méretét

Térjünk vissza az órákkal és napkeltével (naplementékkel) kapcsolatos kísérletekhez. Okkal mértük az időt: ennek és a saját magasságod ismeretében meg tudod oldani a földgömb sugarával kapcsolatos problémát.

Először is keressük meg azt a szöget, amelyben a Föld elfordult a perem meglátása között felkelő nap vagy a Hold hajnalban állva és fekve. Ehhez oldjon meg egy egyszerű arányt. Ha a Föld 360°-kal elfordul 24 óra alatt, milyen szögben fordult el a felvétel alatt? Számítsuk ki és nevezzük α szögnek!

Képzeld el, hogy nem te esett el és állt fel. Ehelyett a napfelkeltét két ember figyelte: Iván 1 és Iván 2, olyan távolságra egymástól, hogy az első később látta a Napot, mint a másik pontosan ugyanabban az időben, T. Iván 1 és Ivan 2 két R sugara alakul ki. egyenlő szárú háromszögα szöggel.

Egészítsd ki az Iván 2 sugarát egy h magasságoddal, és kösd össze a végét azzal a ponttal, ahol az Iván 1 áll derékszögű háromszög R+h hypotenusával és ismert hegyesszög. Egy kis trigonometria és kiszámoljuk a Föld sugarát.

Gondoltad már valaha miért kerek a föld? Miért nem lapos a Föld, ahogy korábban gondolták, vagy mondjuk nem négyzet alakú...? Miért labda? És végül, mi adta bolygónk gömb alakú formáját?

Kezdjük azzal a ténnyel, hogy a labda egyáltalán nem ritka, éppen ellenkezőleg, a labda gyakorlatilag a tárgyak leggyakoribb formája Világegyetem. Minden csillag, bolygó, bolygóműholdak, a nagy aszteroidák kerekek, vagy inkább gömb alakúak. Az egyik alapvető erők, az Univerzumban működő - gravitáció.

A gravitációs erő.

A gravitáció nagyon érdekes erő. A makrokozmoszban dominál, irányítja a bolygók, csillagok, sőt egész galaxisok mozgását, de a mikrokozmoszban szinte teljesen hiányzik, és nincs hatással mikroobjektumokra, például atomokra. Ez azzal magyarázható, hogy a vonzási erő (gravitáció) közvetlenül függ a tárgy tömegétől, amely több tömeg, azok több erőt, és fordítva.

A gravitációs erőnek köszönhető, hogy az Univerzumban minden nagy objektum rendelkezik labda alakú, mivel vonzóerejük olyan nagy, hogy úgy tűnik, hogy behúzza és/vagy kinyomja az egyes testrészeket, amíg a teljes felület a középponttól azonos távolságra nem jön létre. Ezen túlmenően ez az erő állandó, és az objektum teljes létezésén keresztül hat, más szóval, ha a Föld valamilyen hihetetlen okból bármilyen más formát is nyer, mint egy golyó, például egy kocka, akkor a gravitációs erő végül megadja a Földet. ismét gömb alakú.

Miért nem minden tárgy kerek?

Ha figyelmesen elolvassa az előző két bekezdést, meg kell értenie, hogy csak azok az objektumok válnak kerekké (gömb alakúak), amelyeknek nagyon nagy a tömege és ennek megfelelően a gravitációs erő. De van itt még egy árnyalat. A csillagászok tudják nagy számban hatalmas aszteroidákÉs törpebolygók, amelyek elegendő tömegűek, de valamilyen oknál fogva gömb alakúak. Ez egészen egyszerűen megmagyarázható, az aszteroidák a csillagokkal és a bolygókkal ellentétben teljes egészében kőből és/vagy fémből állnak (a csillagok és a bolygók szinte teljes egészében folyékony anyag: olvadt fémek, gázok..., és csak benne ritka esetekben a bolygókat vékony borítja szilárd). Ez jelentősen megnehezíti a gravitáció számára, hogy megváltoztassa a szilárd tárgy alakját, de a gravitáció még ekkor is hajlamos arra, hogy a testet gömbölyű legyen, de ez sokkal tovább tart.

A föld nem teljesen kerek.

Nos, ez már nem titok: a Föld nem tökéletes labda! A Föld alakja inkább egy ellipszisre hasonlít, amely a pólusokon kissé lapított, in tudományos világ ezt az „figurát” hívják geocid. Ezenkívül a Föld felszínének bizonyos részei megemelkednek vagy lenyomódnak a háttérhez képest általános szinten. Ennek is a gravitáció az oka, de nem a Földé, hanem a legközelebbi szomszédé - Hold. A Hold folyamatosan forog bolygónk körül, és folyamatosan vonz a föld felszíne, ami apályokat és áramlásokat okoz a tengerben, és egyenetlen terepet a szárazföldön.

A Föld – otthonunk – alakja már jó ideje aggasztja az emberiséget. Ma már minden iskolásnak nincs kétsége afelől, hogy a bolygó gömb alakú. De hosszú időbe telt, mire eljutottunk ehhez a tudáshoz, végigjárva az egyházi anatémákat és az inkvizíció bíróságait. Ma az emberek kíváncsiak, ki bizonyította be, hogy a Föld kerek. Hiszen nem mindenki szerette a történelem és a földrajz órákat. Próbáljuk meg megtalálni a választ erre az érdekes kérdésre.

Kirándulás a történelembe

Sok tudományos munkák megerősíti gondolatainkat, hogy a híres Kolumbusz Kristóf előtt az emberiség azt hitte, hogy tovább él lapos föld. Ez a hipotézis azonban két okból nem állja meg a kritikát.

1. új kontinenst fedezett fel, és nem hajózott Ázsiába. Ha horgonyt dobott volna le az igazi India partjainál, akkor nevezhették volna annak az embernek, aki bebizonyította a bolygó gömbölyűségét. Az Újvilág felfedezése nem megerősítés kerek alakú Föld.
2. Jóval Kolumbusz korszakos utazása előtt voltak emberek, akik kételkedtek abban, hogy a bolygó lapos, és érveiket bizonyítékként mutatták be. Valószínű, hogy a navigátor ismerte néhány ókori szerző műveit, és az ókori bölcsek tudása nem veszett el.

Kerek a Föld?

A különböző népeknek megvolt a saját elképzeléseik a világ és a tér szerkezetéről. Mielőtt válaszolna arra a kérdésre, hogy ki bizonyította, hogy a Föld kerek, meg kell ismerkednie más verziókkal. Legtöbb korai elméletek világépítés azt állította, hogy a Föld lapos (az emberek így látták). Mozgás égitest(nap, hold, csillagok) azzal magyarázták, hogy az ő bolygójuk volt a Kozmosz és az Univerzum középpontja.

IN Az ókori Egyiptom A Földet négy elefánton heverő korongként ábrázolták. Ők pedig a tengerben úszó óriási teknősön álltak. Még nem született meg az, aki felfedezte, hogy a Föld kerek, de a fáraó bölcseinek elmélete megmagyarázhatná a földrengések és árvizek okait, a nap kelését és lenyugvását.

A görögöknek is megvoltak a maguk elképzeléseik a világról. Megértésük szerint a Föld korongja le volt fedve égi szférák, amelyhez láthatatlan szálakkal kötötték a csillagokat. Istennek tartották a holdat és a napot – Selene és Helios. Ennek ellenére Pannekoek és Dreyer könyvei tartalmazzák az ókori görög bölcsek munkáit, akik ellentmondtak az akkori általánosan elfogadott nézeteknek. Eratoszthenész és Arisztotelész voltak azok, akik felfedezték, hogy a Föld kerek.

Az arab tanítások is híresek voltak pontos csillagászati ​​tudásukról. Az általuk készített csillagmozgások táblázatai olyan pontosak voltak, hogy még hitelességüket is kétségbe vonták. Az arabok megfigyeléseikkel arra késztették a társadalmat, hogy változtassa meg a világ és az Univerzum felépítéséről alkotott elképzeléseit.

Az égitestek gömbölyűségének bizonyítéka

Vajon mi motiválta a tudósokat, amikor tagadták a körülöttük élő emberek megfigyeléseit? Aki bebizonyította, hogy a Föld kerek, felhívta a figyelmet arra, hogy ha lapos lenne, akkor a világítótestek egyszerre lennének láthatóak az égen mindenki számára. A gyakorlatban azonban mindenki tudta, hogy a Nílus völgyében látható csillagok közül sok nem látható Athén felett. Egy napsütéses nap a görög fővárosban hosszabb, mint például Alexandriában (ez az észak-déli és kelet-nyugati irányú görbületnek köszönhető).

A Föld kerekségét bizonyító tudós észrevette, hogy egy tárgy mozgás közben távolodva csak a felső részét hagyja láthatóvá (például a parton a hajó árbocai láthatók, nem a hajóteste). Ez csak akkor logikus, ha a bolygó gömb alakú és nem lapos. Platón azt is nyomós érvnek tartotta a gömbszerűség mellett, hogy a labda ideális forma.

A szférikusság modern bizonyítékai

Ma már olyan technikai eszközökkel rendelkezünk, amelyek segítségével nemcsak az égitesteket figyelhetjük meg, hanem az égbe emelkedve kívülről is láthatjuk bolygónkat. Itt van még néhány bizonyíték, hogy nem lapos. Mint ismeretes, közben kék bolygó magával borítja az éjszakai csillagot. És az árnyék kerek. És azt is különféle tömegek, amelyből a Föld áll, lefelé hajlanak, így gömb alakúvá válik.

A tudomány és az egyház

A Vatikán elismerte, hogy a Föld meglehetősen későn kerekedik. Akkor, amikor lehetetlen volt tagadni a nyilvánvalót. A korai európai szerzők kezdetben elutasították ezt az elméletet mint aki ellentmondott Szentírás. A kereszténység elterjedése során nemcsak más vallások és pogány kultuszok hódoltak az üldözésnek. Minden tudóst, aki különféle kísérleteket végzett, megfigyeléseket végzett, de nem hitt egy Istenben, eretneknek számított. Akkoriban kéziratokat és egész könyvtárakat, templomokat és szobrokat, műtárgyakat semmisítettek meg. A szentatyák úgy gondolták, hogy az embereknek nincs szükségük tudományra, csak Jézus Krisztus a forrás legnagyobb bölcsesség, és a szent könyvek elegendő információt tartalmaznak az élethez. A világ szerkezetének geocentrikus elméletét az egyház is helytelennek és veszélyesnek tartotta.

Kozma Indikopleuszt egyfajta dobozként írta le a Földet, amelynek alján egy emberek lakta erőd nyugodott. Az ég „fedélként” szolgált, de mozdulatlan volt. A hold, a csillagok és a nap angyalokként mozgott az égen, és mögé bújtak magas hegy. E bonyolult szerkezet fölött nyugodott a Mennyek Királysága.

Egy ismeretlen ravennai geográfus úgy írta le bolygónkat, mint egy lapos objektumot, amelyet óceán, végtelen sivatag és hegyek vesznek körül, amelyek mögött a nap, a hold és a csillagok rejtőznek. Isidore (Sevilla püspöke) i.sz. 600-ban műveiben nem zárta ki a Föld gömb alakú formáját. A Tiszteletreméltó Bede Plinius művei alapján készült, ezért kijelentette, hogy a Nap több, mint a Föld hogy gömb alakúak, és hogy a tér nem geocentrikus.

Foglaljuk össze

Tehát visszatérve Kolumbuszra, vitatható, hogy útja nem kizárólag az intuíción alapult. Anélkül, hogy érdemeit csorbítani akarnánk, kijelenthetjük, hogy korának ismerete Indiába kellett volna vinnie. És a társadalom már nem utasította el házunk gömb alakú formáját.

A Föld-szférával kapcsolatos első elképzelést Eratoszthenész görög filozófus fogalmazta meg, aki már a Kr.e. IV. században megmérte a bolygó sugarát. Számításaiban csak egy százalék volt a hiba! A tizenhatodik században tesztelte a találgatásait, így híressé tette a Ki bizonyította, hogy a Föld kerek? Elméletileg ezt Galileo Galilei tette, aki egyébként biztos volt benne, hogy ő forog a nap körül, és nem fordítva.

Ha valamilyen erő bőrönd alakot kölcsönöz a Földnek, akkor hatásának végén a gravitációs erő ismét golyóvá kezdi összegyűjteni, „behúzza” a kiálló részeket, amíg teljes felülete meg nem áll (azaz stabilizálódik). a középponttól egyenlő távolságra.

Miért nem veszi fel a bőrönd golyó alakját?
Ahhoz, hogy egy test saját gravitációs ereje hatására gömb alakúvá váljon, ennek az erőnek kellően nagynak, a testnek pedig kellően képlékenynek kell lennie. Előnyösen folyékony vagy gáznemű, mivel a gázok és folyadékok legkönnyebben golyó alakot vesznek fel, ha nagy tömeget halmoznak fel, és ennek eredményeként a gravitációt. A bolygók egyébként belül folyékonyak: egy vékony szilárd kéreg alatt folyékony magma van, amely néha még a felszínükre is kiömlik - a vulkánkitörések során.

Minden csillagnak és bolygónak születésétől (alakulásától) és létezésük során gömb alakúak vannak - meglehetősen masszívak és műanyagok. Kisebb testeknél – például aszteroidáknál – ez nem így van. Először is, tömegük sokkal kisebb. Másodszor, teljesen szilárdak. Ha például az Eros aszteroidának a Föld tömege lenne, akkor az is kerek lenne.

A Földön található tárgyakon a Föld gravitációja sokkal erősebben hat, mint a sajátjuk (de ugyanakkor sokkal gyengébb is, mint magán a Földön). Szilárd anyagok(ugyanaz a bőrönd) megtartják formájukat, a folyékonyak nem gyűlnek össze labdává, hanem egyenletesen oszlanak el a Föld felszínén. De nulla gravitáció esetén a folyadékok labda alakját veszik fel - itt azonban nagy szerepet felületi feszültség erők játszanak.

A föld nem egészen golyó

Először is, a Föld forog a tengelye körül, és meglehetősen nagy sebességgel. A Föld egyenlítőjének bármely pontja szuperszonikus repülőgép sebességével mozog. Minél távolabb van a pólusoktól, annál nagyobb a gravitációs erővel ellentétes centrifugális erő. Ezért a Föld a pólusokon lapított (vagy ha úgy tetszik, az egyenlítőnél kinyújtott). Ez azonban meglehetősen lapos, körülbelül egy háromszázaddal: a Föld egyenlítői sugara 6378 km, a sarki sugara 6357 km, ami mindössze 19 kilométerrel kevesebb.

Másodszor, a föld felszíne egyenetlen, hegyek és mélyedések vannak rajta. Ennek ellenére a földkéreg szilárd és megtartja alakját (vagy inkább nagyon lassan változtatja). Igaz, még a legmagasabb hegyek (8-9 km) magassága is kicsi a Föld sugarához képest - valamivel több, mint egy ezrelék.

Harmadszor, a Föld más égitestek – például a Nap és a Hold – gravitációs erőinek van kitéve. Igaz, befolyásuk nagyon csekély. És mégis, a Hold gravitációs ereje képes enyhén (több méterrel) meghajlítani a Föld - a Világóceán - folyékony héjának alakját, ami apályokat és áramlásokat eredményez.