Обсяг землі та інші основні параметри
Дуже часто ми волею-неволею замислюємося над, здавалося б, дивними і не мають сенсу питаннями. Нас дуже часто цікавлять чисельні значення яких-небудь параметрів, а також порівняння їх з іншими, але відомими нам величинами. Дуже часто такі питання приходять в голову дітям, і батькам доводиться на них відповідати.
Чому дорівнює об`єм Землі? Відповісти на питання буває непросто, тому що мозок дуже неохоче запам`ятовує ті величини, які йому рідко доведеться застосувати в житті. Якщо ви почули відповідь на це питання давним-давно, сьогодні ви вже навряд чи його згадайте, так як це вам з того часу не знадобилося.
Перш ніж дати точну відповідь і привести порівняння обсягу Землі з відомими нам величинами, зануримося в історію геометрії. Адже ця наука спочатку була створена для вимірювання різних характеристик нашої планети.
Історія
Геометрія зародилася ще в Давньому Єгипті. Людям дуже часто потрібно (як і зараз) знаходити відстані між містами, вимірювати ті чи інші предмети, відміряти площа землі, що належала їм. Завдяки всьому цьому з`явилася спеціальна наука - геометрія (від слів "гео" - Земля, і "Метрос" - Вимірювати). І спочатку вона зводилася лише до прикладного застосування. Але для деяких вимірювань були потрібні більш складні обчислення. Тоді і з`явилися на зорі розвитку цієї науки такі філософи і вчені, як Піфагор і Евклід.
При будівництві навіть з першого погляду простих споруд необхідно вміти вимірювати, скільки матеріалу піде на будівництво, обчислити відстані між точками і величини кутів між прямими площинами. Також потрібно знати властивості найпростіших геометричних фігур. Таким чином, єгипетські піраміди, споруджені в 2-3 столітті до н. е., вражають точністю своїх просторових співвідношень, доводячи, що їх будівельники знали багато геометричні положення і володіли великою базою для точних математичних розрахунків.
Потім з розвитком геометрії вона втратила своє початкове призначення і розширила області свого застосування. Сьогодні неможливо уявити будь-яке виробництво без розрахунків за допомогою геометричних методів.
У наступному розділі поговоримо про методи вимірювання тих чи інших геометричних характеристик для різних тіл.
Вимірювання тел
Для прямокутних тел вимірювання об`єму та площі найбільш прості. Необхідно всього лише знати ширину, довжину і висоту фігури, щоб дізнатися про неї все найнеобхідніше. Обсяг прямокутного тіла знаходиться твором трьох просторових величин. Площа такої фігури дорівнює подвоєною сумі попарних творів сторін. Якщо уявити ці формули математично, то для обсягу буде справедливо така рівність: V = abc, а для площі: S = 2 (ab + bc + ac).
Відео: Universe. Земля або як все працює
Але для кулі, наприклад, ці формули дуже незручні. Щоб обчислити діаметр кулі (а з нього радіус), потрібно укласти його в куб, з яким би він стикався в шести точках. Довжина (ширина або висота) цього куба і буде діаметром кулі. Але набагато простіше відразу дізнатися об`єм кулі, зануривши його в наповнений по самі вінця посудину. Вимірявши вилився обсяг води, ми зможемо дізнатися і об`єм кулі. А так як формула обсягу кулі V = 4/3 *&pi- * R3, з неї ми зможемо знайти радіус, який допоможе для знаходження подальших характеристик тіла.
Є ще один цікавий спосіб вимірювання обсягу кулі, про який ми розповімо в наступному розділі.
Як виміряти обсяг Землі?
А якщо тіло занадто велике, наприклад, планета, як виміряти точно її обсяг і площа поверхні? Доводиться вдаватися до цікавіших і витонченим методам.
Почнемо здалеку. Як відомо, якщо уявити кулю в двовимірному просторі, вийде коло. Припустимо, що з якоїсь точки на кулю падають в два різних місця недалеко один від одного два променя. Якщо подивитися уважно, буде видно, що вони падають на поверхню під різними кутами. Шляхом нехитрих геометричних побудов можна помітити, що з центру кулі можна провести лінії, що з`єднують дві ці точки. Між собою ці лінії будуть утворювати певний кут, який буде відповідати измеренному заздалегідь відстані між цими точками. Таким чином, ми знаємо довжину дуги, відповідну якого-небудь кута. Так як все в колі 360 градусів, ми з легкістю можемо знайти довжину окружності кола. А з формули довжини кола знаходимо радіус, з якого за відомою формулою обчислюється обсяг.
Таким способом і знаходиться обсяг великих тіл, в тому числі і небесних. Їм ще в давнину користувалися греки, щоб дізнатися більше даних про Землю. Так вони вирахували і обсяг Землі. Хоча, звичайно, ці дані і приблизні, тому що є маса похибок, які виявляються неврахованими при такому способі вимірювання.
Перш ніж дати відповідь на головне питання, розберемося в тому, як сьогодні вимірюють такі складні величини з найменшою можливою похибкою.
Сучасні методи вимірювання
Сьогодні ми володіємо масою розвинених технологій, які дозволяють уточнити обчислення древніх вчених щодо різних характеристик Землі. Для цього в минулому столітті людство використовувало орбітальні супутники. Вони можуть з найбільшою точністю виміряти довжину окружності нашої планети, а на підставі цих даних обчислити радіус, знаючи який, як ми вже з`ясували, легко визначити обсяг Землі.
Відео: Піч для випалу Welte WT-100. огляд
Прийшов час дізнатися точну цифру і порівняти її з відомими нам величинами.
Який обсяг Землі?
Отже, ми наблизилися до головного питання цієї статті. Обсяг Землі дорівнює 1 083 210 000 000 км3. Чи багато це? Дивлячись з чим порівнювати. З тих об`єктів, що ми в змозі порівняти з цією величиною, підходить тільки інше небесне тіло. Таким чином, можна сказати, що обсяг Місяця складає всього два відсотки від земного.
Є також планети, наприклад, Юпітер, які мають величезний обсяг в силу того, що вони мають невелику щільність і велику поверхневу площу. Обсяг Землі міг би теж бути більше, якби вона складалася переважно з газів, а не з твердих і рідких речовин.
застосування
Такі величини потрібні нам швидше для інтересу. Але в реальному житті вони застосовуються дуже активно. В астрономії такі величини, як обсяг Землі, маса Землі, земної радіус, використовуються для розрахунків орбіти супутників, що запускаються з поверхні нашої планети. Також ці дані можуть бути корисні для більш фундаментальних досліджень. Цікаво застосування цих даних в географії та геології, адже розрахунок обсягу Землі становить інтерес для геологорозвідувальних робіт і приблизної оцінки покладів корисних копалин.
Відео: Лекція 7.1 | Основні вимірні характеристики зірок: світність, маса, температура, радіус
похибки
Як відомо, скрізь є свої похибки. І в розрахунку обсягу Землі їх досить багато. Точніше, тільки одна похибка вносить вклад в вимірювання, але вона є найбільш значимою. Полягає вона в тому, що Земля не ідеально кругла. Вона стисла в полюсах і до того ж має нерівності поверхні у вигляді западин і гір. Хоча планета покрита атмосферою, і більшість цих ефектів, що впливають на вимірювання, згладжується, вимірювання щільності виявляється сильно утруднено.
Відео: Сонячна система. Сонце. Всі таємниці космосу
висновок
Фізичні характеристики Землі завжди були досить значущою темою для кожного. Буває, що незрозуміло з якої причини, але хочеться знати відповідь на питання про те, скільки відсотків площі планети займає світовий океан або який обсяг Землі. У цій статті ми спробували не тільки дати точну відповідь, але і розповісти, як і за допомогою чого він був обчислений.
