что нужно знать для вычисления радиуса земли

Что нужно знать для вычисления радиуса земли

Вопросы и ответы викторины по астрономии нашего сайта На викторину

Забира. В какой лунный день я родилась 18 декабря 1960 года?

Ответ: Уважаемая, Забира! Чтобы узнать какой лунный день был 18 декабря 1960 года, нужно обязательно указать время наблюдения. Декабрьское новолуние в 1960 году произошло 18 декабря в 13 часов 47 минут по московскому времени. Значит 18 декабря до 13 часов 47 минут по московскому времени был последний лунный день лунного месяца, а после этого времени первый лунный день очередного лунного месяца. Если Вам известно время Вашего рождения, то Ваш лунный день определяется без особого труда. Чтобы понять каким днем считается лунный день, нужно уяснить, как отсчитываются лунные дни.

Лунный месяц начинается в фазе новолуния, которая, например, в мае 1932 года наступила 5 мая в 18 часов 12 минут по всемирному времени (без учета летнего времени, которое тогда не использовалось). Иначе, с 18 часов 12 минут 5 мая по 18 часов 12 минут 6 мая длился первый лунный день данного лунного месяца. 2 лунный день наступил в 18 часов 12 минут 6 мая и длился до 18 часов 12 минут 7 мая и т.д. Время указано всемирное (по Гринвичу) и для того чтобы перевести его в Ваше местное поясное время, нужно прибавить разницу часовых поясов плюс 1 декретный час.

Например, Вы живете в Москве, где 2 часовой пояс. Значит нужно ко всемирному времени прибавить 2 часа и еще 1 час декретного времени (всего 3 часа, что и составляет разницу с Гринвичем). Фазы Луны, как и начало очередного лунного дня не зависят от географической привязки к местности, иначе и в Москве, и в Токио или другом пункте лунный день начнется одновременно (независимо утро или вечер в данном пункте).

Vet. Скажите пожалуйста, что значит «лунный метеорит»? Связано ли как-то его происхождение с Луной и если да, то как? Cпасибо.

Ответ: Термин «лунный метеорит» означает, что данный метеорит прилетел с Луны. На первый взгляд это звучит парадоксально, но дело обстоит таким образом. Скорость освобождения от лунного тяготения составляет 2,375 км/сек, иначе любое тело, которому сообщить такую скорость у поверхности Луны, выйдет за пределы лунного тяготения. Как камню с Луны сообщить такую скорость? Это возможно при падении крупного метеорита или осколка астероида на Луну.

При падении такого осколка астероида на лунную поверхность (особенно по касательной к поверхности) при ударе выбиваются и разлетаются множество камней с лунной поверхности. Скорость падения на Луну осколков астероидов (или самих астероидов) составляет несколько десятков километров в секунду и понятно, что некоторые из выбитых при ударе камней могут достичь той самой критической скорости, при которой камень навсегда покинет пределы лунного тяготения. Если траектория такого камня будет проходить мимо Земли, то, с некоторой долей вероятности, такой камень может упасть на Землю. Но это может произойти не сразу.

Камень может путешествовать по Солнечной системе миллионы лет, испытывая возмущения от других больших небесных тел, и затем упасть на Землю.

Вот тогда-то он и будет считаться лунным метеоритом. Факт того, что метеорит прилетел именно с Луны, определяется составом метеорита при помощи химического анализа. Следует добавить, что найдены и изучаются, так же метеориты с Марса, в одном из которых подозревается наличие органических окаменелостей, говорящих о том, что на Марсе могла существовать жизнь в далеком прошлом. И еще. Частое падение осколков астероидов и самих астероидов на Луну и другие планеты и спутники происходило в начале формирования Солнечной системы, поэтому не нужно паниковать на счет возможного падения крупного метеорита на Землю. В настоящее время такие падения на Землю происходят раз в тысячу лет или более и чем старше Солнечная система, тем таких падений все меньше и меньше.

В этих двух случаях мы имеем дело с неевклидовой геометрией, а в последнем случае пространство в любой момент времени имеет КОНЕЧНЫЙ объем.

Ответ: Время старта КА к какой-либо планете зависит от взаимного расположения Земли и планеты. Поскольку синодический период Венеры равен 584 дня, то и посылать космические корабли к планете нужно через этот срок, чтобы выбрать траекторию с минимальными затратами топлива. Поскольку нижнее соединение Венеры в 2025 году будет 15 августа, то в 2025 году полет на Венеру возможен, с точки зрения минимальных затрат топлива.

Ответ: Вокруг звезды Проксима Центавра. Это ближайшая к нам звезда. Но жизни на планетах этой звезды наверняка нет, т.к. Проксима Центавра слаба. А вот на планетах альфы Центавра вполне может зародиться жизнь. Поживем, увидим.

Ответ: Читайте статью на нашем сайте Лунная база. Перспектива 2050

Ответ: Потому что вращение Земли происходит с запада на восток, и образно говоря этим вращением Земля, придает ракете дополнительную скорость, помогает ракете выйти на орбиту.

Ответ: Не все переменные звезды называют цефеидами. А называют цефеиды так по названию характерного члена этого типа переменных звезд звезды дельта из созвездия Цефея. Это пульсирующие звезды благодаря которым мы смогли измерить расстояния во Вселенной.

Ответ: Не прилетит на околоземную орбиту, а приблизится к Солнцу и Земле, в 2061 году.

Ответ: Создание античастиц возможно только на больших ускорителях, и то на очень короткое время, однако достаточное, для изучения таких частиц.

Ответ: Вычисление координат планеты. Расчет проводится в три этапа. Сначала вычислим положение планеты в плоскости ее собственной орбиты. На втором этапе перейдем к нахождению положения планеты относительно плоскости эклиптики и определим эклиптические долготу и широту относительно Солнца (эклиптические гелиоцентрические координаты). Третий этап будет включать перенос начала координат от Солнца к Земле, чтобы определить эклиптические координаты относительно Земли, по которым мы можем найти прямое восхождение и склонение. За начальный момент (эпоху) выбираем, например, 2000.0. Вычислив число суток D, прошедших с этого момента, найдем среднюю аномалию М.

Далее, переходим к Земле, как началу координат и определению геоцентрических эклиптических широты и долготы планеты. Следует иметь ввиду, что имеется ситуация для внутренней планеты и для внешней планеты показанные на рисунке.

&nbsp

&nbsp

Далее, находим эклиптическую широту и долготу планеты, а зная эклиптические координаты, легко их перевести в экваториальные. Такие вычисления довольно сложны и Вам нужно использовать, например, «Астрономический календарь, постоянная часть».

Ответ: Последнее величайшее было в 2003 году, следующее такое будет в 22 веке. Об этом имеется информация на нашем сайте. Зайдите сюда

Ответ: Галактические координаты нужны для определения положения небесных тел в галактической плоскости, а эклиптические координаты нужны для определения положения небесных тел в эклиптической плоскости, иначе в плоскости эклиптики. Это нужно для ряда решения задач, связанных с движением звезд в плоскости Галактики и планет Солнечной системы.

Ответ: Солнце уже прошло пик своей активности, и на данный момент находится в «среднем» состоянии, между минимумом и максимумом активности.

Источник

CheckTests

Создай свой урок с применением ПК

§ 10. Определение размеров небесных тел и расстояний до них в Солнечной системе

1. Определение размеров Земли. Первый известный науке метод определения размеров Земли применил греческий учёный Эратосфен. Он выбрал два города, лежащих на одном и том же географическом меридиане земного шара, — Александрию (0₁) и Сиену (0₂) (рис. 41). Из рисунка видно, что если обозначить длину дуги меридиана 0₁0₂ через l, а её угловое значение через n (в градусах), то длина дуги 1° меридиана l₀ будет равна:

а длина всей окружности меридиана:

где R — радиус земного шара. Отсюда

Длина дуги меридиана между выбранными на земной поверхности точками 0₁ и 0₂ в градусах равна разности географических широт этих точек, т. е. n = Δφ = φ₁ — φ₂.

Рисунок 41 — Вычисление радиуса Земли

Длина дуги l — расстояние между Александрией и Сиеной — была хорошо известна. Угол n Эратосфен измерил, используя то обстоятельство, что Сиена лежит на тропике Рака и в день летнего солнцестояния Солнце в полдень здесь наблюдалось в зените. А в Александрии Солнце до зенита не доходило и шест, врытый перпендикулярно в землю, отбрасывал тень. Измерив длину этой тени, Эратосфен получил значение n = 7,2° и длину окружности L примерно 45 тыс. км (современное значение 40 тыс. км).

Современная геодезия располагает точными методами для измерения расстояний на земной поверхности. Определение расстояния l между точками 0₁ и 0₂ (см. рис. 41) затруднено из-за естественных препятствий (гор, рек, лесов и т. п.).

Рисунок 42 — Метод триангуляции

Поэтому длина дуги l определяется путём вычислений, требующих измерения только сравнительно небольшого расстояния — базиса и ряда углов.

Этот метод разработан в геодезии и называется триангуляцией (лат. triangulum — треугольник).

Суть его состоит в следующем. По обе стороны дуги O₁О₂, длину которой необходимо определить, выбирается несколько точек А, В, С, … на взаимных расстояниях до 50 км с таким расчётом, чтобы из каждой точки были видны по меньшей мере две другие точки (рис. 42).

Геодезическая вышка. На ее вершине укреплен цилиндр, на который при измерениях наводят теодолит для измерения углов.

Длину базиса очень тщательно измеряют специальными мерными лентами. Измеренные углы в треугольниках и длина базиса позволяют по тригонометрическим формулам вычислить стороны треугольников, а по ним — длину дуги O₁О₂ с учётом её кривизны.

В России с 1816 по 1855 г. под руководством В. Я. Струве была измерена дуга меридиана длиной 2800 км. В 30-е гг. ХХ в. высокоточные градусные измерения были проведены в СССР под руководством профессора Ф. Н. Красовского.

В настоящее время созданы триангуляционные сети со сложной радиолокационной аппаратурой, установленной на наземных пунктах, и с отражателями на геодезических искусственных спутниках Земли, что позволяет точно вычислять расстояния между пунктами. Значительный вклад в развитие космической геодезии внёс уроженец Беларуси — известный геодезист, гидрограф и астроном И. Д. Жонголович. На основе изучения динамики движения искусственных спутников Земли он уточнил сжатие нашей планеты и несимметричность Северного и Южного полушарий.

Рисунок 43 — Горизонтальный параллакс светила

2. Определение расстояний методом горизонтального параллакса. Кажущееся смещение светила, обусловленное перемещением наблюдателя, называется параллактическим смещением или параллаксом светила. Параллактические смещения светила тем больше, чем ближе оно к наблюдателю и чем больше перемещение наблюдателя.

Определение расстояний до тел Солнечной системы основано на измерении их горизонтальных параллаксов. Угол р, под которым со светила виден радиус Земли, перпендикулярный к лучу зрения, называется горизонтальным параллаксом (рис. 43). Чем больше расстояние до светила, тем меньше угол р.

Зная горизонтальный параллакс светила, можно определить его расстояние D = SO от центра Земли. Расстояние до светила

Например, параллакс Солнца р _¤ = 8,794″. Параллаксу Солнца соответствует среднее расстояние от Земли до Солнца, примерно равное 149,6 млн км. Это расстояние принимается за одну астрономическую единицу (1 а. е.). В астрономических единицах удобно измерять расстояния между телами Солнечной системы.

При малых углах sin p » p, если угол р выражен в радианах. Если угол р выражен в секундах дуги, то вводится множитель

где 206 265 — число секунд в одном радиане. Тогда

где с — скорость света, равная примерно 3·10 8 м/с.

С помощью радиолокации определены наиболее точные значения расстояний до тел Солнечной системы, уточнены расстояния между материками Земли, более точно определена астрономическая единица (1 а. е. = 149 597 870 ± 2 км).

Методы лазерной локации (использующие, например, специальные уголковые отражатели, доставленные на Луну) позволили измерить расстояния от Земли до Луны с точностью до нескольких сантиметров.

Рисунок 44 — Определение линейных размеров тел Солнечной системы

4. Определение размеров тел Солнечной системы. При наблюдениях небесных тел Солнечной системы можно измерить угол, под которым они видны наблюдателю с Земли. Зная угловой радиус светила р (рис. 44) и расстояние D до светила, можно вычислить линейный радиус R этого светила по формуле R = D ⋅ sin ρ.

По определению горизонтального параллакса, радиус Земли R_Å виден со светила под углом р, тогда получим:

Так как значения углов r и р малы, окончательно имеем:

Определение размеров небесных тел таким способом возможно только тогда, когда видны их диски.

Главные выводы

Контрольные вопросы и задания
1. Каким образом греческий ученый Эратосфен определил размеры Земли?
2. Как определяют длину дуги меридиана триангуляционным методом?
3. Что понимают под горизонтальным параллаксом?
4. Как определить расстояние до светила, зная его горизонтальный параллакс?
5. Что такое астрономическая единица?
6. В чем состоит радиолокационный метод определения расстояний до небесных тел?
7. На каком расстоянии от Земли находится небесное тело, если его горизонтальный параллакс равен 1ʹ?
8. Определите линейный радиус Луны, если в ходе наблюдений стало известно, что ее горизонтальный параллакс в это время равен 57’, а угловой радиус — 15,5ʹ. Радиус Земли принять равным 6400 км.
9. Оцените расстояние от Солнца до Меркурия, если его наибольшая элонгация равна 28°.
10. Определите диаметр Меркурия, если при прохождении по диску Солнца его угловой диаметр оказался 11,0″, а горизонтальный параллакс в этот момент равен 14,3″.

Источник

Окружность Земли по экватору в километрах

Для ученых диаметр Земли имеет практическое значение. Его рассчитывают, зная окружность планеты по экватору.

Основные параметры Земли

Планете Земля не менее 4,5 млрд лет. Она входит в земную группу планет наряду с Меркурием, Венерой и Марсом. В отличие от газовых гигантов (Юпитера, Сатурна, Нептуна, Урана) они состоят из горных пород, покрывающих поверхность тонким слоем. Среди планет земной группы Земля самая большая, а в Солнечной системе пятая по величине.

Главное отличие Земли — она единственная, на которой есть жизнь. Этому способствуют:

По физическим параметрам Земля превосходит все планеты земной группы:

Самая плотная Земля потому, что единственная с твердым внутренним ядром, занимающим около 30% объема. Оно покрыто жидкой мантией (70-80% объема) и корой (1%).

Форма планеты

Нашу планету называют шаром, но это неправильно с точки зрения геометрии. Дело не в океанических впадинах и горных вершинах — для глобальных масштабов разница между ними незначительная. Между наиболее низкой точкой (Марианской впадиной) и самой высокой (гора Эверест) — 19 км.

Больше влияет на форму Земли гравитация. Масса притягивается к центру (ядру), отчего небесное тело сжимается, приобретая сферическую форму. Центробежная сила, возникающая при вращении планеты, наиболее высокая на экваторе. Под ее воздействием эта область самая большая по окружности и диаметру.

Что такое экватор и зачем он нужен

Экватор — условная перпендикулярная оси вращения линия вдоль Земли на идентичном расстоянии от полюсов. Из-за сферической формы планеты эта параллель самая длинная. По отношению к плоскости орбиты расположение экватора меняется в диапазоне 22-24,5°. На наклон оси влияет притяжение планет и Солнца.

Вдоль экватора день равен ночи без малейшего отклонения. Дважды в году при равноденствии направление солнечных лучей строго вертикальное. В остальные дни оно ненамного отличается, поэтому территории экватора получают самое большое количество ультрафиолета. Здесь всегда лето, воздух горячий и влажный из-за постоянных испарений.

Чтобы проводить расчеты, требуется условное разделение планеты на параллели и меридианы. Географическая широта экватора — 0°. Это точка отсчета всех координат Земли, которая делит ее на 2 равные половины.

По параллелям и меридианам определяют положение объектов. По ним ориентируются в воздухе, на суше и воде. Кроме того, выделяют климатические зоны, часовые пояса.

Как измерить длину окружности Земли

Чтобы измерить окружность земли по экватору, существуют специальные приборы и космические спутники. Но, применяя знания по геометрии, получают данные без сложных инструментов. Впервые такую работу выполнил ученый Древней Греции Эратосфен.

Согласно преданиям, путешественники сообщили ему, что в день летнего солнцестояния они наблюдали, как освещалось дно самых глубоких колодцев, а предметы не отбрасывали тени. Солнце стояло в зените. Это происходило в 500 милях южнее Александрии, в Сиене. Астроном знал, что в родном городе предметы отбрасывают тень, а солнце не заглядывает на дно глубоких колодцев.

В полдень самого продолжительного летнего дня Эратосфен измерил длину тени городского обелиска, высоту он знал. По этим данным рассчитал протяженность условной линии, соединяющей вершины обелиска и тени. Зная эти данные, просчитал углы воображаемого треугольника — 7°. Это значило, что Сиена настолько смещена относительно Александрии.

Угол 7° — это приблизительно ⅟50 часть замкнутой окружности, которая всегда имеет 360°. Астроном продолжил вычисления дальше. Он умножил расстояние до Сиены на 50. Получилась длина окружности Земли — 25000 миль. Современные исследования показали, что ученый не сильно ошибался: экваториальная окружность планеты равна 24894 мили или 40075 км.

Погрешность Эратосфена объясняется не примитивностью расчетов, которыми он пользовался. Этот способ точный, применяется и сегодня, только с более совершенными инструментами. Ученый не знал точного расстояния между городами. Оно в те времена измерялось количеством дней, проведенных караваном в пути.

Вторая причина неточности — Александрия и Сиена расположены на разных меридианах. Сегодня рассчитывают окружность между объектами, которые находятся на одном меридиане.

Вычисления радиуса и диаметра

Зная окружность, вычислить радиус и диаметр земного шара несложно. Применяют формулы: d=l/π; r=½*π. Буквами обозначены:

Необязательно использовать обе формулы. Диаметр и радиус взаимосвязаны. Вычисляют один параметр, после чего узнают второй: диаметр в 2 раза больше радиуса и наоборот.

За какое время можно обойти планету пешком

Длина экваториальной окружности в километрах рассчитана. Зная эту величину и предполагаемую скорость пешехода, определяют, сколько времени понадобится, чтобы обойти Землю. Применяется формула: t=S:V. Латинские буквы обозначают:

Чтобы пройти Землю пешком по экватору, понадобится преодолеть 40075 км. Средняя скорость пешехода — 6 км/ч. Если подставить эти значения в формулу, выйдет: 40075/6=6679 часов. После перевода в сутки получается 278.

Расчеты гипотетические, потому что экватор пересекает сушу только через Америку, Африку, Индонезийские острова. Остальной путь лежит через океаны: Атлантический, Индийский, Тихий.

Интересные факты об экваторе Земли

Территория, прилегающая к экватору, отличается влажным теплым климатом. Здесь самые богатые на планете флора и фауна, густые леса, некоторые участки непроходимые. Лето длится год, средняя температура — +25…+30°С. Ночью она ненамного отличается от дневной, настолько сильно земля прогревается солнцем. Дождь идет практически каждый день.

Климат привлекает туристов, но не во всех странах созданы условия. Наибольшее количество отдыхающих ежегодно наблюдается на Мальдивских островах, привлекают туристов власти Эквадора, Бразилии, Кении.

Интересны географические достопримечательности экваториальных стран:

Человек использует физические особенности нулевой параллели. Земля там вращается в 1,4 раза быстрее скорости звука. В этом регионе выгодно запускать космические спутники. Они сразу набирают сверхзвуковую скорость, экономится 10% топлива. На геостационарной орбите над экватором зависли спутники связи. Сигнал доходит до Земли быстрее, чем в других регионах.

Источник

Как определили радиус Земли

Радиус Земли — это длина от её центра до некой точки. Но тут прослеживается интересный момент.

Начнём с определения, что такое радиус и для чего он нужен. Ну здесь всё довольно просто. Радиусом называют отрезок, который соединяет центр окружности с лежащей на ней точкой. То есть это длина данного отрезка. К тому же, он равный половине диаметра.

Размеры земли

Каким может быть радиус Земли

На данный момент различают:

А как известно, различают Северный и Южный полюса. По данным учёных, он равен 6356,8 км. Как видно, его длина меньше предыдущего. Очевидно, что это связано с формой Земли.

Как известно, наша планета не идеально округлая по форме, а немного приплюснута у полюсов. Поэтому на экваторе наблюдается выпуклость, которая и приводит к увеличению дистанции от одной точки до другой. Как раз этим и объясняется различие между рассматриваемыми дистанциями.

Линия экватора

Однако учёные определили средний радиус Земли. И он составляет 6371 км.
В итоге, отвечая на вопрос: чему равен радиус Земли, можно руководствоваться средним значением. Либо будет правильнее уточнить, что существует две разные длины этой характеристики планеты.

Также важно подметить, что радиус Земли рассчитывается, главным образом, в километрах.

История измерения

Безусловно, своей планетой люди интересовались ещё в древности. Помимо того, что они наблюдали за всем, что происходит вокруг неё, также проводились исследования и изучение Земли.

Ученые

Древние египтяне обратили внимание, что в дни летнего солнцестояния солнечные лучи проникали на дно колодцев в Сиене (старый город Египта). Однако в это же самое время, например, в Александрии такое не наблюдали.

Этот факт использовал Эратосфен Киренский для определения угла, под которым Солнце находилось относительно Земли. Таким образом он установил, что данный угол равен 7 градусов 12 минут, или 1/50 часть окружности.

На основании полученного результата, учёный сделал вывод, что Сиена находится от Александрии на это значение. Так как географическое расстояние было 5 тысяч стадиев, значит земная окружность составляла 250 тысяч стадиев.

Но до сих пор непонятно, какие стадии применял Эратосфен. Потому как греческое значение подразумевает 178 метров, а например, египетское — 172,5 метров. Несмотря на это, его определение близко к современным подсчётам. Что разумеется, очень потрясает.

Полторы тысяч лет назад, все знали что Земля была центром вселенной. Пятьсот лет назад, все знали что Земля плоская, а пятнадцать минут назад, ты знал что люди были единственными на этой планете. Представь что ты будешь «знать» завтра.

Форма и радиус Земли

Уже в древности были версии о неидеальной форме планеты.

Другие учёные также пытались измерить радиус Земли. К примеру, Жан Рише наблюдал за Марсом из Кайенны. Он заметил уменьшение периода движения секундного маятника в отличие от парижского наблюдения. Что является подтверждением уменьшения силы тяготения на экваторе. Что, в свою очередь, показывало на то, что земная форма не идеальная окружность.

Также многие другие пытались разобраться с тем, как выглядит наша планета. Потому что от этого напрямую зависит радиус и диаметр Земли.

Стоит отметить, одно из самых важных градусных измерений. Его провёл В. Я. Струве. В основе работы лежит измерение дуги от Дуная до Финляндии. Она проходила по западной стороне России.

Между прочим, длина дуги была более 2800 км. Кроме того, её охват составил свыше 25 градусов, а это 1/14 часть всей планетной окружности.

Василий Яковлевич Струве (1793-1864)

Бесспорно, за всё время люди прилагали массу усилий и попыток определить все характеристики Земли. Сегодня мы знаем больше, чем когда-либо. Более того, мы определили, что радиус Земли в среднем составляет 6371 км. Помимо этого современная наука выяснила диаметр, радиус орбиты, расстояние от Земли до других небесных тел и многое другое.

Мы постепенно, хоть и медленно, разгадываем вселенские задачи и секреты.

Планета Земля

Источник