Длина дуги параллелей и меридианов на эллипсоиде Красовского, с учетом искажений от полярного сжатия Земли

Всем известно, что планета Земля обладает круглой формой. Но какие размеры имеет планета, мало кто сможет сказать. Какова длина окружности земли по экваториальной линии или по меридиану? Чему равен диаметр Земли? Постараемся ответить на эти вопросы максимально подробно.

Прежде всего рассмотрим основные понятия

, с которыми мы столкнёмся при ответе на вопрос о длине окружности Земли.

Что называют экватором? Это круговая линия, опоясывающая планету и проходящая через её центр. Экватор перпендикулярен оси земного вращения. Он удалён одинаково от одного и другого полюса. Экватор разделяет планету на два полушария, называемые Северным и Южным. Он играет большую роль в определении климатических поясов на планете. Чем ближе к экватору, тем климат жарче, ведь этим территориям достаётся больше солнечного света.

Что такое меридианы? Это такие линии, которые разделяют весь земной шар

. Всего их 360, то есть каждая доля между ними равняется одному градусу. Меридианы пролегают через полюса планеты. По меридианам считают географическую долготу. Отсчёт начинается от нулевого меридиана, который также именуют Гринвичским, поскольку он пролегает через Гринвичскую обсерваторию в Англии. Долготу называют восточной или западной — в зависимости от того, в каком направлении идёт отсчёт.

В древние времена

Впервые окружность Земли измерили ещё в Древней Греции. Это был математик Эратосфен из города Сиены. В то время уже было известно

, что планета обладает шаровидной формой. Эратосфен наблюдал за Солнцем и заметил, что светило в одно и то же время суток при наблюдении из Сиены расположено точно в зените, а в Александрии оно имеет угол отклонения.

Эти измерения производились Эратосфеном в день солнцестояния в летний период. Учёный измерил угол и обнаружил, что его величина составляет 1/50 часть от целой окружности, равняемой 360 градусам. Зная хорду угла в один градус, её нужно умножить на 360. Затем Эратосфен взял в качестве длины хорды интервал между двумя городами (Сиеной и Александрией), предположил, что они находятся на одном меридиане, произвёл расчёты и назвал цифру 252 тысячи стадий. Это число и означало окружность Земли.

Для того времени подобные измерения

считались точными, ведь никаких способов измерить величину окружности Земли более точно, не существовало. Современные учёные признаются, что величина, посчитанная Эратосфеном, получилась довольно точной, несмотря на то, что:

  • эти два города — Сиена и Александрия не расположены на одном меридиане;
  • древний учёный получил цифру, исходя из дней пути верблюдов, а ведь ходили они не по идеально прямой линии;
  • неизвестно, какой прибор применял учёный для измерения углов;
  • непонятно, чему равнялся стадий, используемый Эратосфеном.

Тем не менее, учёные до сих пор придерживаются мнения о точности и уникальности метода Эратосфена, впервые измерившего диаметр Земли.

Где проходит экватор?

Экватор разделяет Землю на Южное и Северное полушарие и выступает началом отсчета географической широты. Условная линия тянется через 14 стран, в числе которых Эквадор, Бразилия, Индонезия, Кения, Конго. В некоторых местах экватор проходит таким образом, что разделяет пополам отдельные населенные пункты и географические объекты.

В частности, непосредственно на линии расположены эквадорская столица Кито, бразильский город Макапа и эквадорский вулкан Вольф. Кроме того, экватор пересекает 33 острова в Индонезии, на африканском озере Виктория на реке Амазонка.

Российские исследования

Учёные из России в XIX веке также внесли свой вклад в вопрос измерения длины экватора. Исследования велись в Пулковской обсерватории. Руководил процессом В. Я Струве.

Если ранее Землю считали шаром идеальной формы, то позднее накопились факты, согласно которым сила земного притяжения уменьшалась от экватора к полюсам. Учёные пытались дать объяснение этому явлению

. Было несколько теорий. Самой популярной из них считалась теория о сжатии Земли со стороны того и другого полюса.

Чтобы проверить верность гипотезы, Французская академия организовала экспедиции в 1735 и 1736 годах. В результате учёные измерили длину экваториального и полярного градуса в двух точках земного шара — в Перу и Лапландии. Выяснилось, что на экваторе градус имеет меньшую длину. Таким образом выяснили, что окружность Земли полярная меньше окружности по экватору на 21,4 километра.

В наши дни, после безошибочных и точных исследований было установлено, что длина окружности Земли по экватору равна 40075,7 км, а по меридиану – 40008,55 км.

Также известно, что:

  • большая полуось Земли (радиус планеты по экватору) равен 6378245 метрам;
  • полярный радиус, то есть малая полуось, — 6356863 метрам.

Учёные посчитали площадь поверхности Земли

и определили цифру 510 миллионов кв. км. Суша занимает 29% от этой площади. Объем голубой планеты составляет 1083 миллиарда куб. км. Масса планеты определяется цифрой 6х10^21 тонн. Доля воды в этой величине составляет 7%.

Что такое экватор?

Экватором называют воображаемую линию, которая опоясывает нашу планету и проходит через ее центр. Линия проложена перпендикулярно оси вращения Земли и отстоит на одинаковом расстоянии от Северного и Южного полюса. Поскольку по своей форме планета не является строго шарообразной, при обозначении экватора ученые приняли условную окружность, радиус которой равняется усредненному радиусу Земли.

Что такое экватор и чему равна его длина?

Все линии, которые проходят к югу и северу от экватора, называются параллелями и уступают ему по протяженности. В районе экваториальной линии всегда царит жаркое лето, а день равняется ночи. Только здесь Солнце может находиться в зените, то есть светить строго вертикально по отношению к земной поверхности.

Видео

Посмотрите интересный эксперимент, демонстрирующий, каким способом Эратосфену удалось высчитать окружность Земли.

Экватор — это воображаемая круговая линия, которая опоясывает весь земной шар и проходит через центр Земли.

Линия экватора перпендикулярна оси вращения нашей планеты и находится на равном расстоянии от обоих полюсов.

Экватор: что это и зачем он нужен?

Итак, экватор — это воображаемая линия. Зачем серьезным ученым понадобилось воображать какие-то линии, очерчивающие Землю? Затем, что экватор, как и меридианы, параллели и прочие разделители планеты, которые существуют только в воображении и на бумаге, дают возможность производить подсчеты, ориентироваться в море, на суше и в воздухе, определять месторасположение различных объектов и т.д.

Экватор делит Землю на Северное и Южное полушария и служит началом отсчета географической широты: широта экватора равна 0 градусов. Он помогает ориентироваться в климатических поясах планеты. Приэкваториальная часть Земли получает самое большое количество солнечных лучей. Соответственно, чем дальше территории расположены от экваториальной линии и чем ближе они к полюсам, тем меньше солнца им достается.

Приэкваториальная область — это вечное лето, где воздух всегда горячий и очень влажный из-за постоянных испарений. На экваторе день всегда равен ночи. Солнце бывает в зените — светит вертикально вниз — только на экваторе и только дважды в год (в те дни, на которые приходятся дни равноденствий в большинстве географических поясов Земли).

Экватор проходит через 14 государств. Города, расположенные непосредственно на линии: Макапа (Бразилия), Кито (Эквадор), Накуру и Кисуму (Кения), Понтинак (остров Калиманта, Индонезия), Мбандака (Республика Конго), Кампала (столица Уганды).

Длина экватора

Экватор является самой длинной параллелью Земли. Его длина составляет 40.075 км. Первым, кто смог приблизительно вычислить протяженность экватора, был Эратосфен — древнегреческий астроном и математик. Для этого он измерял время, в течение которого солнечные лучи достигали дна глубокого колодца. Это помогло ему вычислить длину радиуса Земли и, соответственно, экватора благодаря формуле длины окружности.

Следует отметить, что Земля не является идеальной окружностью, поэтому радиус ее в разных частях немого отличается. К примеру, радиус на экваторе равен 6378,25 км, а радиус на полюсах — 6356,86 км. Поэтому для решения задач по вычислению длины экватора радиус принимают равным 6371 км.

Длина экватора является одной из ключевых метрических характеристик нашей планеты. Ее используют для вычислений не только в географии и геодезии, но в астрономии и астрологии.

А. Соколовский

Геометрия (древнегреческий: Гео -” земля “,-Metron” измерение “) первоначальное значение слова было- измерение Земли. Сегодня, геометрия имеет более широкий смысл: это раздел математики, занимающийся вопросами форм, размера, относительное положение в пространстве и свойства пространства. Геометрия возникла независимо в ряде ранних культур, как дисциплина практического знания, касающаяся длины, площади, объема, с элементами формальной математической науки.

Современные единицы измерения длины

Современные единицы измерения, связанные с размерами нашей планеты.

Метр

Первоначально метр был разработан, чтобы быть одной десятимиллионной (1/10, 000000) квадранта, расстояние между экватором и Северным полюсом. Иными словами, метр был определен как 1/10, 000000 расстояния от экватора Земли до Северного полюса измеряется по поверхности окружности (эллипсоида) Земли через долготу Парижа.

Используя данное значение, окружность идеально круглой Земле должна быть точно 40.000, 000 метров (или 40000 км). Но так как форма Земного шара не идеальная окружность а больше похожа на эллипсоид, то на сегодня официальная величина окружности Земли по линии долготы является 40,007.86 км.

Морская миля

Морская миля в основе окружности планеты Земля. Если вы разделите окружность Земли на 360 градусов, а затем разделить каждый градус на 60 минут, вы получите 21600 минут дуги.

1 морская миля определяется как 1 минута дуги (окружности Земли). Эта единица измерения используется всеми странами для воздушных и морских перевозок. Использование 40,007.86 км по официальным данным окружности нашей планеты, мы получим значение морских миль в километры: 1,852 км (40,007.86 / 21600)

Древние единицы измерения показывают, что наши предки были в состоянии измерить размеры нашей планеты с идеальной точностью …

Общая характеристика

Определение «экватор» характеризует форму Земли не как шарообразную, а как геоид — выпуклую, напоминающую эллипсоид, так как в результате вращения земной шар сплюснут с полюсов. Термин связан с латинским словом, означающим «уравновешивание».

В древние времена предпринимались попытки расчета протяженности экватора. Первые предположения о его длине озвучил математик Древней Греции Эратосфен в III веке до нашей эры.

Сначала он измерял время, на протяжении которого солнечные лучи достигали колодца, расположенного во дворе дома, затем математик вычислил радиус, длину экватора, материка и планеты.

Со временем ученые мира не оставляли попытки изучения экваториальной линии. В XVII веке ученый из Голландии Снеллиус предложил определять ее протяженность, не учитывая хребты и горы.

В русский язык термин пришел из Германии. Международным астрономическим сообществом и союзом геодезических наук было принято это условное название.

На высоте 35 786 километров над экватором расположена геостационарная орбита со спутниками связи. В этой линии планета вращается со скоростью 465 м/сек.

Длина экватора

Экватор является уникальным местом, поражающим интересными явлениями. Например, в результате влияния центробежной силы туристы могут наблюдать необычные явления в санузлах отелей. Вода в раковине или ванной не образует воронку при стекании в отверстие, она стекает ровно. В Южном полушарии жидкость уходит в сливное отверстие по часовой стрелке, в Северном — в обратном направлении.

Ученые доказали факт, что человек на экваторе весит меньше, чем в другой точке планеты. Если, стоя на экваториальной линии, человек соединит большой и указательный палец вместе, другой человек не сможет их разжать или сделает это с большим трудом. Но отойдя на пару шагов на север или юг, разъединить пальцы можно без труда.

Чему равна длина экватора?

Для этого ему пришлось измерить время, в течение которого лучи Солнца достигали колодца в его дворе, а затем вычислить длину радиуса планеты и, соответственно, экватора. Согласно его расчетам, экваториальная линия равнялась 39 690 км, что с небольшой погрешностью практически соответствует современному значению.

Впоследствии рассчитать длину экватора пытались астрономы и математики многих стран мира. В начале XVII столетия голландский ученый Снеллиус предложил определять протяженность линии без учета находящихся на ней преград (возвышенностей, горных хребтов), а в в 1941 году советский геодезист Федор Красовский сумел вычислить длину эллипса Земли, которая в настоящее время является эталоном при научных исследованиях.

Реальная длина экватора, составляющая 40 075,696 км, была принята за основу международными организациями IAU и IUGG с учетом погрешности в 3 метра, которые отражают существующую неопределенность в среднем радиусе планеты.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: