Πολύ συχνά ηθελημένα σκεφτόμαστε φαινομενικά περίεργες και ανούσιες ερωτήσεις. Πολύ συχνά μας ενδιαφέρουν οι αριθμητικές τιμές κάποιων παραμέτρων, καθώς και η σύγκρισή τους με άλλες, αλλά γνωστές σε εμάς ποσότητες. Πολύ συχνά, τέτοιες ερωτήσεις έρχονται στο μυαλό των παιδιών και οι γονείς πρέπει να τις απαντήσουν.
Ποιος είναι ο όγκος της Γης; Μπορεί να είναι δύσκολο να απαντηθεί η ερώτηση, επειδή ο εγκέφαλος είναι πολύ απρόθυμος να θυμηθεί εκείνες τις ποσότητες που σπάνια χρειάζεται να εφαρμόσει στη ζωή. Αν ακούσατε την απάντηση σε αυτήν την ερώτηση πριν από πολύ καιρό, σήμερα είναι απίθανο να τη θυμάστε, καθώς δεν σας ήταν χρήσιμη από τότε.
Πριν δώσουμε μια ακριβή απάντηση και συγκρίνουμε τον όγκο της Γης με τις ποσότητες που γνωρίζουμε, ας βουτήξουμε στην ιστορία της γεωμετρίας. Εξάλλου, αυτή η επιστήμη δημιουργήθηκε αρχικά για να μετρήσει τα διάφορα χαρακτηριστικά του πλανήτη μας.
Ιστορία
Η γεωμετρία ξεκίνησε στην αρχαία Αίγυπτο. Οι άνθρωποι πολύ συχνά χρειάζονταν (όπως τώρα) να βρουν τις αποστάσεις μεταξύ των πόλεων, να μετρήσουν ορισμένα αντικείμενα, να μετρήσουν την περιοχή της γης,που τους ανήκε. Χάρη σε όλα αυτά, εμφανίστηκε μια ειδική επιστήμη - η γεωμετρία (από τις λέξεις "geo" - η Γη και "metros" - για μέτρηση). Και αρχικά περιορίστηκε μόνο σε εφαρμοσμένη εφαρμογή. Αλλά ορισμένες μετρήσεις απαιτούσαν πιο σύνθετους υπολογισμούς. Τότε, στην αυγή της ανάπτυξης αυτής της επιστήμης, εμφανίστηκαν φιλόσοφοι και επιστήμονες όπως ο Πυθαγόρας και ο Ευκλείδης.
Όταν χτίζετε ακόμα και με την πρώτη ματιά απλές κατασκευές, είναι απαραίτητο να μπορείτε να μετρήσετε πόσο υλικό θα χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή, να υπολογίσετε τις αποστάσεις μεταξύ των σημείων και τις γωνίες μεταξύ ευθύγραμμων επιπέδων. Πρέπει επίσης να γνωρίζετε τις ιδιότητες των απλούστερων γεωμετρικών σχημάτων. Έτσι, οι αιγυπτιακές πυραμίδες, που χτίστηκαν τον 2ο-3ο αιώνα π. Χ. ε., εκπλήσσουν με την ακρίβεια των χωρικών τους σχέσεων, αποδεικνύοντας ότι οι κατασκευαστές τους γνώριζαν πολλές γεωμετρικές θέσεις και είχαν μεγάλη βάση για ακριβείς μαθηματικούς υπολογισμούς.
Στη συνέχεια, με την ανάπτυξη της γεωμετρίας, έχασε τον αρχικό της σκοπό και διεύρυνε το πεδίο εφαρμογής του. Σήμερα είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς οποιαδήποτε παραγωγή χωρίς υπολογισμούς χρησιμοποιώντας γεωμετρικές μεθόδους.
Στην επόμενη ενότητα, θα μιλήσουμε για μεθόδους μέτρησης ορισμένων γεωμετρικών χαρακτηριστικών για διαφορετικά σώματα.
Μέτρηση σώματος
Για ορθογώνια σώματα, οι μετρήσεις όγκου και εμβαδού είναι οι απλούστερες. Απλά πρέπει να γνωρίζετε το πλάτος, το μήκος και το ύψος του σχήματος για να μάθετε όλα όσα χρειάζεστε για αυτό. Ο όγκος ενός ορθογώνιου σώματος είναι το γινόμενο τριών χωρικών μεγεθών. Η περιοχή ενός τέτοιου σχήματος είναιδιπλάσιο από το άθροισμα των κατά ζεύγη γινομένων των πλευρών. Αν αναπαραστήσουμε αυτούς τους τύπους μαθηματικά, τότε η ακόλουθη ισότητα θα ισχύει για τον όγκο: V=abc και για την περιοχή: S=2(ab+bc+ac).
Αλλά για μια μπάλα, για παράδειγμα, αυτοί οι τύποι είναι πολύ άβολοι. Για να υπολογίσετε τη διάμετρο της μπάλας (και από αυτήν την ακτίνα), απαιτείται να την περικλείσετε σε έναν κύβο, με τον οποίο θα ήταν σε επαφή σε έξι σημεία. Το μήκος (πλάτος ή ύψος) αυτού του κύβου θα είναι η διάμετρος της μπάλας. Αλλά είναι πολύ πιο εύκολο να μάθετε αμέσως τον όγκο της μπάλας βυθίζοντάς την σε ένα δοχείο γεμάτο μέχρι το χείλος. Μετρώντας τον όγκο του νερού που χύνεται, μπορούμε να μάθουμε τον όγκο της μπάλας. Και δεδομένου ότι ο τύπος για τον όγκο της μπάλας είναι V=4/3πR3, μπορούμε να βρούμε την ακτίνα, η οποία θα βοηθήσει στην εύρεση περαιτέρω χαρακτηριστικών του σώματος.
Υπάρχει ένας άλλος ενδιαφέρον τρόπος μέτρησης του όγκου μιας μπάλας, τον οποίο θα καλύψουμε στην επόμενη ενότητα.
Πώς να μετρήσετε τον όγκο της Γης;
Και αν το σώμα είναι πολύ μεγάλο, σαν πλανήτης, πώς να μετρήσετε με ακρίβεια τον όγκο και την επιφάνειά του; Πρέπει να καταφύγουμε σε πιο ενδιαφέρουσες και εξελιγμένες μεθόδους.
Ας ξεκινήσουμε από μακριά. Όπως γνωρίζετε, αν φανταστείτε μια μπάλα σε δισδιάστατο χώρο, παίρνετε έναν κύκλο. Ας υποθέσουμε ότι από κάποιο σημείο δύο ακτίνες πέφτουν πάνω στην μπάλα σε δύο διαφορετικά σημεία όχι μακριά η μία από την άλλη. Αν κοιτάξετε προσεκτικά, θα δείτε ότι πέφτουν στην επιφάνεια από διαφορετικές γωνίες. Με απλές γεωμετρικές κατασκευές, μπορείτε να δείτε ότι από το κέντρο της μπάλας μπορείτε να σχεδιάσετε γραμμές που συνδέουν αυτά τα δύο σημεία. Μεταξύ τους, αυτές οι γραμμές θα σχηματίσουν μια ορισμένη γωνία, η οποία θα αντιστοιχείπρομετρημένη απόσταση μεταξύ αυτών των σημείων. Έτσι, γνωρίζουμε το μήκος του τόξου που αντιστοιχεί σε οποιαδήποτε γωνία. Δεδομένου ότι υπάρχουν μόνο 360 μοίρες σε έναν κύκλο, μπορούμε εύκολα να βρούμε την περιφέρεια ενός κύκλου. Και από τον τύπο της περιφέρειας κύκλου βρίσκουμε την ακτίνα, από την οποία υπολογίζεται ο όγκος χρησιμοποιώντας τον γνωστό τύπο.
Αυτός είναι ο τρόπος για να βρείτε τον όγκο των μεγάλων σωμάτων, συμπεριλαμβανομένων των ουράνιων. Ακόμη και στην αρχαιότητα, οι Έλληνες το χρησιμοποιούσαν για να μάθουν περισσότερα δεδομένα για τη Γη. Υπολόγισαν λοιπόν τον όγκο της Γης. Αν και, φυσικά, αυτά τα δεδομένα είναι κατά προσέγγιση, γιατί υπάρχουν πολλά σφάλματα που δεν λαμβάνονται υπόψη με αυτήν τη μέθοδο μέτρησης.
Πριν απαντήσουμε στην κύρια ερώτηση, ας δούμε πώς μετρώνται σήμερα τέτοια σύνθετα μεγέθη με το μικρότερο δυνατό σφάλμα.
Σύγχρονες μέθοδοι μέτρησης
Σήμερα έχουμε πολλές προηγμένες τεχνολογίες που μας επιτρέπουν να βελτιώσουμε τους υπολογισμούς των αρχαίων επιστημόνων σχετικά με διάφορα χαρακτηριστικά της Γης. Για αυτό, τον περασμένο αιώνα, η ανθρωπότητα χρησιμοποίησε δορυφόρους σε τροχιά. Μπορούν να μετρήσουν την περιφέρεια του πλανήτη μας με τη μεγαλύτερη ακρίβεια και με βάση αυτά τα δεδομένα να υπολογίσουν την ακτίνα, γνωρίζοντας ποια, όπως έχουμε ήδη ανακαλύψει, είναι εύκολο να βρούμε τον όγκο της Γης.
Ήρθε η ώρα να μάθετε τον ακριβή αριθμό και να τον συγκρίνετε με τις τιμές που γνωρίζουμε.
Ποιος είναι ο όγκος της Γης;
Φτάσαμε λοιπόν στο κύριο σημείο αυτού του άρθρου. Ο όγκος της Γης είναι 1.083.210.000.000 km3. Είναι πολύ; Εξαρτάται με τι το συγκρίνεις. Από αυτάαντικείμενα που μπορούμε να συγκρίνουμε με αυτήν την τιμή, μόνο ένα άλλο ουράνιο σώμα είναι κατάλληλο. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι ο όγκος της Σελήνης είναι μόνο δύο τοις εκατό του όγκου της Γης.
Υπάρχουν επίσης πλανήτες, όπως ο Δίας, που έχουν τεράστιο όγκο λόγω του ότι έχουν μικρή πυκνότητα και μεγάλη επιφάνεια. Ο όγκος της Γης θα μπορούσε επίσης να είναι μεγαλύτερος εάν αποτελούνταν κυρίως από αέρια και όχι από στερεές και υγρές ουσίες.
Αίτηση
Χρειαζόμαστε τέτοιες αξίες μάλλον για συμφέρον. Αλλά στην πραγματική ζωή χρησιμοποιούνται πολύ ενεργά. Στην αστρονομία, ποσότητες όπως ο όγκος της Γης, η μάζα της Γης, η ακτίνα της Γης χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της τροχιάς των δορυφόρων που εκτοξεύονται από την επιφάνεια του πλανήτη μας. Επίσης, αυτά τα δεδομένα μπορούν να είναι χρήσιμα για πιο βασική έρευνα. Είναι ενδιαφέρον να χρησιμοποιηθούν αυτά τα δεδομένα στη γεωγραφία και τη γεωλογία, επειδή ο υπολογισμός του όγκου της Γης ενδιαφέρει τη γεωλογική εξερεύνηση και μια κατά προσέγγιση εκτίμηση των κοιτασμάτων ορυκτών.
Σφάλματα
Όπως γνωρίζετε, παντού υπάρχουν λάθη. Και στον υπολογισμό του όγκου της Γης υπάρχουν αρκετά από αυτά. Πιο συγκεκριμένα, μόνο ένα σφάλμα συμβάλλει στις μετρήσεις, αλλά είναι το πιο σημαντικό. Αυτό συμβαίνει επειδή η γη δεν είναι τέλεια στρογγυλή. Είναι πεπλατυσμένο στους πόλους και έχει επίσης επιφανειακές ανωμαλίες με τη μορφή βαθουλωμάτων και βουνών. Αν και ο πλανήτης καλύπτεται από ατμόσφαιρα και τα περισσότερα από αυτά τα φαινόμενα που επηρεάζουν τις μετρήσεις εξομαλύνονται, η μέτρηση της πυκνότητας είναι πολύ δύσκολη.
Συμπέρασμα
Σωματικήτα χαρακτηριστικά της Γης ήταν πάντα ένα αρκετά σημαντικό θέμα για όλους. Συμβαίνει να μην είναι ξεκάθαρο για ποιο λόγο, αλλά θέλω να μάθω την απάντηση στο ερώτημα πόσο τοις εκατό της επιφάνειας του πλανήτη καταλαμβάνεται από τους ωκεανούς ή πόσος είναι ο όγκος της Γης. Σε αυτό το άρθρο, προσπαθήσαμε όχι μόνο να δώσουμε μια ακριβή απάντηση, αλλά και να πούμε πώς και με ποια βοήθεια υπολογίστηκε.
