Bardzo często, chcąc nie chcąc, myślimy o pozornie dziwnych i bezsensownych pytaniach. Bardzo często interesują nas wartości liczbowe niektórych parametrów, a także ich porównanie z innymi, ale znanymi nam wielkościami. Bardzo często takie pytania przychodzą na myśl dzieciom, a rodzice muszą na nie odpowiedzieć.
Jaka jest objętość Ziemi? Odpowiedź na to pytanie może być trudna, ponieważ mózg bardzo niechętnie zapamiętuje te ilości, których rzadko potrzebuje w życiu. Jeśli odpowiedź na to pytanie słyszałeś dawno temu, dziś raczej jej nie pamiętasz, ponieważ od tamtego czasu nie była dla Ciebie przydatna.
Zanim udzielisz dokładnej odpowiedzi i porównamy objętość Ziemi z wielkościami, które znamy, zanurzmy się w historii geometrii. W końcu nauka ta została pierwotnie stworzona, aby zmierzyć różne cechy naszej planety.
Historia
Geometria powstała w starożytnym Egipcie. Ludzie bardzo często potrzebowali (jak teraz) znaleźć odległości między miastami, zmierzyć określone obiekty, zmierzyć powierzchnię ziemi,które należały do nich. Dzięki temu pojawiła się specjalna nauka - geometria (od słów "geo" - Ziemia i "metros" - na miarę). I początkowo sprowadzało się to tylko do aplikacji aplikacyjnej. Ale niektóre pomiary wymagały bardziej skomplikowanych obliczeń. Wtedy, u zarania rozwoju tej nauki, pojawili się tacy filozofowie i naukowcy jak Pitagoras i Euklides.
Budując nawet na pierwszy rzut oka proste konstrukcje, trzeba umieć zmierzyć, ile materiału zostanie użyte do budowy, obliczyć odległości między punktami i kąty między prostymi płaszczyznami. Musisz także znać właściwości najprostszych kształtów geometrycznych. Tak więc piramidy egipskie, zbudowane w II-III wieku p.n.e. e. zadziwiają dokładnością swoich relacji przestrzennych, udowadniając, że ich budowniczowie znali wiele pozycji geometrycznych i mieli dużą bazę do dokładnych obliczeń matematycznych.
Wtedy, wraz z rozwojem geometrii, stracił swój pierwotny cel i rozszerzył swój zakres. Dziś nie można sobie wyobrazić produkcji bez obliczeń metodami geometrycznymi.
W następnej sekcji omówimy metody pomiaru pewnych cech geometrycznych dla różnych ciał.
Pomiar ciała
W przypadku brył prostokątnych najprostsze są pomiary objętości i powierzchni. Wystarczy znać szerokość, długość i wysokość figury, aby dowiedzieć się o niej wszystkiego, czego potrzebujesz. Objętość prostokątnego ciała jest iloczynem trzech wielkości przestrzennych. Powierzchnia takiej figury todwukrotność sumy iloczynów parami boków. Jeśli przedstawimy te wzory matematycznie, to dla objętości będzie prawdziwa następująca równość: V=abc i dla powierzchni: S=2(ab+bc+ac).
Ale na przykład dla piłki te formuły są bardzo niewygodne. Aby obliczyć średnicę kuli (a od niej promień), należy umieścić ją w sześcianie, z którym stykałaby się w sześciu punktach. Długość (szerokość lub wysokość) tego sześcianu będzie średnicą kuli. Ale o wiele łatwiej jest natychmiast sprawdzić objętość kulki, zanurzając ją w naczyniu wypełnionym po brzegi. Mierząc objętość wylanej wody, możemy określić objętość kuli. A ponieważ wzór na objętość kuli to V=4/3πR3, to z niego możemy znaleźć promień, który pomoże w znalezieniu dalszych charakterystyk ciała.
Istnieje inny ciekawy sposób pomiaru objętości kuli, który omówimy w następnym rozdziale.
Jak zmierzyć objętość Ziemi?
A jeśli ciało jest zbyt duże, jak planeta, jak dokładnie zmierzyć jego objętość i powierzchnię? Musimy uciekać się do bardziej interesujących i wyrafinowanych metod.
Zacznijmy od daleka. Jak wiesz, jeśli wyobrazisz sobie piłkę w dwuwymiarowej przestrzeni, otrzymasz okrąg. Załóżmy, że od pewnego momentu dwa promienie padają na kulkę w dwa różne miejsca, niedaleko od siebie. Jeśli przyjrzysz się uważnie, zobaczysz, że spadają na powierzchnię pod różnymi kątami. Dzięki prostym konstrukcjom geometrycznym widać, że ze środka kuli można narysować linie łączące te dwa punkty. Między sobą te linie utworzą pewien kąt, który będzie odpowiadałwstępnie zmierzona odległość między tymi punktami. W ten sposób znamy długość łuku odpowiadającego dowolnemu kątowi. Ponieważ w kole jest tylko 360 stopni, możemy łatwo znaleźć obwód koła. A ze wzoru na obwód koła znajdujemy promień, z którego oblicza się objętość według znanego wzoru.
To jest sposób na znalezienie objętości dużych ciał, w tym ciał niebieskich. Nawet w czasach starożytnych Grecy używali go, aby uzyskać więcej danych o Ziemi. Więc obliczyli objętość Ziemi. Chociaż oczywiście są to dane przybliżone, ponieważ istnieje wiele błędów, które nie są uwzględniane przy tej metodzie pomiaru.
Zanim odpowiemy na główne pytanie, przyjrzyjmy się, jak tak złożone wielkości są dzisiaj mierzone z najmniejszym możliwym błędem.
Nowoczesne metody pomiarowe
Dzisiaj dysponujemy wieloma zaawansowanymi technologiami, które pozwalają nam udoskonalać obliczenia starożytnych naukowców na temat różnych cech Ziemi. W tym celu w ubiegłym stuleciu ludzkość korzystała z orbitujących satelitów. Potrafią z największą dokładnością zmierzyć obwód naszej planety i na podstawie tych danych obliczyć promień, wiedząc, który, jak już się dowiedzieliśmy, jest łatwy do wyznaczenia objętości Ziemi.
Czas poznać dokładną liczbę i porównać ją z wartościami, które znamy.
Jaka jest objętość Ziemi?
Więc doszliśmy do głównego punktu tego artykułu. Objętość Ziemi wynosi 1 083 210 000 000 km3. Czy to dużo? To zależy od tego, do czego to porównasz. Od tychobiekty, które jesteśmy w stanie porównać z tą wartością, odpowiednie jest tylko inne ciało niebieskie. Możemy więc powiedzieć, że objętość Księżyca to tylko dwa procent objętości Ziemi.
Istnieją również planety, takie jak Jowisz, które mają ogromną objętość ze względu na małą gęstość i dużą powierzchnię. Objętość Ziemi mogłaby być również większa, gdyby składała się głównie z gazów, a nie z substancji stałych i ciekłych.
Aplikacja
Potrzebujemy takich wartości raczej dla zainteresowania. Ale w prawdziwym życiu są bardzo aktywnie wykorzystywane. W astronomii takie wielkości jak objętość Ziemi, masa Ziemi, promień Ziemi służą do obliczania orbity satelitów wystrzeliwanych z powierzchni naszej planety. Ponadto dane te mogą być przydatne w bardziej podstawowych badaniach. Interesujące jest wykorzystanie tych danych w geografii i geologii, ponieważ obliczenie objętości Ziemi jest interesujące dla eksploracji geologicznej i przybliżonej oceny złóż mineralnych.
Błędy
Jak wiesz, wszędzie są błędy. A przy obliczaniu objętości Ziemi jest ich całkiem sporo. Dokładniej, tylko jeden błąd wpływa na pomiary, ale jest on najbardziej znaczący. Dzieje się tak, ponieważ ziemia nie jest idealnie okrągła. Jest spłaszczony na biegunach, ma też nierówności powierzchniowe w postaci zagłębień i gór. Chociaż planeta jest pokryta atmosferą, a większość tych efektów wpływających na pomiary jest wygładzona, pomiar gęstości jest bardzo trudny.
Wniosek
Fizycznecharakterystyka Ziemi zawsze była dla wszystkich dość ważnym tematem. Zdarza się, że nie jest jasne, z jakiego powodu, ale chcę poznać odpowiedź na pytanie, ile procent powierzchni planety zajmują oceany lub jaka jest objętość Ziemi. W tym artykule staraliśmy się nie tylko podać dokładną odpowiedź, ale także opowiedzieć, jak i z jaką pomocą została ona obliczona.
