Представление человека о строении планеты, о звездах и солнце формировалось на протяжении возникновения и смены цивилизаций. До современников дошли труды египетских ученых и более ранние факты, свидетельствующие о том, что люди пытались выяснить, на какой планете живут.

• Древние вопросы
• Современные исследования
• Физические фигуры
• Площадь планеты
• Первооткрыватель известных фактов
• Последователи ученого
• Радиус планеты
• Предел точности
• Центр планеты

Древние вопросы

Какую форму имеет Земля, ее размеры и расстояние до других объектов солнечной системы?

Сейчас многие факты, которые ранее были недоступны, известны в мельчайших подробностях. Освоив космическое пространство, человечество знает, как выглядит Земля в целом.

Самым интересным и спорным до некоторого времени вопросом, была форма и размеры Земли. Во времена Античности и Средневековья за предположения о шарообразной форме ученые изгонялись и даже подвергались казни. Сейчас этим фактом не удивить даже маленького ребенка.

Современные исследования

Форма планеты досконально была изучена лишь в середине 20 века, когда спутники из космоса смогли прислать снимки с красотами планеты. Кроме того, что она имеет голубой вид сверху, стало понятно, что она не идеальной сферической формы. Какие же изменения произошли после этого в определении понятий форма и размеры Земли?

Планета с полюсов немного сплюснута. Ее форму определяют с точностью астрофизики и математики, геодезисты и космонавты. Эти данные нужны для точности расчетов, но обычным обывателям достаточно знать, что наша планета — это шар.

Физические фигуры

Физики выделяют две фигуры похожие на форму планеты, это геоид и эллипсоид. Геоид, так называется форма Земли в общепринятом варианте, а вот эллипсоид служит идеальным показателем в математических формулах для описания планеты. Вращение, описанное с помощью эллипсоида, получается правильным, что с геодиом составляет огромные сложности.

Чтобы разобраться, почему же не получается идеальной формы шара, нужно знать физические законы. Один из них показывает, что при вращении планеты вокруг себя, возникает центробежная сила в районе экватора. Полюса такой силы не имеют, поэтому и образуется разница.

Площадь планеты

Кроме формы, ученые сумели подсчитать общую площадь поверхности Земли. По официальным данным она составляет 510,072 млн. квадратных километров. Кажется, что это большая цифра, но большую часть (почти 70%) приходится на покрытые водой поверхности, этот объем составляют океаны, моря и реки. На сушу остается немногим больше 30%. В Квадратных километрах это 148,940 млн. Если разделить площадь поверхности, то есть ее материки и острова, на примерное количество человек, живущее на планете, то каждый из них получит по 0,02 км суши. Это уже совсем небольшая цифра. А еще стоит отметить, что в эти части суши входят и горные массивы и пустыни.

Первооткрыватель известных фактов

Что планета круглая не остается сомнений, но кто/доказал это утверждение раньше всех? Первым определил размеры Земли математик из Древней Греции по имени Эратосфен из города Сиена. Ученый долго наблюдал за Солнцем, и обратил внимание на тот факт, что если в одной части планеты (в Сиене) солнце в зените, то в другой ее части (в Александрии) оно отклоняется на определенный угол. Астрономическими инструментами, которыми располагал Эратосфен в 3 веке нашей эры, помогли ему зафиксировать угол в день летнего солнцестояния. Свои замеры ученый проводил на протяжении нескольких лет. Эратосфен произвел необходимые вычисления, основываясь на предположении, что эти два города лежат на одном меридиане, получил окружность земного шара, в переводе на километры современной величины равна 6278.
а цифра очень близка к истинному значению, с ее помощью можно узнать расстояние до центра Земли, учитывая, что ученый не мог точно измерить расстояние между городами, в его времени это осуществлялось по скорости каравана верблюдов. Его расчеты оказались чуть менее точными, потому что в реальности радиус окружности Земли составляет 6371 километр или, отвечая на вопрос, какой диаметр, он равен 12 743 км.

Последователи ученого

Кроме Эратосфена, и другие ученые в разные времена пытались сделать свое открытие и уточнить окружность планеты, тем самым определить расстояние до центра Земли. Одним из таких деятелей был голландец Сибелиус. В его руках был более современный для того времени прибор – теодолит. Произошло это в 17 веке. Еще до Сибелиуса, в 9 веке ученые пытались определить размер земного шара по градусам. Но такие измерения были трудоемкими и почти невыполнимыми, так как сталкивались с проблемами горных вершин, рек, озер и селений. То есть, по пересеченной местности выполнить линейные измерения в точности не представлялось возможным. Лишь в 17 веке, с изобретением метода триангуляции эта проблема была решена.

Способ строится на построении треугольников и измерении базиса каждого из них.

Радиус планеты

В 17 веке многие ученые вели дискуссии на тему разницы земного притяжения в разных точках планеты. Вскоре проявилось достаточно фактов, что действительно притяжение ближе к северному полюсу снижается.
ичиной этому могло стать лишь сжатие полюсов. Сейчас точно известно, что расстояние до центра Земли короче всего именно у полюсов. Подтвердить эту гипотезу отправились две экспедиции. Одна должна была подсчитать полярный радиус, другая – экваториальный. Происходили эти события в 1735-36 годах. Тогда же было доказано, что радиус полюсов длиннее, чем экваториальный. Позже исследования в этой области продолжались и сейчас известна точная цифра расхождения между двумя радиусами, это /длина/ равна 21,4 км.

Точные значения окружности и радиусы земного шара:

• По экватору окружность земного шара – 40 075,7 км;
• По меридиану – 40 008,55 км;
• Радиус большой полуоси – 6 378,2 км;
• Радиус малой полуоси – 6 356,8 км;
• Средний диаметр – 12 743,2 км;
• Расстояние до центра Земли- 6371,3 км.

Предел точности

Параметры планеты не зафиксированы окончательно. С каждым годом ученые проводят все новые методы и способы исследования окружности, площади и прочих параметров. Оказывается, что используя самые передовые технологии можно получать разные данные. Например, диаметр окружности у Земли, посчитанный в 2000-м году отличается на 5 мм от тех данных, что получили в 2007 году. Это не говорит о непрофессионализме ученых или о сжатии Земли, скорее всего, наука идет по пути прогресса, и вводятся более точные приборы для измерения, так что ширина, как и другие параметры, может варьироваться со временем.

Современные лаборатории используют следующие методы в своих исследованиях:

• Радиоволны. Их значение измеряют несколько десятков радиотелескопов по всему миру.
• Измерение расстояние лазером от спутника в космосе до поверхности планеты.
• GPS – программы.

Центр планеты

Еще один не менее любопытный момент, так это расстояние до центра планеты. Эта цифра также известна достаточно точно – 6371,3 км. Многие помнят, что в основе планеты есть ядро. Расстояние до него еще меньше, примерно 2900 км. Преодолеть расстояние до центра Земли не под силу ни одному человеку. Температура ядра очень высока, эта цифра доходит до 5000 градусов. 

 

Форма, размеры и движение Земли | География 6 класс #4 | Инфоурок

 

1.2 Форма и размеры Земли

Источник: uchim.guru

Историческая справка

Конечно же, люди далеко не сразу выяснили, что наша планета имеет круглую форму. В глубокой древности наши далекие предки считали, что она представляет собой диск, покоящийся на черепахах и слонах. Объяснялось это, прежде всего тем, что из-за огромных размеров планеты, ее «кривизна» зрительно не заметна человеческому глазу, и поэтому Земля производит впечатление плоской, относительно ровной поверхности. А небольшой сдвиг линии горизонта можно увидеть лишь с огромной высоты.

Соответственно, в древности многие люди даже и мысли не допускали о том, что Земля может иметь форму шара и искренне верили, что есть та точка, где она заканчивается. Самые отчаянные путешественники на протяжении долгих столетий предпринимали попытки достичь края Земли и посмотреть что же находится за гранью… Но как вы сами понимаете, никому из них это не удалось.

Впервые люди стали задумываться о том, что Земля имеет форму шара в VII в до н.э., в древней Греции. Известно, что одним из приверженцев данной теории, которая многим тогда казалась невероятной, был Аристотель. Ученный в течение многих лет собирал доказательства, желая убедить своих современников в верности данного предположения.

В качестве основных аргументов он использовал не только свидетельства различных путешественников, но и то, что пейзаж звездного неба над головами людей постоянно менялся, а во время затмений на луну ложилась круглая, а не плоская тень от Земли. Более того со временем в правоту данной теории стало верить все больше и больше путешественников, которым удавалось уйдя из одной точки планеты вернутся туда, и при этом ни разу не увидеть так называемый мифический край Земли.

Форма Земли

Спустя столетия ученные все таки доказали правоту Аристотеля и других его научных соратников.

Сейчас шарообразная форма Земли является неоспоримым научными фактом, как и то, что она все время движется вокруг солнца по орбите Венеры и Марса со средней скоростью чуть менее 30 км/с.

Для многих станет откровением факт, что на самом деле Земля совершает полный оборот вокруг своей оси не за сутки, как принято считать, а за 23 часа 56 минут и 4,1 секунды.

Понимание о том какова форма Земли и ее размеры сформировалось также не сразу, а в течение длительных исследований. И самое интересное здесь то, что вопреки всеобщему мнению планета имеет форму более похожую не на шар, а на эллипс. Сейчас доподлинно известно, что Земля похожа на огромный объемный овал немного «придавленный» в районе полюсов и растянутый в экваториальной зоне.

В 1873 году было предложенное условное название для данной фигуры «Геоид» (что в переводе означает землеподобный), которое используется и по сей день. Геоид планеты это геометрически сложная поверхность, чья форма близка к эллипсоиду, но не является идеально ровной фигурой. Она просто максимально близка к эллипсоиду со сжатием 1:298,2.

Планета вращается по своей оси таким образом, что точки ее полюсов остаются, практически, не подвижны. Условную линию, опоясывающую земной «шар» на одинаковом расстоянии от полюсов принято называть экватором, серединой Земли. Те линии, которые на различных картах оплетают планету параллельно экватору, называют параллелями, а те, что соединяют полюса – меридианами.

По данным линиям специалисты определяют географические координаты той или иной точки, то есть ее широту(по параллелям) и долготу (по меридианам).

При этом широта определяет расстояние от точки до экватора и подразумевает показатели от 90º северной широты до 90º южной широты. Долгота в свою очередь может быть западной или восточной и измеряется от 0 до 180°.

Размер Земли

Со временем ученные нашли ответы на все вопросы, которые не давали покоя нашим древним предкам. Они не только доказали, что Земля круглая, но и смогли ее измерить.

Как стало известно благодаря исследованиям, длина радиусов Земли различается:

• Средний радиус планеты равен 6371 км.;
• Длинна полярного радиуса составляет 6356 км;
• Экваториальный радиус – 6378 км.

Мы уже говорили, что Земля представляет собой фигуру похожую на эллипс, с самым широким обхватом в районе экватора, длина которого составляет суть более 40 тысяч км.

Как вы видите. Наша планета огромна. Ее площадь составляет 510,2 млн. км²., а вес — 5,976·10²⁴ кг.

Известна даже средняя плотность планеты — 5518 кг на один кубический метр.

Стал известен также и возраст планеты. В соответствии с актуальными сейчас научными теориями Земля образовалась порядка 4,5-4,7 миллиардов лет назад, а возраст наиболее древних горных пород превышает 200 миллионов лет.

Теперь вы знаете точный размер планеты Земля, а также то, что она имеет форму эллипса, а не шара.

Источник: razmery.qoon.ru

Земля вращается вокруг воображаемой прямой — так называемой земной оси.
чки пересечения земной оси с земной поверхностью называются полюсами. Их два: Северный и Южный. Линия пересечения поверхности земного шара плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно земной оси, называется экватором. Плоскости, пересекающие земную поверхность параллельно плоскости экватора, образуют параллели, а плоскости, проходящие через два полюса, — меридианы. Из-за вращения вокруг своей оси и возникающей при этом центробежной силы, Земля немного сплюснута у полюсов и ее большая полуось (экваториальный радиус, rc) почти на 21,4 км больше, чем расстояние от центра Земли до полюсов. Такой сплюснутый у полюсов шар называется сфероидом или эллипсоидом вращения. <img src="//otvet.imgsmail.ru/download/92c15e2db568523db2ecdfc46cc07a49_i-1773.gif" > В России для геодезических и картографических работ используют эллипсоид Ф. Н. Красовского (назван в честь ученого, под руководством которого велись расчеты) . Его размеры таковы: экваториальный радиус — 6378,2 км, полярный радиус — 6356,8, длина меридиана — 40008,5 км, длина экватора — 40075,7 км, площадь поверхности Земли — 510 млн. км2. В действительности фигура Земли еще сложнее. Она отклоняется от правильной формы сфероида из-за неоднородного строения недр и неравномерного распределения массы. Истинная геометрическая фигура Земли называется геоидом ("землеподобным"). Геоид — это фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести, т.
отвесу. <img src="//otvet.imgsmail.ru/download/92c15e2db568523db2ecdfc46cc07a49_i-1774.gif" > Поверхность геоида совпадает с уровенной поверхностью Мирового океана (мысленно продолженной под материками и островами) . Поднятия и опускания геоида над сфероидом составляют 500-100 м. Физическая же поверхность Земли, осложненная горами и впадинами не совпадает и с поверхностью геоида, отступая от него на несколько километров. Сила тяжести постоянно стремится выровнять поверхность Земли, привести ее в соответствие с поверхностью геоида.

Источник: touch.otvet.mail.ru

Окружность Земли по экватору 40000 км, а сколько км будет если мерить через полюса?

Именно благодаря вращению образовалась выпуклость вокруг экватора. Исходя из предпосылки, что Земля имеет форму шара, а окружность равна 360 градусам, находим расстояние (хорду) между двумя точками, расположенными на расстоянии градуса и умножаем на 360. Просто? Длина экватора учеными высчитана по формуле 2πR, несмотря на то, что Земля имеет не шарообразную форму, а вытянута в виде эллипса (шара, сплюснутого у полюсов).

Какая длина экватора Земли?

40 075 километров — такова длина экватора. Экватор делит поверхность земного шара на Северное и Южное полушария и служит началом отсчёта географической широты. Это воображаемая линия, которая проходит по поверхности Земли в плоскости, проходящей через ее центр и перпендикулярной оси вращения планеты. Однако достижение границы между Северным и Южным полушариями все равно не позволило определить, чему равна длина экватора. Измеряя время, в течение которого солнечные лучи достигали дна колодца, ученый смог вычислить радиус земного шара и узнать, какова длина экватора.

В результате внутренних процессов в недрах планеты происходит постепенное разогревание ядра и выделение водорода. Данная теория, кроме всего прочего, дает возможность объяснить и массовое вымирание за короткий промежуток времени многих видов древних животных, так называемое триасовое побоище. Так что со временем длина экватора будет увеличиваться.

Чему равна окружность Земли в километрах — как посчитали эту величину? Какова длина окружности земли по экваториальной линии или по меридиану? Это круговая линия, опоясывающая планету и проходящая через её центр. Экватор перпендикулярен оси земного вращения. Учёный измерил угол и обнаружил, что его величина составляет 1/50 часть от целой окружности, равняемой 360 градусам. Выяснилось, что на экваторе градус имеет меньшую длину. Таким образом выяснили, что окружность Земли полярная меньше окружности по экватору на 21,4 километра.

Какой размер имеет окружность Земли

Кто из нас на память назовет, сколько километров содержит окружность Земли по экватору? Кто в курсе, когда и каким образом была впервые измерена длина земной окружности? Измерив данный угол с помощью астрономических инструментов, ученый установил, что он составляет 1/50 часть полной окружности. Таким образом, достаточно знать хорду угла в 1 градус (т. е. расстояние между точками на поверхности Земли, лежащими на лучах с угловым расстоянием между ними в 1 градус).

Линия экватора перпендикулярна оси вращения нашей планеты и находится на равном расстоянии от обоих полюсов. Это помогло ему вычислить длину радиуса Земли и, соответственно, экватора благодаря формуле длины окружности. К тому же в других статьях Эратосфен вычислил Экватор с помощью угла наклона тень когда Солнце освещало дно колодца!! 1. Линия, проходящая по поверхности Земли (экватор), не может проходить и через центр Земли, как у вас написано.

Эратосфен будто бы измерял углы с точностью до угловых секунд и разница широт Александрии составила у него 7° 6,7′, то есть 7х60=420+6,7=426,7 морских миль (угловых минут). Непонятно какой стадий использован Эратосфеном для измерения расстояний и т.п. Первый угол опирается на дугу от конца тени гномона до его основания, а второй — на дугу с центром в центре Земли, проведённую от Сиены до Александрии. Эти дуги подобны между собой, поскольку на них опираются равные углы. И какое отношение имеет дуга на чаше к своему кругу, такое же отношение имеет и дуга от Сиены до Александрии .

Измерение окружности Земли

Вот простой способ измерения окружности (и диаметр) Земли , который скорее всего был использован древними астрономами. Идеальным выбором была бы Звезда, которая близко расположена к небесной оси Северного полюса (с указанием центра оси вращения Земли). Угловой диаметр Луны и Солнца почти одинаковы: 0,5 градуса. Если один из наших астрономов делал это измерение от места расположения в точке(A) возле Гизы (30 0 С), звезда Мицар должна была появиться около 41 градусов над местным горизонтом.

Общая протяженность этой дуги превысила 2800 км. Она охватывала более 25 градусов, что составляет почти 1/14 часть земной окружности. Теоремы Клеро устанавливают связь между формой Земли, ее вращением и распределением силы тяжести на ее поверхности, тем самым были заложены основы нового направления науки — гравиметрии. Геоид — условная поверхность равного потенциала (поверхность равновесия), совпадающая с поверхностью свободно покоящейся воды в открытом океане. Очевидно, что рельеф литосферы в океанах располагается ниже поверхности геоида, а на материках — выше (говорят: «высота над уровнем моря»).

Еще совсем недавно, в 1862 г., немецкий ученый П. Иоселиани, определяя «глубину толстоты земного шара», получил 4536,8 км, что в 11/2 раза меньше действительной величины. Трудно поверить, но еще в 1876 г. в Петербурге была издана брошюра под названием: «Земля неподвижна, популярная лекция, доказывающая, что земной шар не вращается ни около оси, ни около Солнца. В 1841 г. немецкий астроном Ф. Бессель, используя градусные измерения, вычислил радиус Земли и ее сжатие у полюсов, т. е. получил цифры, характеризующие основные элементы земного эллипсоида. Приходится считать также, что северное и южное полушария, как показал русский ученый А. А. Иванов, не вполне симметричны относительно плоскости экватора.

По своим размерам она превосходит только Меркурий, Марс и Плутон. Когда к Солнцу обращена область вокруг Северного полюса, в Северном полушарии лето, а в Южном — зима. Когда к Солнцу обращена область вокруг Южного полюса — наоборот. Мередиан–половина окружности, соответствует _______градусам и ________», категории «география».

Конечно, в результате подобных изучений Эратосфен вычислил приближенную длину радиуса Земли, а значит и экватора. Для вычисления земного экватора необходимо знать радиус планеты. На экваторе широта равна нулю. Длина экватора – это одна из основных характеристик любой планеты.

Магнитное поле Земли в первом приближении представляет собой диполь, полюсы которого расположены рядом с географическими полюсами планеты.

21,3 километра — настолько экватор дальше от центра Земли, чем ее полюса. Из-за вращения земной шар сплюснут с полюсов на 1/298 диаметра. 35 786 километров — на такой высоте над экватором расположена геостационарная орбита, на которой «висят» спутники связи. Сигнал со скоростью света идет туда-обратно всего четверть секунды.

Из-за наклона земной оси высота Солнца над горизонтом в течение года изменяется. Для Земли радиус сферы Хилла (сфера влияния земной гравитации) равен примерно 1,5 млн км[комм. 5]. Это максимальное расстояние, на котором влияние гравитации Земли больше, чем влияние гравитации других планет и Солнца.

Для измерения зенитного расстояния Солнца Эратосфен использовал в качестве угломерного прибора солнечные часы — скафис. Солнца составляет 47 градусов 42 минуты.

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.

Источник: estortenok.ru