Диаметр земли
Содержание:
- Рельеф земли
- Факты про Землю
- Как добраться до Луны
- История
- Будущее планеты
- Как Земля выглядит с Луны
- Физические характеристики Земли
- Размеры планеты Земля в сравнении
- Магнитное поле
- История
- Глобальные средние радиусы
- Интересные факты
- Вычисления радиуса и диаметра
- Жизнь в Афинах
- Радиус планеты
- Основные понятия
- Вычисления радиуса и диаметра
- Вывод формулы для ускорения свободного падения на основании закона всемирного тяготения
Рельеф земли
Рельеф — это форма поверхности планеты, у Земли он не похож на кору других планет, т. к. на нем мало кратеров, оставшихся от падения метеоритов. Большинство из них исчезли под воздействием различных природных явлений и геологических процессов (движение тектонических плит, эрозия, выветривание и др.).
Рельеф — это совокупность неровностей поверхности Земли. Credit: Infourok.ru
Выделяют такие типы рельефа местности:
- горы и горные хребты;
- каньоны и траншеи;
- равнины и плато;
- пустыни;
- плоскогорья и др.
Все эти формирования могут встречаться как на суше, так и на дне водных массивов. Самая низкая точка рельефа Земли — «Бездна Челленджера» в Марианской впадине на глубине 11 км ниже уровня моря. Самая высокая — вершина горы Эверест на высоте 8,8 км над уровнем моря.
Факты про Землю
1. Полное обращение вокруг Солнца Земля совершает за 365 дней 6 часов 9 минут и 10 секунд.
2. Земля является самой плотной планетой в Солнечной Системе.
3. Хоть у северного полюса нет суши, он покрывается льдом.
4. Согласно геологическим исследованиям, жизнь на Земле зародилась 3.5 миллиарда лет назад, а 99% всех живших на ней организмов давно вымерли.
5. Земля находится в «Зоне Златовласки» – вода на планетах в таких зонах способна находиться в жидком виде.
Getty Images
6. На протяжении более 2000 лет, люди верили, что Земля является центром Вселенной, но уже в 1543 году Николай Коперник огласил гелиоцентрическую теорию, которая утверждала, что в центре Солнечной системы находится Солнце, а не Земля.
7. Земля – это единственная планета Солнечной Системы, не названная в честь мифологических Богов.
8. Внутреннее ядро Земли состоит из твердых и очень горячих железа и никеля. Диаметр ядра составляет 2,440 километра, что сопоставимо с Австралией, чья ширина составляет 2,500 километра.
9. Температура внутреннего ядра составляет 5427 градуса по Цельсию, что выше температуры плавления алмаза почти на 1,500 градусов.
10. Самой высокой точкой на Земле является вершина горы Эверест – 8,8 километра над уровнем моря, а самой низкой является Бездна Челленджера в Марианской впадине глубиной 11,022 метра.
11. 97% вулканов на Земле находится в океанах, а срединно-океанические хребты достигают длин более 60,000 километров.
12. Парниковый эффект, когда тепло не может покинуть атмосферу из-за скопившихся газов, позволяет поддерживать стабильную температуру на Земле. Без него, средняя температура поверхности Земли была бы не 15 градусов, а -18 градусов.
13. Земля – это единственная планета Солнечной Системы с тектоническими плитами. Они «плавают» на поверхности мантии и периодически сталкиваются друг с другом.
14. За счёт вращающегося ядра, Земля является гигантским магнитом, со своими магнитными полюсами, и образующая собственное магнитное поле, которое защищает нас от радиоактивного излучения из космоса.
15. У Земли есть один естественный спутник – это Луна. Искусственных спутников у Земли около 20,000, но менее 3,000 из них в данный момент работают.
16. Атмосфера Земли разделена на 5 слоёв: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу и простирается на 10,000 километров в космос, но 98% всей массы атмосферы находится в пределах высоты 50 километров.
17. На Луне побывало 12 человек, а высадки людей на Луну проводились с Июля 1969 года по Декабрь 1972.
18. Из всей Солнечной Системы, только на Земле вода представлена в трёх агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном.
19. На приливы и отливы влияет в большей степени Луна, но Солнце тоже участвует в этом процессе.
Getty Images
20. Свет с Солнца достигает Земли за 8 минут и 20 секунд, поэтому мы можем только видеть Солнце, каким оно было 8.3 минуты назад.
21. С Земли невооружённым взглядом можно увидеть более 9,000 звёзд.
22. На Земле произрастает более 3 триллионов деревьев. На одного человека приходится около 425 деревьев.
23. Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,598,023 километра. При самом дальнем расположении, называемом афелием, расстояние составляет 152,000,000 километра, а при самом близком, называемым перигелием, расстояние составляет 147,095,000 километра.
24. Луна образовалась в результате столкновения Земли с другой планетой, по размеру похожей на Марс. Сразу после образования Луны, она была настолько близко, что по расчётам, приливы могли подниматься более чем на 100 метров.
Getty Images Pro
25. 180 миллионов лет назад на Земле был единственный континент, под названием Пангея.
Как добраться до Луны
Среднее расстояние между Луной и Землей составляет 384402 км. Попробуем представить эту цифру в сравнении с земными расстояниями.
Если мы захотим добраться все от того же Брисбена до Перта на автомобиле, нам придется преодолеть расстояние в 4310 км, на что потребуется около 46 часов. Для преодоления расстояния, равное расстоянию между Землей и Луной, подобное путешествие придется совершить более 89 раз. На это потребуется пять с половиной месяцев непрерывной езды на автомобиле, без учета пробок и возможных ДТП.
К счастью, астронавты «Аполло-11» не были ограничены австралийскими скоростными нормами, и в 1969 году командный модуль «Колумбия» достиг лунной орбиты всего за три дня и четыре часа.
История
Первое опубликованное упоминание о размерах Земли появилось около 350 г. до н.э., когда Аристотель сообщил в своей книге На небесах что математики предположили, что окружность Земли составляет 400000 стадион. По мнению ученых, фигура Аристотеля отличается от высокой точности. почти вдвое больше истинного значения. Первое известное научное измерение и расчет окружности Земли было выполнено Эратосфен примерно в 240 г. до н. э. Оценки точности измерения Эратосфена колеблются от 0,5% до 17%. И для Аристотеля, и для Эратосфена неопределенность в точности их оценок связана с современной неопределенностью относительно того, какую длину стадиона они имели в виду.
Будущее планеты
Наша жизнь зависит от поведения Солнца. Однако у каждой звезды есть свой эволюционный путь. Ожидается, что через 3.5 миллиардов лет оно увеличится в объеме на 40%. Это усилит поступление радиации, и океаны могут просто испариться. Затем погибнут растения, а через миллиард лет исчезнет все живое, а постоянная средняя температура закрепится на отметке в 70°C.
Через 5 миллиардов лет Солнце трансформируется в красного гиганта и сместит нашу орбиту на 1.7 а.е.
Художественная интерпретация земного будущего
Если просматривать всю земную историю, то человечество – это лишь мимолетная вспышка. Однако Земля остается важнейшей планетой, родным домом и уникальным местом. Можно лишь надеется, что мы успеем заселить иные планеты вне нашей системы до критического периода солнечного развития. Ниже можете исследовать карту поверхности Земли. Кроме того, на нашем сайте присутствует множество красивых фото планеты и мест Земли из космоса в высоком разрешении. С помощью онлайн телескопов с МКС и спутников можно бесплатно в режиме реального времени наблюдать за планетой.
Как Земля выглядит с Луны
Оценить вид нашей планеты с лунной поверхности позволяют фото, полученные от малых спутников и космонавтов. Первый подобный снимок был сделан в 1968 г. экипажем корабля «Аполлон-8», который совершал облет Луны. Фотография получила название «Восход Земли». Находясь на лунной поверхности, невозможно увидеть восход или закат нашей планеты, по аналогии, как люди наблюдают восход и закат Солнца. Причина в том, что Луна всегда одной и той же стороной повернута к Земле.
Увидеть восход и закат нашей планеты можно только с некоторых участков лунной поверхности. Это явление повторяется примерно 1 раз в месяц по земным меркам.
С Луны Земля выглядит как голубая яркая сфера. Credit: yandex.ru
В 2015 г. НАСА опубликовало фото, демонстрирующее вид Земли с лунной поверхности. Для конечного результата были совмещены несколько кадров и отредактированы цвета. Съемка проводилась в черно-белых тонах, цветокоррекция была произведена с целью приблизить картинку к тому, как человек мог бы увидеть нашу планету, находясь на Луне.
Если наблюдать за Землей с лунной поверхности, то она будет выглядеть в 13 раз больше и в 43 раза ярче, чем Луна, видимая с нашей планеты. Разница в яркости объясняется тем, что лунная каменистая поверхность отражает меньше света, чем растительность, вода, лед, пустыни. Когда Земля покрыта облаками, а Солнце освещает крупные пустыни и полярные шапки, наша планета может выглядеть ярче в 55 раз, чем ее спутник.
Физические характеристики Земли
Земля является одной из теллурических планет. Так называют планеты, имеющие твердую поверхность, металлическое ядро и диаметр, сравнимый с 0,1 долей диаметра Солнца. К этой группе относятся также Меркурий, Венера и Марс. Среди них Земля — самая большая и плотная. Ее средний диаметр составляет 12,7 тыс. километров, масса — 5,97×10^24 кг, а плотность — 5,513 кг/м³. В нашей планетарной системе Земля является пятой по величине.
Характеристика | Величина |
---|---|
Экваториальный радиус | 6,38 тыс. км |
Полярный радиус | 6,36 тыс. км |
Окружность по экватору | 40 тыс. км |
Площадь поверхности | 510 млн кв. км |
Площадь суши | 148,9 млн кв. км |
Ускорение свободного падения | 9,78 м/ кв. с |
Скорость вращения вокруг своей оси | 1,67 тыс. км/ч |
Наклон оси вращения к плоскости орбиты | 66°34′ |
Альбедо | 0,3 |
Температура на поверхности | -89,2…+56,7°C |
Земля имеет форму геоида — сплюснутого эллипсоида, поэтому ее диаметры по экватору и по нулевому меридиану имеют разную длину. Из-за этого эффекта самыми удаленными от центра планеты точками на поверхности являются вулкан Чимборасо и гора Уаскаран.
Земля характеризуется наличием хорошо развитых атмосферы, гидросферы и внутренних оболочек. Credit: nastol.com.ua
Размеры планеты Земля в сравнении
Нейтронная звезда
Нейтронная звезда по сравнению с северо-восточной частью Англии
Нейтронная звезда — довольно странный и необычный объект. Хотя ее диаметр составляет всего 20 километров, ее масса в 1,5 раза больше Солнца, так как она невероятно плотная.
Настолько плотная, что чайная ложка весила бы миллиард тонн. А если бы вы стояли на ее поверхности, то почувствовали силу тяжести, которая в 200 миллиардов раз больше, чем на нашей планете.
Кроме того, нейтронная звезда обладает способностью вращаться, и скорость самой быстрой нейтронной звезды составляет 716 раз в секунду.
Гора Олимп на Марсе
Марсианский вулкан Олимп помещается в штат Аризона
Хотя Марс — относительно небольшая планета, здесь находится самый большой вулкан в Солнечной системе — гора Олимп. Она в 3 раза выше горы Эверест, достигая 624 км в ширину и 26 км в высоту.
На вершине этой невероятной структуры находится кальдера диаметром 80 км.
Спутник Юпитера Ио
Сравнение спутника Юпитера — Ио с Северной Америкой
Спутник Ио является самым вулканическим телом в Солнечной системе. Его диаметр составляет 3636 км, а размер приближен к размеру спутника Земли — Луне. Ио просто крошечный по сравнению с Юпитером, находясь на расстоянии 350 000 км от него (или 2,5 Юпитеров).
Из-за гравитационного притяжения Юпитера ядро Ио расплавлено, а вулканы на поверхности извергают лаву, покрывая Ио желтой серой. Потоки лавы настолько высокие, что, если бы они происходили на Земле, то они были выше Международной космической станции.
Магнитное поле
В центре Земли находится железоникелевое ядро. Вращаясь, оно создает магнитное поле нашей планеты. Пространство вокруг Земли, в границах которого действую силы магнитного поля, называется магнитосферой. Благодаря ей все живое на ее поверхности защищено от воздействия солнечного ветра — потока заряженных частиц, летящих от Солнца. Магнитосфера отклоняет этот поток в стороны.
Земля — это гигантский магнит, около которого возникает магнитное поле. Credit: geologyin.com
Магнитное поле Земли имеет 2 полюса, которые почти совпадают с географическими полюсами планеты. В этих областях частицы могут проникать в атмосферу, из-за чего возникает северное (полярное) сияние (Аврора). При столкновении частиц солнечного ветра с молекулами кислорода возникает красное и желтое свечение, а с молекулами азота — синее.
История
Ещё в VI в. до нашей эры Пифагор считал, что Земля имеет шарообразную форму. То же открытие наиболее авторитетный автор в этом вопросе, Феофраст, отдаёт Пармениду.
Через 200 лет Аристотель доказал это, ссылаясь на то, что во время лунных затмений тень Земли всегда круглая.
Через ещё 100 лет Эратосфен, зная расстояние от Александрии до Сиены и используя гномон около Александрийской библиотеки во время положения Солнца над Сиеной в зените, сумел определить полный круг земного меридиана (360°), как величину в 250000 стадий. Поскольку неизвестно, какими стадиями пользовался Эратосфен, невозможно точно установить это значение в современных единицах длины. В разных районах Греции 1 стадий составлял от 150 до 200 современных метров. Следовательно, в современных единицах вычисленная Эратосфеном длина большого круга земного меридиана составляла приблизительно от 37500 до 50000 км (для сравнения, современное его значение составляет 40007,863 км).
То, что форма Земли должна отличаться от шара, впервые показал Ньютон. Он предположил, что она имеет форму эллипсоида и предложил следующий мысленный эксперимент. Нужно прокопать две шахты: от полюса до центра Земли и от экватора до центра Земли. Эти шахты заливаются водой. Если Земля имеет форму шара, то глубина шахт одинакова. Но на воду в экваториальной шахте действует центробежная сила, в то время как на воду в полярной шахте — нет. Поэтому для равновесия воды в обеих шахтах необходимо, чтобы экваториальная шахта была длиннее.
Дальнейшее развитие теории фигуры Земли отражено в работах Гюйгенса, Кассини, Клеро, МакЛорена, д’Аламбера, Лагранжа, Лапласа, Лежандра, Якоби, Дирихле, Пуанкаре и др.
Глобальные средние радиусы
Землю можно смоделировать как сферу во многих отношениях. В этом разделе описаны общие способы. Для различных радиусов, полученных здесь, используются обозначения и размеры, указанные выше для Земли, полученные из WGS-84 эллипсоид; а именно,
- а = Экваториальный радиус (6378.1370 км)
- б = Полярный радиус (6356.7523 км)
Сфера является грубым приближением сфероида, который, в свою очередь, является приближением геоида, единицы измерения здесь указаны в километрах, а не в миллиметрах, подходящих для геодезии.
Средний радиус
Экваториальный (а), полярный (б) и среднего радиуса Земли, как определено в 1984 г. Мировая геодезическая система доработка (не в масштабе)
В геофизике Международный союз геодезии и геофизики (IUGG) определяет средний радиус (обозначается р1) быть
- р1=2а+б3{ displaystyle R_ {1} = { frac {2a + b} {3}} , !}
Для Земли средний радиус составляет 6 371,0088 км (3958,7613 миль).
В астрономии Международный астрономический союз обозначает номинальный экваториальный радиус Земли в качестве реEN{ Displaystyle { mathcal {R}} _ { mathrm {eE}} ^ { mathrm {N}}}, который определен как 6 378,1 км (3 963,2 мили).:3 В номинальный полярный радиус Земли определяется как рпEN{ Displaystyle { mathcal {R}} _ { mathrm {pE}} ^ { mathrm {N}}} = 6356,8 км (3949,9 миль). Эти значения соответствуют радиусам нулевого прилива. Экваториальный радиус обычно используется в качестве номинального значения, если полярный радиус явно не требуется.:4
Ауталический радиус
Ауталический («равный по площади») радиус Земли — это радиус гипотетической идеальной сферы, имеющей такую же площадь поверхности, как и опорный эллипсоид. В IUGG обозначает аутентичный радиус как р2.
Для сфероида существует закрытое решение:
- р2=а2+б2епер(1+еба)2=а22+б22танх−1ее=А4π,{ displaystyle R_ {2} = { sqrt { frac {a ^ {2} + { frac {b ^ {2}} {e}} ln { left ({ frac {1 + e} { b / a}} right)}} {2}}} = { sqrt {{ frac {a ^ {2}} {2}} + { frac {b ^ {2}} {2}} { frac { tanh ^ {- 1} e} {e}}}} = { sqrt { frac {A} {4 pi}}} ,,}
куда е2 = а2 − б2а2 и А — площадь поверхности сфероида.
Для Земли автоматический радиус составляет 6 371,0072 км (3 958,7603 миль).
Объемный радиус
Другая сферическая модель определяется объемным радиусом, который представляет собой радиус сферы объема, равного эллипсоиду. В IUGG обозначает объемный радиус как р3.
- р3=а2б3.{ displaystyle R_ {3} = { sqrt {a ^ {2} b}} ,.}
Для Земли объемный радиус равен 6,371,0008 км (3,958,7564 мили).
Радиус выпрямления
Другой средний радиус — это радиус выпрямления, давая сферу с окружностью равной периметр эллипса, описываемого любым полярным сечением эллипсоида. Это требует найти, учитывая полярный и экваториальный радиусы:
- Mр=2π∫π2а2потому что2φ+б2грех2φdφ.{ displaystyle M _ { mathrm {r}} = { frac {2} { pi}} int _ {0} ^ { frac { pi} {2}} { sqrt {{a ^ {2 }} cos ^ {2} varphi + {b ^ {2}} sin ^ {2} varphi}} , d varphi ,.}
Радиус выпрямления эквивалентен среднему меридиональному значению, которое определяется как среднее значение M:
- Mр=2π∫π2M(φ)dφ.{ displaystyle M _ { mathrm {r}} = { frac {2} { pi}} int _ {0} ^ { frac { pi} {2}} ! M ( varphi) , d varphi ,.}
Для пределов интегрирования , интегралы для радиуса выпрямления и среднего радиуса дают один и тот же результат, который для Земли составляет 6 367,4491 км (3 956,5494 миль).
Среднее меридиональное значение хорошо аппроксимируется средним полукубическим значением двух осей,[нужна цитата]
- Mр≈(а32+б322)23,{ displaystyle M _ { mathrm {r}} приблизительно left ({ frac {a ^ { frac {3} {2}} + b ^ { frac {3} {2}}} {2}} right) ^ { frac {2} {3}} ,,}
что отличается от точного результата менее чем на 1 мкм (4×10−5 в); среднее значение двух осей,
- Mр≈а+б2,{ Displaystyle М _ { mathrm {r}} приблизительно { гидроразрыва {a + b} {2}} ,,}
около 6367,445 км (3956,547 миль), также можно использовать.
Средняя кривизна
Средняя кривизна во всех направлениях во всех точках поверхности определяется средневзвешенной гауссовой кривизной:
- р4=12∫−π2π2потому чтоφра(φ)dφ=а21е2−1пер1+е1−е.{ displaystyle R_ {4} = { frac {1} {2}} int _ {- { frac { pi} {2}}} ^ { frac { pi} {2}} ! cos varphi , R _ { mathrm {a}} ( varphi) , d varphi = { frac {a} {2}} , { sqrt {{ frac {1} {e ^ {2 }}} — 1}} , ln { frac {1 + e} {1-e}}.}
Для эллипсоида WGS 84 средняя кривизна равна 6370,994 км (3958,752 миль).[нужна цитата]
Среднее расстояние от центра до поверхности
Наиболее глобальные средние радиусы основаны на опорный эллипсоид, который аппроксимирует геоид. Однако геоид не имеет прямого отношения к топографии поверхности. Альтернативный расчет повсюду усредняет высоту, в результате чего получается средний радиус 230 кв.м. больше, чем , то аутентичный радиус, или . Это среднее составляет 6371,230 км (3958,899 миль) с погрешностью 10 м (33 фута).
Интересные факты
Все территории, находящиеся в непосредственной близости к данной воображаемой линии, обладают теплым и влажным климатом.
Не случайно в этих районах жизнь просто бурлит. Именно здесь сосредоточено наибольшее разнообразие видов растений и животных.
Экваториальные леса считаются самыми густыми в мире, а некоторые из них и вовсе непроходимыми дебрями, даже с учетом всех современных научных достижений.
Осадки в экваториальной зоне практически ежедневные и очень обильные. Именно потому, все что находится и растет здесь, сияет самыми разнообразными красками.
На планете существует вулкан под названием Вольф. Так вот, дело в том, что он на данный момент действующий и что интересно, находится по обе стороны условной линии.
Внимание! Средняя годовая температура в данной зоне достигает 25-30 градусов по Цельсию. Высокая температура круглый год делает страны, которые находятся в этом регионе, идеальным местом для отдыха для туристов
Особенно это касается популярных курортов, расположенных на Мальдивах, куда ежегодно приезжают миллионы отдыхающих со всех уголков мира
Высокая температура круглый год делает страны, которые находятся в этом регионе, идеальным местом для отдыха для туристов. Особенно это касается популярных курортов, расположенных на Мальдивах, куда ежегодно приезжают миллионы отдыхающих со всех уголков мира.
Важно! На экваторе расположен ледник. Он находиться на высоте 4690 метров на склоне вулкана под названием Каямбе
Это удивительное место, особенно для космонавтов. Дело в том, что скорость вращения Земли на этой условной линии достигает более 460 метров в секунду.
Скорость звука при этом достигает всего 330 метров в секунду. Следовательно, любые космические аппараты, которые запускаются отсюда, уже как бы стартуют со сверхзвуковой скоростью.
Мы рассказали о том, какова протяженность экватора , какую роль он отыгрывает в современной жизни человека. Целых три страны названы в его часть.
Без этой условной линии люди бы никак не могли точно определить местонахождение острова или даже известного города. Все самолеты и корабли ориентируются на условную карту широт, параллелей, где ключевое место отыгрывает линия, которая пересекает Землю ровно на две половины.
Река под названием Конго пересекает срединную линию Земли аж два раза.
Что такое экватор, его характеристики
Высчитываем длину экватора Земли
Вычисления радиуса и диаметра
Зная окружность, вычислить радиус и диаметр земного шара несложно. Применяют формулы: d=l/π; r=½*π. Буквами обозначены:
- d — диаметр. Соединяет противоположные стороны окружности, проходит через центр.
- l — длина окружности. Это линия на равной дистанции от центра.
- r — радиус. Так называют линию, проложенную от центра до произвольной точки на окружности.
- π — число, равное 3,14. Оно бесконечное, поэтому чем больше цифр после запятой, тем точнее расчеты.
Необязательно использовать обе формулы. Диаметр и радиус взаимосвязаны. Вычисляют один параметр, после чего узнают второй: диаметр в 2 раза больше радиуса и наоборот.
Жизнь в Афинах
В Афинах он не терял времени даром и продолжил обучение. Поэзию ему в своё время, помогал постигать великий Каллимах грамматику — Лисаний. Кроме этого, он ознакомился с философскими учениями и школами стоиков и платонистов. Себя он называл приверженцем последней. Впитывая знания в двух знаменитейших центрах науки и культуры Древней Греции, он лучше всех подходил на роль наставника для наследника. Птолемей III, не скупясь на посулы и обещания, уговорил ученого вернуться в Александрию. И Эратосфен не смог устоять перед возможностью поработать в Александрийской библиотеке, а впоследствии он стал её главой.
Радиус планеты
В 17 веке ученые вели дискуссии на тему разницы земного притяжения в разных точках планеты. Вскоре проявилось достаточно фактов, что притяжение ближе к северному полюсу снижается. Причиной этому могло стать сжатие полюсов. Сейчас известно, что расстояние до центра Земли короче всего 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 известна точная цифра расхождения между двумя радиусами, эта длина равна 21,4 км.
Радиус Земли
Точные размеры 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.
О том, что форма и размеры планеты не позволяет ей на чем-то стоять, люди задумались уже к 7 веку до нашей эры. Тогда они заметили, что солнце постоянно исчезает и появляется, а к этому светилу относились с большим почтением, если не боялись его.
Основные понятия
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.
Вычисления радиуса и диаметра
Зная окружность, вычислить радиус и диаметр земного шара несложно. Применяют формулы: d=l/π; r=½*π. Буквами обозначены:
- d — диаметр. Соединяет противоположные стороны окружности, проходит через центр.
- l — длина окружности. Это линия на равной дистанции от центра.
- r — радиус. Так называют линию, проложенную от центра до произвольной точки на окружности.
- π — число, равное 3,14. Оно бесконечное, поэтому чем больше цифр после запятой, тем точнее расчеты.
Необязательно использовать обе формулы. Диаметр и радиус взаимосвязаны. Вычисляют один параметр, после чего узнают второй: диаметр в 2 раза больше радиуса и наоборот.
Величина окружности разная на экваторе и полюсах. Поэтому экваториальный радиус больше полярного. Первый — 6378 км, второй — 6356 км. Интересно, что диаметр Солнца больше диаметра Земли в 109 раз.
Вывод формулы для ускорения свободного падения на основании закона всемирного тяготения
Однако почему именно такое значение у этого ускорения, стало ясно только после открытия закона всемирного тяготения. Вспомним, что сила тяжести на Земле – это проявление действия закона всемирного тяготения для тел, которые находятся на поверхности Земли.
Рис. 1. Сила тяжести, действующая на тело на Земле
При этом вся масса Земли условно полагается сосредоточенной в ее центре. Радиус Земли – это расстояние между телами (рис. 1). Само тело, которое находится над поверхностью Земли, – то самое тело, которое притягивается. Запишем соответствующие формулы.
Сила тяжести на Земле:
, где – масса тела, которое находится на поверхности Земли, — ускорение свободного падения.
Закон всемирного тяготения в данном случае имеет вид:
Здесь – масса Земли, – масса тела, – радиус Земли, – гравитационная постоянная. Если сравнить выражение для силы тяжести и для гравитационной силы, получим для ускорения свободного падения:
Обратите внимание: ускорение свободного падения зависит от массы Земли и от радиуса Земли. Если они будут изменяться, значит, будет изменяться и ускорение свободного падения