На каком расстоянии земля находится от центра


Начнём с определения, что такое радиус и для чего он нужен. Ну здесь всё довольно просто. Радиусом называют отрезок, который соединяет центр окружности с лежащей на ней точкой. То есть это длина данного отрезка. К тому же, он равный половине диаметра.
Таким образом, радиус Земли это длина от её центра до некой точки. Но тут прослеживается интересный момент.

Размеры земли

Каким может быть радиус Земли

На данный момент различают:

  • экваториальный радиус-представляет собой линию от центра до точки экватора. Собственно, он имеет длину 6378,1 км.
  • полярный соединяет центральную точку с географическим полюсом.

А как известно, различают Северный и Южный полюса. По данным учёных, он равен 6356,8 км. Как видно, его длина меньше предыдущего. Очевидно, что это связано с формой Земли. Как известно, наша планета не идеально округлая по форме, а немного приплюснута у полюсов. Поэтому на экваторе наблюдается выпуклость, которая и приводит к увеличению дистанции от одной точки до другой. Как раз этим и объясняется различие между рассматриваемыми дистанциями.

Линия экватора

Однако учёные определили средний радиус Земли. И он составляет 6371 км.
В итоге, отвечая на вопрос: чему равен радиус Земли, можно руководствоваться средним значением. Либо будет правильнее уточнить, что существует две разные длины этой характеристики планеты.
Также важно подметить, что радиус Земли рассчитывается, главным образом, в километрах.

История измерения


Безусловно, своей планетой люди интересовались ещё в древности. Помимо того, что они наблюдали за всем, что происходит вокруг неё, также проводились исследования и изучение Земли.

Ученые

Интересно, что в древние египтяне обратили внимание, что в дни летнего солнцестояния солнечные лучи проникали на дно колодцев в Сиене (старый город Египта). Однако в это же самое время, например, в Александрии такое не наблюдали. Этот факт использовал Эратосфен Киренский для определения угла, под которым Солнце находилось относительно Земли. Таким образом он установил, что данный угол равен 7 градусов 12 минут, или 1/50 часть окружности. На основании полученного результата, учёный сделал вывод, что Сиена находится от Александрии на это значение. Так как географическое расстояние было 5 тысяч стадиев, значит земная окружность составляла 250 тысяч стадиев. Но до сих пор непонятно, какие стадии применял Эратосфен. Потому как греческое значение подразумевает 178 метров, а например, египетское — 172,5 метров. Несмотря на это, его определение близко к современным подсчётам. Что разумеется, очень потрясает.

Полторы тысяч лет назад, все знали что Земля была центром вселенной. Пятьсот лет назад, все знали что Земля плоская, а пятнадцать минут назад, ты знал что люди были единственными на этой планете. Представь что ты будешь «знать» завтра.

Люди в черном (Men in Black)


Форма и радиус Земли

Интересно, что уже в древности были версии о неидеальной форме планеты.
Конечно, другие учёные также пытались измерить радиус Земли. К примеру, Жан Рише наблюдал за Марсом из Кайенны. Он заметил уменьшение периода движения секундного маятника в отличие от парижского наблюдения. Собственно, это является подтверждением уменьшения силы тяготения на экваторе. Что, в свою очередь, показывало на то, что земная форма не идеальная окружность.
Также многие другие пытались разобраться с тем, как выглядит наша планета. Потому что от этого напрямую зависит радиус и диаметр Земли. Стоит отметить, одно из самых важных градусных измерений. Его провёл В. Я. Струве. В основе работы лежит измерение дуги от Дуная до Финляндии. Причём она проходила по западной стороне России. Как выяснили учёные, длина дуги была более 2800 км. Кроме того, её охват составил свыше 25 градусов, а это 1/14 часть всей планетной окружности.

Василий Яковлевич Струве (1793-1864)

Бесспорно, за всё время люди прилагали массу усилий и попыток определить все характеристики Земли. Сегодня мы знаем больше, чем когда-либо. Более того, мы определили, что радиус Земли в среднем составляет 6371 км. Помимо этого современная наука выяснила диаметр, радиус орбиты, расстояние от Земли до других небесных тел и многое другое. К нашей радости, мы мало-помалу разгадываем вселенские задачи и секреты.

Планета Земля

Источник: Kosmosgid.ru

Источник: zen.yandex.ru



К.С. ЛАЗАРЕВИЧ

Земля имеет форму шара. Эта истина должна быть для географов непреложной, несмотря ни на какие разговоры о сплющенности Земли у полюсов. Глобус с диаметром, равным высоте классной комнаты, нужно придавить с каждого полюса лишь на полсантиметра, чтобы показать эту сплющенность. Разрез Земли, изображенный на тетрадном листе (примем экваториальный диаметр равным 150 мм), касаясь у экватора проведенной циркулем окружности, у полюсов будет отходить от нее на 0,25 мм, то есть примерно на толщину линии самой этой окружности. Географические процессы во многом обусловлены формой Земли (зональность, общая циркуляция атмосферы), но именно ее шарообразностью, на сплюснутость же не реагируют совершенно.

Когда же пришла пора измерять Землю, строить точные карты, — вот тут-то эта сплющеннось и проявилась. Форма планеты не может быть точно описана математической формулой. Пришлось подбирать геометрическое тело, которое может быть охарактеризовано более или менее простой формулой и наиболее близко напоминает форму Земли. Это — эллипсоид вращения, то есть тело, которое образуется в результате вращения эллипса вокруг одной из его осей. Земля вращается, поэтому ось вращения эллипса совместили с осью Земли. Так как Земля сплюснута у полюсов, вращать эллипс стали вокруг его короткой оси.


Измерение Земли очень сложно, у разных ученых получаются разные результаты; в России применяется эллипсоид, вычисленный в 1940 г. Феодосием Николаевичем Красовским. Малая полуось эллипсоида Красовского (расстояние от центра до полюса)

Rp  = 6 356 853 м,

большая полуось (от центра до экватора)

Re = 6 378 245 м.

Поверхность эллипсоида Красовского не более чем на первые десятки метров отстоит от уровня океана, форму которого принимают за истинную форму Земли. Поэтому все вычисления будем вести относительно эллипсоида.

Итак, полярный радиус земного эллипсоида на 21 392 м короче экваториального; экватор отстоит от центра Земли примерно на 21,4 км дальше, чем полюс. Это значит, что вершина горы с абсолютной высотой (Н) 1 км на полюсе будет на 19,4 км ближе к центру Земли, чем дно ямы такой же глубины (здесь Н будет отрицательной величиной) на экваторе.

Расстояние R0 поверхности эллипсоида от центра Земли на произвольной широте определяется по формуле.

Для любителей математики приводим эту формулу:

На каком расстоянии земля находится от центра,

где Re — экваториальный радиус земного эллипсоида,

Rp — полярный радиус земного эллипсоида,


На каком расстоянии земля находится от центра — широта места.

Нетрудно увидеть, что для полюса R0 = Rp, для экватора R0 = Re.

Чтобы определить, на каком расстоянии от центра Земли находится та или иная точка реальной (то есть со всеми горами и впадинами) земной поверхности, а также любая точка над или под поверхностью, нужно прибавить к расстоянию R0 абсолютную высоту точки; не следует забывать, что это сложение — алгебраическое, ведь абсолютная отметка может быть и отрицательной.

Многозначные числа при сравнении не так наглядны, как короткие, поэтому отсчет будем производить не от центра Земли, а от того расстояния, на которое отстоит от него уровень моря на полюсе.

Сплюснутость Земли вносит довольно существенные поправки в расстояние точек от центра Земли. Казалось бы, дальше всего от центра должна отстоять высочайшая вершина Земли, а ближе всего к нему должно быть дно самой глубокой океанической впадины. Ничуть не бывало. Уровень моря, от которого отсчитывают глубину Марианской впадины, отстоит от центра Земли почти на 20 км дальше, чем в Гренландском море, и дно вдвое более глубокого Марианского жёлоба оказывается на 15,5 км дальше от центра, чем самая глубокая точка Гренландского моря (таблица). Гора Чимборасо находится почти на экваторе, уровень моря там отстоит от центра Земли на 4,7 км дальше, чем на широте Джомолунгмы, которая, несмотря на то, что на 2,5 км выше, проигрывает в расстоянии от центра более чем на 2 км.


На рисунке окружности показывают равные расстояния от центра Земли, они проведены через 5 км. Только масштаб резко преувеличен (примерно в 160 раз по сравнению с масштабом радиуса Земли), иначе, как мы уже успели убедиться, никакой разницы в расстояниях видно не будет. Жирной линией проведена поверхность эллипсоида. То, что масштаб радиуса Земли и масштаб неровностей на шаре сильно различаются, вызывает искажение фигуры, получился уже не эллипсоид, а некая хоть и симметричная, но неправильная фигура, у полюсов можно даже заметить некоторую вогнутость.

На полюсах и на экваторе поверхность эллипсоида параллельна окружностям, при отклонении на 1° широты ее расстояние от центра Земли меняется на какие-нибудь два десятка метров. В средних же широтах, около 45°, поверхность эллипсоида пересекает окружности под большим углом (впрочем, он кажется большим только при резко преувеличенном масштабе, на самом деле это 5—6 угловых секунд), и при изменении широты на 1° расстояние эллипсоида от центра Земли меняется без малого на 400 м. Резкая разница на чертеже в масштабах радиуса Земли и приповерхностной ее части приводит к тому, что направление к центру Земли в средних широтах оказывается не перпендикулярным к поверхности эллипсоида, поэтому горы и впадины кажутся наклоненными.


Таким образом, самая близкая к центру Земли точка поверхности литосферы совпадает с наиболее глубокой точкой дна Гренландского моря, а самая дальняя — вершина горы Чимборасо. Возможно, в справочных материалах вы найдете цифры, несколько отличающиеся от приведенных здесь; это можно объяснить тем, что при одних вычислениях за нуль принимался уровень моря, при других — эллипсоид Красовского, при третьих — какой-то из эллипсоидов, принятых в других странах (например, эллипсоид Бесселя).

Если же захотите узнать, на каком расстоянии от центра Земли находится любая точка, широту и абсолютную отметку которой вы знаете, вычислите R0 по формуле и прибавьте абсолютную отметку. Сложно? Тогда воспользуйтесь чертежом. По нему можно с точностью, которая вполне удовлетворительна, найти, насколько на каждой широте поверхность эллипсоида отстоит дальше от центра Земли, чем уровень моря на полюсе. Прибавьте к этой величине абсолютную отметку точки (или отнимите, если она отрицательна). К полученному результату прибавьте полярный радиус Земли — 6 356,85 км.

Формулу для расчета вывел
сотрудник редакции газеты «Математика»
В.М. Бусев

 

Таблица

Расстояние от центра Земли
некоторых характерных точек поверхности литосферы
по сравнению с полярным радиусом

Расстояние от центра Земли
некоторых точек поверхности литосферы

На каком расстоянии земля находится от центра


Источник: geo.1sept.ru

Основные параметры Земли

Планете Земля не менее 4,5 млрд лет. Она входит в земную группу планет наряду с Меркурием, Венерой и Марсом. В отличие от газовых гигантов (Юпитера, Сатурна, Нептуна, Урана) они состоят из горных пород, покрывающих поверхность тонким слоем. Среди планет земной группы Земля самая большая, а в Солнечной системе пятая по величине.

Главное отличие Земли — она единственная, на которой есть жизнь. Этому способствуют:

  1. Расстояние от Солнца, которое составляет примерно 150 млн км.
  2. Температура поверхности: средняя +13°С, минимальная не превышает -90°С, максимальная — +60°С.
  3. Вода — основа жизни — занимает 71% площади.
  4. Состав атмосферы: 78% азота, 21% кислорода, 1% аргона.

По физическим параметрам Земля превосходит все планеты земной группы:

  • масса составляет 5,9722±0,0006×1024 кг;
  • объем — 1,08321×10¹² км³;
  • плотность — 5,514×10 г/см³;
  • окружность по экватору — 40075,16 км, диаметр — 12756,1 км;
  • между полюсами параметры меньше: окружность — 40008 км; диаметр — 12713,5 км.

Самая плотная Земля потому, что единственная с твердым внутренним ядром, занимающим около 30% объема. Оно покрыто жидкой мантией (70-80% объема) и корой (1%).

Форма планеты

Нашу планету называют шаром, но это неправильно с точки зрения геометрии. Дело не в океанических впадинах и горных вершинах — для глобальных масштабов разница между ними незначительная. Между наиболее низкой точкой (Марианской впадиной) и самой высокой (гора Эверест) — 19 км.

Больше влияет на форму Земли гравитация. Масса притягивается к центру (ядру), отчего небесное тело сжимается, приобретая сферическую форму. Центробежная сила, возникающая при вращении планеты, наиболее высокая на экваторе. Под ее воздействием эта область самая большая по окружности и диаметру.

Что такое экватор и зачем он нужен

Экватор — условная перпендикулярная оси вращения линия вдоль Земли на идентичном расстоянии от полюсов. Из-за сферической формы планеты эта параллель самая длинная. По отношению к плоскости орбиты расположение экватора меняется в диапазоне 22-24,5°. На наклон оси влияет притяжение планет и Солнца.

Вдоль экватора день равен ночи без малейшего отклонения. Дважды в году при равноденствии направление солнечных лучей строго вертикальное. В остальные дни оно ненамного отличается, поэтому территории экватора получают самое большое количество ультрафиолета. Здесь всегда лето, воздух горячий и влажный из-за постоянных испарений.

Чтобы проводить расчеты, требуется условное разделение планеты на параллели и меридианы. Географическая широта экватора — 0°. Это точка отсчета всех координат Земли, которая делит ее на 2 равные половины.

По параллелям и меридианам определяют положение объектов. По ним ориентируются в воздухе, на суше и воде. Кроме того, выделяют климатические зоны, часовые пояса.

Как измерить длину окружности Земли

Чтобы измерить окружность земли по экватору, существуют специальные приборы и космические спутники. Но, применяя знания по геометрии, получают данные без сложных инструментов. Впервые такую работу выполнил ученый Древней Греции Эратосфен.

Согласно преданиям, путешественники сообщили ему, что в день летнего солнцестояния они наблюдали, как освещалось дно самых глубоких колодцев, а предметы не отбрасывали тени. Солнце стояло в зените. Это происходило в 500 милях южнее Александрии, в Сиене. Астроном знал, что в родном городе предметы отбрасывают тень, а солнце не заглядывает на дно глубоких колодцев.

В полдень самого продолжительного летнего дня Эратосфен измерил длину тени городского обелиска, высоту он знал. По этим данным рассчитал протяженность условной линии, соединяющей вершины обелиска и тени. Зная эти данные, просчитал углы воображаемого треугольника — 7°. Это значило, что Сиена настолько смещена относительно Александрии.

Угол 7° — это приблизительно ⅟50 часть замкнутой окружности, которая всегда имеет 360°. Астроном продолжил вычисления дальше. Он умножил расстояние до Сиены на 50. Получилась длина окружности Земли — 25000 миль. Современные исследования показали, что ученый не сильно ошибался: экваториальная окружность планеты равна 24894 мили или 40075 км.

Погрешность Эратосфена объясняется не примитивностью расчетов, которыми он пользовался. Этот способ точный, применяется и сегодня, только с более совершенными инструментами. Ученый не знал точного расстояния между городами. Оно в те времена измерялось количеством дней, проведенных караваном в пути.

Вторая причина неточности — Александрия и Сиена расположены на разных меридианах. Сегодня рассчитывают окружность между объектами, которые находятся на одном меридиане.

Вычисления радиуса и диаметра

Зная окружность, вычислить радиус и диаметр земного шара несложно. Применяют формулы: d=l/π; r=½*π. Буквами обозначены:

  1. d — диаметр. Соединяет противоположные стороны окружности, проходит через центр.
  2. l — длина окружности. Это линия на равной дистанции от центра.
  3. r — радиус. Так называют линию, проложенную от центра до произвольной точки на окружности.
  4. 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.

За какое время можно обойти планету пешком

Длина экваториальной окружности в километрах рассчитана. Зная эту величину и предполагаемую скорость пешехода, определяют, сколько времени понадобится, чтобы обойти Землю. Применяется формула: t=S:V. Латинские буквы обозначают:

  • t — время;
  • S — путь;
  • V — скорость.

Чтобы пройти Землю пешком по экватору, понадобится преодолеть 40075 км. Средняя скорость пешехода — 6 км/ч. Если подставить эти значения в формулу, выйдет: 40075/6=6679 часов. После перевода в сутки получается 278.

Расчеты гипотетические, потому что экватор пересекает сушу только через Америку, Африку, Индонезийские острова. Остальной путь лежит через океаны: Атлантический, Индийский, Тихий.

Интересные факты об экваторе Земли

Территория, прилегающая к экватору, отличается влажным теплым климатом. Здесь самые богатые на планете флора и фауна, густые леса, некоторые участки непроходимые. Лето длится год, средняя температура — +25…+30°С. Ночью она ненамного отличается от дневной, настолько сильно земля прогревается солнцем. Дождь идет практически каждый день.

Климат привлекает туристов, но не во всех странах созданы условия. Наибольшее количество отдыхающих ежегодно наблюдается на Мальдивских островах, привлекают туристов власти Эквадора, Бразилии, Кении.

Интересны географические достопримечательности экваториальных стран:

  1. Нулевая параллель пересекает 33 острова. Из них 17 — территория Индонезии. Часть островов не океанические: 2 — в озере на индонезийском острове Калимантан, 9 — в устье реки Амазонка, еще 5 — на африканском озере Виктория.
  2. На экваторе расположено 14 стран. В его честь назван Эквадор, которую пересекает нулевая параллель. Нет в мире путешественника, которому удалось пересечь по экватору все эти страны.
  3. Почти во всех экваториальных странах, кроме Габона и Сомали, установлены памятные знаки в честь нулевой параллели. Самые красивые — в Бразилии и Эквадоре.
  4. На архипелаге Галапагос находится действующий вулкан Вольф. Он расположен по обе стороны экватора.
  5. Неподалеку от г. Кито (столица Эквадора) белеет вулкан Каямбе. Его высота 4690 м, склоны покрыты вечным льдом.
  6. Река Конго в Африке пересекает экватор 2 раза.

Человек использует физические особенности нулевой параллели. Земля там вращается в 1,4 раза быстрее скорости звука. В этом регионе выгодно запускать космические спутники. Они сразу набирают сверхзвуковую скорость, экономится 10% топлива. На геостационарной орбите над экватором зависли спутники связи. Сигнал доходит до Земли быстрее, чем в других регионах.

Источник: o-kosmose.ru

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

1612. Два астероида массой 10 т и 30 т приблизились друг к другу на расстояние 200 м. Какова сила их взаимного гравитационного притяжения?

1613. Найдите силу гравитационного притяжения Луны и Земли. Какие ускорения имеют Луна и Земля в результате действия этой силы?

1614. Искусственный спутник Земли массой 83,6 кг движется по круговой орбите вокруг нашей планеты. Расстояние от центра Земли до спутника равно 6600 км. Какова сила гравитационного притяжения между спутником и Землей. Какие ускорения имеют спутник и Земля благодаря этой силе?

1615. Как изменится сила гравитационного притяжения между двумя шариками, если расстояние между ними увеличить в 4 раза?

1616. Как изменится сила гравитационного притяжения между двумя шариками, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга, если уменьшить массу каждого шарика в 3 раза?

1617. Космическая ракета удалилась от поверхности Земли на расстояние, равное радиусу Земли. Во сколько раз уменьшилась сила притяжения ракеты к Земле?

1618. Масса Земли в 81 раз больше массы Луны. Центры планет Земля и Луна находятся на расстоянии приблизительно 60 земных радиусов друг от друга. На каком расстоянии от центра Земли должен находиться предмет, чтобы сила притяжения к Земле была равна силе притяжения к Луне?


1619. Найдите ускорение свободного падения на планете Меркурий, если известно, что масса Меркурия меньше массы Земли в 18,18 раза, а радиус Земли в 2,63 раза больше радиуса Меркурия.

1620. Масса планеты Меркурий 3,29 • 1023 кг, а его радиус 2420 км. Найдите ускорение свободного падения на поверхности Меркурия.

1621. Зная радиус Земли и ускорение свободного падения на поверхности нашей планеты, вычислите массу Земли.

1622. Штангист на Земле может поднять груз массой 100 кг. Груз какой массы он мог бы поднять, находясь на полюсе Марса, если радиус Марса составляет 0,53 радиуса Земли, а масса Марса составляет 0,11 массы Земли?

1623. Каково ускорение свободного падения в космическом корабле, находящемся на высоте, равной трем радиусам Земли?

На каком расстоянии земля находится от центра


Источник: kupuk.net


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.