ในศตวรรษที่สามก่อนคริสตกาล Eratosthenes สามารถคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกทางคณิตศาสตร์โดยการเปรียบเทียบความแตกต่างในมุมของรังสีดวงอาทิตย์ที่จุดทางภูมิศาสตร์สองจุดแยกกัน เขาสังเกตเห็นความแตกต่างในมุมของเงาในตำแหน่งของเขาที่ Syene ซึ่งเป็นเมืองอัสวานในปัจจุบันในอียิปต์ และของเงาในอเล็กซานเดรียอยู่ที่ประมาณ 7.2 องศา เนื่องจากเขารู้ระยะห่างระหว่างสถานที่ต่างๆ เขาจึงสามารถกำหนดเส้นรอบวงของโลกได้ ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางและรัศมีก็เช่นกัน คุณสามารถทำสิ่งนี้ได้เช่นกันโดยใช้วิธีการของเขา
บันทึกระยะห่างระหว่างตำแหน่งของคุณกับตำแหน่งของคู่ของคุณ ตัวอย่างเช่น เราจะใช้สถานการณ์ของ Eratosthenes ระยะทางระหว่าง Syene และ อเล็กซานเดรีย คือ 787 กิโลเมตร
ขับแท่งมิเตอร์หนึ่งแท่งลงไปที่พื้นในตำแหน่งของคุณในจุดที่มีแสงแดดส่องถึง ติดปลายเชือกด้านหนึ่งไปที่ด้านบนของไม้ ให้คู่ของคุณทำเช่นเดียวกันในตำแหน่งของเธอ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแท่งไม้ทั้งสองตั้งฉากกับพื้นโลก และแท่งไม้ที่มีความยาวเท่ากันนั้นยื่นออกมาจากพื้น
วัดมุมเงาของแท่งมิเตอร์เมื่อดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะและเงามีขนาดเล็กที่สุด วางปลายสายหลวมที่ปลายเงาหล่อแล้วจับให้ตึง ใช้ไม้โปรแทรกเตอร์เพื่อวัดมุมที่เชือกมาบรรจบกับไม้ที่ด้านบน ให้คู่ของคุณทำแบบเดียวกันในสถานที่ของเธอในเวลาเดียวกัน บันทึกการวัด
ลบการวัดมุมเพื่อกำหนดความแตกต่างในมุมของเงาระหว่างสถานที่ทั้งสอง สำหรับ Eratosthenes ตอนเที่ยงวันของครีษมายันที่มุมของดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะโดยตรง มุมนั้นเป็นศูนย์ แม้ว่าเขาจะไม่มีการสื่อสารแบบทันทีเหมือนที่เราทำในตอนนี้ แต่เขาสามารถกำหนดมุมของรังสีดวงอาทิตย์ในอเล็กซานเดรียได้ในเวลาเดียวกัน ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 7.2 องศา ดังนั้นความแตกต่างคือ 7.2 องศา
คำนวณเส้นรอบวงของโลกโดยใช้การวัดระยะทางและมุมที่คุณมี เนื่องจากสถานที่ต่างๆ เป็นจุดบนวงกลมที่โคจรรอบโลก ระยะห่างระหว่างสถานที่เหล่านี้สามารถแสดงเป็นการวัดส่วนโค้งบนวงกลม 360 องศาได้ สำหรับ Eratosthenes ส่วนโค้งคือ 7.2 องศา ระยะห่างระหว่างสถานที่เป็นส่วนหนึ่งของเส้นรอบวงทั้งหมดของโลกด้วย ในกรณีของ Erastothenes ระยะทางคือ 787 กิโลเมตร ดังนั้นสำหรับเขา ใช้ความสัมพันธ์ต่อไปนี้: 7.2 / 360 = 787 / x โดยที่ x = เส้นรอบวงของโลกเป็นกิโลเมตร การแก้หา x แสดงเส้นรอบวงของโลกเป็น 39,350 กิโลเมตร
คำนวณรัศมีของโลกโดยใช้สูตร C (เส้นรอบวง) = 2 x pi x r (รัศมี) สูตรของ Erastosthenes จะมีลักษณะดังนี้: 39,350 = 2 x 3.14 x r หรือ 6,267 กิโลเมตร
สิ่งที่คุณต้องการ
- เป็นพันธมิตรในสถานที่ห่างไกลบนเส้นลองจิจูดเดียวกันหรือในเขตเวลาเดียวกัน
- โทรศัพท์มือถือ
- 2 เสา ยาว 1 เมตร
- ตลับเมตร
- 2 สายยาวอย่างน้อย 1.5 เมตร
- 2 tacks
- 2 ไม้โปรแทรกเตอร์
- เครื่องคิดเลข
เคล็ดลับ
-
ใช้เครื่องคิดเลขวิทยาศาสตร์ เนื่องจาก pi เป็นจำนวนอนันต์ การคำนวณในขั้นตอนที่ 6 จะแม่นยำยิ่งขึ้น
คุณต้องวัดมุมของเงาในสองตำแหน่งพร้อมกันในวันเดียวกัน มิฉะนั้น การคำนวณจะผิดพลาด
คำเตือน
เนื่องจากการวัดเหล่านี้ไม่ได้ทำกับอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนมากกว่า การคำนวณรัศมีจะเป็นค่าโดยประมาณเท่านั้น รัศมีที่แท้จริงของโลกอยู่ที่ 6,378.1 กิโลเมตรที่เส้นศูนย์สูตร แต่รัศมีแตกต่างกันไปเนื่องจากโลกเป็นทรงกลมค่อนข้างแบน รัศมีมีมากกว่า 6,371 กิโลเมตรที่ขั้วเหนือและใต้