خیلی اوقات ما خواه ناخواه به سؤالات به ظاهر عجیب و بی معنی فکر می کنیم. ما اغلب به مقادیر عددی برخی از پارامترها و همچنین مقایسه آنها با مقادیر دیگر، اما شناخته شده برای ما علاقه مند هستیم. اغلب اوقات چنین سوالاتی به ذهن کودکان خطور می کند و والدین باید به آنها پاسخ دهند.
حجم زمین چقدر است؟ پاسخ دادن به این سوال می تواند دشوار باشد، زیرا مغز بسیار تمایلی به به خاطر سپردن مقادیری که به ندرت در زندگی به آن نیاز دارد، ندارد. اگر جواب این سوال را خیلی وقت پیش شنیده اید، امروز بعید است که آن را به خاطر بسپارید، زیرا از آن زمان تاکنون برای شما مفید نبوده است.
قبل از دادن پاسخ دقیق و مقایسه حجم زمین با مقادیری که می دانیم، بیایید در تاریخ هندسه غوطه ور شویم. از این گذشته، این علم در ابتدا برای اندازه گیری ویژگی های مختلف سیاره ما ایجاد شد.
تاریخ
هندسه در مصر باستان سرچشمه گرفت. مردم اغلب نیاز داشتند (مانند الان) فاصله بین شهرها را بیابند، اشیاء خاصی را اندازه گیری کنند، مساحت زمین را اندازه گیری کنند.که متعلق به آنها بود با تشکر از همه اینها، یک علم خاص ظاهر شد - هندسه (از کلمات "geo" - زمین، و "metros" - برای اندازه گیری). و در ابتدا فقط به برنامه کاربردی کاهش یافت. اما برخی از اندازه گیری ها به محاسبات پیچیده تری نیاز داشتند. سپس در طلوع توسعه این علم، فیلسوفان و دانشمندانی مانند فیثاغورث و اقلیدس ظهور کردند.
هنگام ساختن سازه های ساده در نگاه اول، لازم است بتوانیم میزان مصالحی که برای ساخت و ساز استفاده می شود را اندازه گیری کنیم، فاصله بین نقاط و زوایای بین صفحات مستقیم را محاسبه کنیم. همچنین باید ویژگی های ساده ترین اشکال هندسی را بدانید. بنابراین، اهرام مصر، ساخته شده در قرن 2-3 قبل از میلاد. e.، با دقت روابط فضایی خود شگفت زده می شوند و ثابت می کنند که سازندگان آنها موقعیت های هندسی زیادی را می دانستند و پایگاه بزرگی برای محاسبات دقیق ریاضی داشتند.
سپس با پیشرفت هندسه، هدف اصلی خود را از دست داد و دامنه خود را گسترش داد. امروزه تصور هیچ تولیدی بدون محاسبات با استفاده از روش‌های هندسی غیرممکن است.
در بخش بعدی در مورد روش‌هایی برای اندازه‌گیری مشخصه‌های هندسی خاص برای اجسام مختلف صحبت خواهیم کرد.
اندازه گیری بدن
برای بدنه های مستطیلی، اندازه گیری حجم و مساحت ساده ترین است. شما فقط باید عرض، طول و ارتفاع شکل را بدانید تا هر آنچه در مورد آن نیاز دارید را بیابید. حجم یک جسم مستطیلی حاصل ضرب سه کمیت فضایی است. مساحت چنین شکلی استدو برابر مجموع حاصلضرب های زوجی اضلاع. اگر این فرمول ها را به صورت ریاضی نمایش دهیم، برابری زیر برای حجم صادق خواهد بود: V=abc، و برای مساحت: S=2(ab+bc+ac).
اما برای یک توپ، برای مثال، این فرمول ها بسیار ناخوشایند هستند. برای محاسبه قطر توپ (و از آن شعاع) لازم است که آن را در یک مکعب محصور کنید که در شش نقطه با آن تماس داشته باشد. طول (عرض یا ارتفاع) این مکعب به اندازه قطر توپ خواهد بود. اما بسیار ساده تر است که فوراً حجم توپ را با فرو بردن آن در ظرفی که تا لبه پر شده است، دریابید. با اندازه گیری حجم آب ریخته شده می توان به حجم توپ پی برد. و از آنجایی که فرمول حجم توپ V=4/3πR3 است، از آن می توانیم شعاع را پیدا کنیم که به یافتن ویژگی های بیشتر بدن کمک می کند..
راه جالب دیگری برای اندازه گیری حجم توپ وجود دارد که در قسمت بعدی به آن خواهیم پرداخت.
چگونه حجم زمین را اندازه گیری کنیم؟
و اگر بدن خیلی بزرگ است، مانند یک سیاره، چگونه می توان حجم و مساحت آن را به دقت اندازه گیری کرد؟ ما باید به روش های جالب تر و پیچیده تر متوسل شویم.
بیایید از راه دور شروع کنیم. همانطور که می دانید، اگر یک توپ را در فضای دو بعدی تصور کنید، یک دایره به دست می آید. فرض کنید از نقطه‌ای دو پرتو بر روی توپ به دو مکان متفاوت نه چندان دور از یکدیگر می‌افتد. اگر دقت کنید می بینید که از زوایای مختلف به سطح زمین می افتند. با ساختارهای هندسی ساده، می توانید ببینید که از مرکز توپ می توانید خطوطی را ترسیم کنید که این دو نقطه را به هم متصل می کند. بین خود، این خطوط زاویه خاصی را تشکیل می دهند که با آن مطابقت داردفاصله بین این نقاط از قبل اندازه گیری شده است. بنابراین، طول قوس مربوط به هر زاویه را می دانیم. از آنجایی که در یک دایره فقط 360 درجه وجود دارد، به راحتی می توانیم محیط یک دایره را پیدا کنیم. و از فرمول محیط دایره شعاع را پیدا می کنیم که حجم با استفاده از فرمول شناخته شده محاسبه می شود.
این روشی است برای یافتن حجم اجرام بزرگ، از جمله اجرام آسمانی. حتی در دوران باستان، یونانیان از آن برای یافتن اطلاعات بیشتر در مورد زمین استفاده می کردند. بنابراین آنها حجم زمین را محاسبه کردند. اگرچه، البته، این داده ها تقریبی هستند، زیرا خطاهای زیادی وجود دارد که در این روش اندازه گیری در نظر گرفته نمی شود.
قبل از پاسخ به سؤال اصلی، بیایید ببینیم که چگونه چنین کمیت های پیچیده امروزه با کوچکترین خطای ممکن اندازه گیری می شوند.
روش های اندازه گیری مدرن
امروزه ما فناوری های پیشرفته زیادی داریم که به ما امکان می دهد محاسبات دانشمندان باستانی را در مورد ویژگی های مختلف زمین اصلاح کنیم. برای این کار، در قرن گذشته، بشر از ماهواره های در حال گردش استفاده کرد. آنها می توانند محیط سیاره ما را با بیشترین دقت اندازه گیری کنند و بر اساس این داده ها، شعاع را محاسبه کنند، زیرا همانطور که قبلاً متوجه شدیم، به راحتی می توان حجم زمین را پیدا کرد.
وقت آن است که رقم دقیق را دریابیم و آن را با مقادیری که می دانیم مقایسه کنیم.
حجم زمین چقدر است؟
بنابراین به نکته اصلی این مقاله رسیدیم. حجم زمین 1,083,210,000,000 کیلومتر3 است. آیا زیاد است؟ بستگی به این دارد که با چه چیزی مقایسه کنید. از آنهااجرامی که ما قادر به مقایسه با این مقدار هستیم، فقط یک جرم آسمانی دیگر مناسب است. بنابراین می توان گفت که حجم ماه تنها دو درصد حجم زمین است.
سیاره هایی مانند مشتری نیز وجود دارند که به دلیل چگالی کم و سطح زیاد، حجم زیادی دارند. اگر زمین عمدتاً از گازها تشکیل شده باشد و نه مواد جامد و مایع، حجم زمین نیز می‌تواند بزرگتر باشد.
برنامه
ما به چنین ارزش هایی بیشتر برای علاقه نیاز داریم. اما در زندگی واقعی از آنها بسیار فعال استفاده می شود. در نجوم، مقادیری مانند حجم زمین، جرم زمین، شعاع زمین برای محاسبه مدار ماهواره های پرتاب شده از سطح سیاره ما استفاده می شود. همچنین، این داده ها می توانند برای تحقیقات پایه بیشتر مفید باشند. استفاده از این داده ها در جغرافیا و زمین شناسی جالب است، زیرا محاسبه حجم زمین برای اکتشافات زمین شناسی و ارزیابی تقریبی ذخایر معدنی مورد توجه است.
خطا
همانطور که می دانید، همه جا خطاهایی وجود دارد. و در محاسبه حجم زمین تعداد زیادی از آنها وجود دارد. به طور دقیق تر، تنها یک خطا به اندازه گیری ها کمک می کند، اما مهم ترین آن است. این به این دلیل است که زمین کاملاً گرد نیست. در قطب ها مسطح است و همچنین دارای بی نظمی های سطحی به صورت فرورفتگی و کوه می باشد. اگرچه سیاره توسط اتمسفر پوشیده شده است و بیشتر این اثرات که بر اندازه گیری ها تأثیر می گذارند هموار می شوند، اندازه گیری چگالی بسیار دشوار است.
نتیجه گیری
فیزیکیویژگی های زمین همیشه یک موضوع نسبتاً مهم برای همه بوده است. پیش می آید که معلوم نیست به چه دلیلی اما می خواهم جواب این سوال را بدانم که چند درصد از مساحت کره زمین را اقیانوس ها اشغال کرده اند یا حجم زمین چقدر است؟ در این مقاله سعی کردیم نه تنها پاسخ دقیق بدهیم، بلکه بگوییم چگونه و با چه کمکی محاسبه شده است.
