Semua orang tahu bahwa planet Bumi memilikinya bentuk bulat. Namun hanya sedikit orang yang tahu berapa ukuran planet ini. Berapakah keliling bumi sepanjang garis khatulistiwa atau sepanjang garis meridian? Berapa diameter bumi? Kami akan mencoba menjawab pertanyaan-pertanyaan ini sedetail mungkin.
Pertama-tama, mari kita lihat konsep dasarnya, yang akan kita temui saat menjawab pertanyaan tentang keliling bumi.
Apa yang disebut garis khatulistiwa? Ini adalah garis melingkar yang mengelilingi planet dan melewati pusatnya. Garis khatulistiwa tegak lurus terhadap sumbunya rotasi bumi. Jaraknya sama antara satu dan kutub lainnya. Garis khatulistiwa membagi planet ini menjadi dua belahan yang disebut belahan utara dan selatan. Ini memainkan peran penting dalam menentukan zona iklim di planet ini. Semakin dekat ke garis khatulistiwa, iklimnya semakin panas karena daerah tersebut menerima lebih banyak sinar matahari.
Apa itu meridian? Ini adalah garis yang membagi segalanya bola dunia . Ada 360 buah, artinya setiap pecahan di antara keduanya sama dengan satu derajat. Meridian melintasi kutub-kutub planet ini. Mereka menghitung berdasarkan meridian garis bujur geografis. Hitung mundur dimulai dari meridian utama, yang disebut juga meridian Greenwich, karena melewati Observatorium Greenwich di Inggris. Bujur disebut timur atau barat, tergantung arah penghitungannya.
Di zaman kuno
Keliling bumi pertama kali diukur Yunani Kuno. Itu adalah ahli matematika Eratosthenes dari kota Siena. Saat itu sudah diketahui bahwa planet ini mempunyai bentuk bulat. Eratosthenes mengamati Matahari dan memperhatikan bahwa benda termasyhur pada waktu yang sama, jika diamati dari Syene, terletak tepat di puncaknya, tetapi di Aleksandria memiliki sudut deviasi.
Pengukuran ini dilakukan oleh Eratosthenes pada hari titik balik matahari di periode musim panas. Ilmuwan mengukur sudut dan menemukan bahwa nilainya adalah 1/50 dari seluruh lingkaran, sama dengan 360 derajat. Mengetahui tali busur suatu sudut satu derajat perlu dikalikan dengan 360. Kemudian Eratosthenes mengambil jarak antara dua kota (Siena dan Alexandria) sebagai panjang tali busur, dengan asumsi keduanya berada pada meridian yang sama, membuat perhitungan dan bernama angka 252 ribu stadia. Angka ini berarti keliling bumi.
Untuk saat itu, pengukuran seperti itu dianggap akurat, karena tidak ada cara untuk mengukur keliling bumi dengan lebih akurat. Ilmuwan modern mengakui bahwa nilai yang dihitung oleh Eratosthenes ternyata cukup akurat, meskipun faktanya:
- kedua kota ini - Siena dan Alexandria tidak terletak di meridian yang sama;
- ilmuwan kuno memperoleh angka tersebut berdasarkan hari-hari perjalanan unta, tetapi mereka tidak berjalan dalam garis lurus sempurna;
- tidak diketahui instrumen apa yang digunakan ilmuwan untuk mengukur sudut;
- tidak jelas panggung apa yang digunakan Eratosthenes.
Meski demikian, para ilmuwan masih mempertahankan pendapat tentang keakuratan dan keunikan metode Eratosthenes yang pertama kali mengukur diameter bumi.
Di Abad Pertengahan
Pada abad ke-17, seorang ilmuwan Belanda bernama Sibelius menemukan metode penghitungan jarak dengan menggunakan teodolit. Ini adalah instrumen khusus untuk mengukur sudut, digunakan dalam geodesi. Metode Sibelius disebut triangulasi; metode ini terdiri dari pembuatan segitiga dan pengukuran alasnya.
Triangulasi masih dilakukan sampai sekarang. Para ilmuwan secara konvensional membagi seluruh permukaan bumi menjadi wilayah segitiga.
studi Rusia
Ilmuwan asal Rusia pada abad ke-19 juga turut andil dalam isu pengukuran panjang garis khatulistiwa. Penelitian ini dilakukan di Observatorium Pulkovo. Prosesnya dipimpin oleh V. I Struve.
Jika sebelumnya Bumi dianggap berbentuk bola bentuk sempurna, kemudian fakta-fakta terakumulasi sesuai dengan gaya yang mana gaya berat menurun dari ekuator ke kutub. Para ilmuwan telah mencoba menjelaskan fenomena ini. Ada beberapa teori. Yang paling populer adalah teori kompresi bumi dari kedua kutub.
Untuk menguji validitas hipotesis, Akademi Perancis mengorganisir ekspedisi pada tahun 1735 dan 1736. Hasilnya, para ilmuwan mengukur panjang derajat khatulistiwa dan kutub di dua titik di dunia - di Peru dan Lapland. Ternyata di daerah khatulistiwa derajatnya lebih pendek. Dengan demikian, ditemukan bahwa lingkar kutub bumi lebih kecil 21,4 kilometer dibandingkan lingkar khatulistiwa.
Saat ini, setelah penelitian yang bebas kesalahan dan akurat, diketahui bahwa keliling bumi di ekuator adalah 40.075,7 km, dan di sepanjang meridian - 40.008,55 km.
Diketahui juga bahwa:
- Sumbu semimayor Bumi (jari-jari planet di ekuator) adalah 6378245 meter;
- jari-jari kutub yaitu sumbu semiminor adalah 6356863 meter.
Para ilmuwan telah menghitung luas permukaan bumi dan menentukan angka 510 juta meter persegi. km. Tanah menempati 29% dari wilayah ini. Volume planet biru adalah 1.083 miliar meter kubik. km. Massa planet ditentukan oleh angka 6x10^21 ton. Porsi air dalam nilai ini adalah 7%.
Video
Lihat eksperimen yang menarik, menunjukkan bagaimana Eratosthenes mampu menghitung keliling bumi.
A.Sokolovsky
Geometri (Yunani Kuno: Geo - "bumi", -Metron "dimensi") arti asli kata tersebut adalah - pengukuran Bumi. Saat ini, geometri memiliki lebih banyak lagi arti yang luas: Merupakan cabang matematika yang membahas soal-soal bentuk, ukuran, kedudukan relatif dalam ruang, dan sifat-sifat ruang. Geometri muncul secara independen di sejumlah budaya awal sebagai suatu disiplin ilmu pengetahuan praktis, berkaitan dengan panjang, luas, volume, dengan unsur ilmu matematika formal.
Satuan panjang modern
Satuan pengukuran modern terkait dengan ukuran planet kita.
Meter
Meter awalnya dirancang untuk menjadi sepersepuluh juta (1/10.000000) kuadran, jarak antara khatulistiwa dan Kutub Utara. Dengan kata lain, meter didefinisikan sebagai 1/10.000000 jarak dari ekuator bumi ke ekuator bumi. Kutub Utara diukur sepanjang permukaan keliling (ellipsoid) bumi melalui garis bujur Paris.
Dengan menggunakan nilai ini, lingkarannya ideal bumi bulat harus tepat 40.000.000 meter (atau 40.000 km). Namun karena bentuk Bumi bukanlah lingkaran ideal melainkan lebih mirip ellipsoid, maka saat ini keliling resmi Bumi sepanjang garis bujur adalah 40.007,86 km.
mil laut
Mil laut adalah dasar keliling planet bumi. Jika Anda membagi keliling bumi menjadi 360 derajat dan kemudian membagi setiap derajat dengan 60 menit, Anda mendapatkan 21.600 menit busur.
1 mil laut didefinisikan sebagai 1 menit busur (keliling bumi). Satuan ukuran ini digunakan oleh semua negara untuk transportasi udara dan laut. Dengan menggunakan 40.007,86 km menurut keliling resmi planet kita, kita mendapatkan nilainya mil laut dalam kilometer: 1,852 km (40,007.86 / 21600)
Satuan pengukuran kuno menunjukkan bahwa nenek moyang kita mampu mengukur ukuran planet kita dengan akurasi sempurna...
Mengukur Keliling Bumi
Berikut cara sederhana mengukur keliling (dan diameter) bumi yang paling mungkin digunakan astronom kuno.
Metode ini didasarkan pada pemahaman bahwa Bumi, seperti Matahari dan Bulan, juga berbentuk bulat dan bintang-bintang terletak sangat jauh dari planet kita (kecuali Matahari), dan berputar pada titik tertentu di atas bumi. ufuk utara (Kutub Utara).
Foto eksposur panjang menunjukkan pergerakan nyata bintang-bintang di sekitar kutub utara.
Proses pengukuran sebaiknya dilakukan di tempat yang visibilitas langitnya baik, misalnya di daerah gurun, jauh dari pemukiman penduduk.
Suatu malam, 2 astronom di dua tempat berbeda (A dan B), berpisah jarak yang diketahui(agar mudah mengukur keliling bumi dengan mengetahui jarak antar titik yang berjarak ratusan kilometer satu sama lain), mereka akan mengukur sudut di atas cakrawala (menggunakan astrolabe dengan garis tegak lurus yang memberikan garis vertikal) dari a bintang tertentu ke lokasinya di langit malam di atas cakrawala.
Pilihan yang ideal adalah Bintang, yang letaknya dekat dengan sumbu langit Kutub Utara (menunjukkan pusat sumbu rotasi bumi). Saat ini Bintang Utara akan muncul pilihan terbaik Namun, ribuan tahun yang lalu, akibat presesi (perputaran poros bumi), Bintang Utara tidak berada di wilayah Kutub Utara (lihat gambar di bawah).
Presesi adalah perputaran poros bumi dalam kurun waktu 26.000 tahun.
Padahal Bintang Utara terletak di kutub utara dalam bentuk setengah lingkaran bola langit, hal ini tidak selalu terjadi. Sumbu rotasi bumi mengalami osilasi lambat selama 26.000 tahun, yang disebut presesi, pada garis tegak lurus orbitnya mengelilingi Matahari, menyebabkan posisi kutub rotasi langit tempat semua bintang bergerak terus berubah. Sekitar zaman penyair Yunani Homer, bintang Kochab adalah bintang kutub utara. Sebelumnya, bintang kutub utara adalah bintang Thuban yang hampir tepat berada di kutub pada tahun 2700 SM. Ia menempati posisi yang lebih baik dan mendekati ideal dibandingkan bintang Kochab hingga sekitar tahun 1900 SM, dan oleh karena itu merupakan Bintang Utara pada masa itu. kuno orang Mesir. Bintang terang lainnya, termasuk Alderamin, juga pernah ada bintang kutub, dan akan terjadi lagi di masa depan yang jauh. Bintang yang saat ini paling dekat dengannya kutub selatan adalah Sigma Octantis, yang hampir tidak terlihat dengan mata telanjang dan terletak 1º3′ dari kutub (meskipun lebih dekat, pada 45′ seabad yang lalu). [Ensiklopedia Sains]
Pengamatan yang cermat terhadap langit malam akan memungkinkan Anda memilih bintang terang dengan parameter yang paling tepat untuk membandingkan lokasi suatu bintang dengan parameter terukur bintang yang sama dari lokasi lain.
Klik untuk memperbesar
Misalnya, pada tahun 2600 SM. (lihat gambar di atas) di Mesir dekat Dataran Tinggi Giza, ketika bintang Mizar dan Kochab (yang mengorbit Kutub Utara setiap malam) akan sejajar dengan garis vertikal(ditandai dengan garis tegak lurus), bintang Mizar (tingginya mudah diukur) akan menjadi bintang yang ideal untuk membandingkan ketinggiannya poin yang berbeda(A dan B).
Karena bintang-bintang ada di dalamnya ruang angkasa terlalu jauh dari Bumi, dengan menggunakan efek paralaks, mengetahui jarak antara titik pengamatan D (alas) dan sudut perpindahan dalam radian, Anda dapat menentukan jarak ke benda:
untuk sudut kecil:
efek paralaks: (perpindahan atau perbedaan posisi nyata suatu benda dilihat dari dua sudut pandang berbeda), satu-satunya penyebab perubahan sudut yang diukur bintang utara adalah kelengkungan keliling bumi.
Diameter sudut Bulan dan Matahari hampir sama: 0,5 derajat.
Kita astronom kuno/ Pendeta, pendeta / dapat mengukur posisi bintang utara dengan ketelitian 1 derajat. Dengan menggunakan alat pengukur sudut (astrolabe), yang dikalibrasi dalam derajat, ia dapat memperoleh hasil yang cukup akurat (mungkin dengan tingkat akurasi 0,25%).
Jika salah satu astronom kita melakukan pengukuran ini dari lokasi di titik (A) dekat Giza (30 0 C), bintang Mizar seharusnya muncul sekitar 41 derajat di atas cakrawala lokal. Jika astronom kedua berada 120 mil laut di selatan *titik (A) (*tentu saja diukur dalam satuan panjang kuno), dia akan melihat bahwa ketinggian objek (bintang) yang sama adalah 39 derajat (2 derajat lebih rendah, dari ketinggian yang diukur di lokasi).
2 ini pengukuran sederhana akan memungkinkan para astronom kuno menghitung keliling bumi dengan akurasi yang cukup tinggi:
(360/2) * 120 mil laut = 21600 mil laut, yang diameter bumi dapat diperkirakan sebagai: 21600 mil laut / (22/7) (perkiraan Pi Mesir kuno) = = 6873 mil laut = 12728 km
Catatan: data modern dan akurat: Lingkar Bumi antara Kutub Utara dan Selatan:
21.602,6 mil laut = 24.859,82 mil (40008 km) Diameter Bumi di ekuator: 6.887,7 mil laut = 7.926,28 km (12.756,1 km)
Khatulistiwa adalah garis lingkaran khayal yang mengelilingi seluruh bumi dan melewati pusat bumi.
Garis khatulistiwa tegak lurus terhadap sumbu rotasi planet kita dan terletak di jarak yang sama dari kedua kutub.
Khatulistiwa: apa itu dan mengapa dibutuhkan?
Jadi, garis khatulistiwa adalah garis khayal. Mengapa para ilmuwan serius perlu membayangkan beberapa garis yang menguraikan bumi? Karena garis khatulistiwa, seperti garis meridian, garis sejajar, dan pembatas planet lainnya, yang hanya ada dalam imajinasi dan di atas kertas, memungkinkan untuk melakukan perhitungan, bernavigasi di laut, di darat, dan di udara, serta menentukan lokasi. berbagai objek dll.
Garis khatulistiwa membagi Bumi menjadi Utara dan Belahan Bumi Selatan dan berfungsi sebagai titik awal garis lintang geografis: Garis lintang khatulistiwa adalah 0 derajat. Ini membantu Anda menavigasi zona iklim planet. Bagian bumi yang khatulistiwa menerima paling banyak jumlah besar sinar matahari. Dengan demikian, semakin jauh letak wilayahnya dari garis khatulistiwa dan semakin dekat ke kutub, maka semakin besar pula wilayah tersebut lebih sedikit sinar matahari mereka mengerti.
Daerah khatulistiwa merupakan musim panas yang abadi, dimana udaranya selalu panas dan sangat lembab akibat penguapan yang terus menerus. Di garis khatulistiwa, siang selalu sama dengan malam. Matahari berada pada puncaknya - bersinar secara vertikal ke bawah - hanya di ekuator dan hanya dua kali setahun (pada hari-hari di mana ekuinoks terjadi di sebagian besar zona geografis bumi).
Garis khatulistiwa melewati 14 negara. Kota-kota yang terletak tepat di jalur: Macapa (Brasil), Quito (Ekuador), Nakuru dan Kisumu (Kenya), Pontinac (Pulau Kalimanta, Indonesia), Mbandaka (Republik Kongo), Kampala (ibu kota Uganda).
Panjang khatulistiwa
Garis khatulistiwa merupakan garis sejajar terpanjang dengan Bumi. Panjangnya 40,075 km. Orang pertama yang mampu menghitung secara kasar luas khatulistiwa adalah Eratosthenes, seorang astronom dan matematikawan Yunani kuno. Untuk melakukan ini, dia mengukur waktu selama itu sinar matahari mencapai bagian bawah sumur dalam. Ini membantunya menghitung panjang jari-jari Bumi dan, karenanya, garis khatulistiwa berkat rumus keliling.
Perlu diperhatikan bahwa Bumi bukanlah lingkaran sempurna, begitu pula jari-jarinya bagian yang berbeda beda tipis. Misalnya jari-jari di ekuator adalah 6378,25 km, dan jari-jari di kutub adalah 6356,86 km. Oleh karena itu, untuk menyelesaikan permasalahan penghitungan panjang garis khatulistiwa diambil jari-jarinya sebesar 6371 km.
Panjang garis khatulistiwa adalah salah satu karakteristik metrik utama planet kita. Ini digunakan untuk perhitungan tidak hanya dalam geografi dan geodesi, tetapi juga dalam astronomi dan astrologi.
