Jaki kształt ma Ziemia?
Mrówka wspinająca się po pniu drzewa nie jest w stanie opisać ani jego kształtu, ani rozmiarów. W podobnej sytuacji znajduje się człowiek stojący na powierzchni Ziemi. Jednak dzisiaj nie ma wątpliwości, jakiej jest ona wielkości i jaki ma kształt. Skąd to wiemy?
jaki fragment Ziemi zobaczysz stojąc na jej powierzchni a jaki stojąc na wieży widokowej;
co się dzieje ze statkiem, kiedy oddala się od brzegu.
Wskażesz obserwacje, które stanowią dowód na kulistość Ziemi.
Określisz kształt i rozmiary Ziemi.
1. Kształt Ziemi
W czasach starożytnych człowiek nie miał możliwości obserwowania Ziemi w całości. Naszym przodkom wydawało się, że ma ona kształt płaskiego krążka nakrytego kopułą niebios i otoczonego wielkim oceanem. Dopiero szereg późniejszych badań pozwolił stwierdzić, że Ziemia ma kulisy kształt. Ostatecznie dowiodły tego podróże dookoła świata, a dzięki lotom w kosmos otrzymaliśmy zdjęcia, które pozwalają jednoznacznie określić kształt Ziemi.
W 1519 roku wyprawa pod dowództwem Ferdynanda Magellana wyruszyła z portu San Lúcar w Hiszpanii na zachód i płynąc wciąż w tym samym kierunku, w roku 1522 powróciła do tego samego portu – jednak od strony wschodniej. Podróż ta udowodniła, że Ziemia jest okrągła, oraz pokazała, jakie są właściwe rozmiary globu.
Oczywiście nie musimy lecieć z kosmos, by przekonać się, że Ziemia ma kształt kuli, ale nie jest idealną kulą. Kształtu naszej planety dowodzą m.in.:
widnokrągwidnokrąg (obszar, który możesz objąć wzrokiem) ma kształt koła, który zwiększa się wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem gruntu,
obserwacja cienia Ziemi w trakcie zaćmień Księżycazaćmień Księżyca, gdy Księżyc trafia w cień rzucany przez Ziemię,
obserwacje zbliżających się do portu statków, które wyłaniają się stopniowo spoza linii horyzontu, muszą więc płynąc po łuku,
przemieszczając się wzdłuż południka można zauważyć, że zmieni się wysokość gwiazd, w każdym momencie inne gwiazdy znajdują się w zenicie.
Na bezchmurnym nocnym niebie można łatwo dostrzec Gwiazdę Polarną – najjaśniejszą gwiazdę w gwiazdozbiorze Małej Niedźwiedzicy. Jej położenie nad horyzontem zależy od punktu na Ziemi, z którego obserwuje się tę gwiazdę. W niektórych miejscach kuli ziemskiej znajdowałaby się ona nad Twoją głową, w innych byłaby zupełnie niewidoczna – ukryta za horyzontem. Jest to dowód na kulistość Ziemi, ponieważ gdyby była ona plaska, wówczas kąt obserwacji Gwiazdy Polarnej pozostałby niezmienny.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1MwUzS9GaQuW
Film pod tytułem "Dowód na kulistość Ziemi – statek znikający za horyzontem".
Wykazanie kulistego kształtu Ziemi.
punkt widokowy lub wysoka budowla, na której wyższe piętra można się dostać.
Wybierz najwyższy budynek lub budowlę w okolicy, gdzie górny poziom możesz bezpiecznie wejść lub wjechać windą.
Stojąc u podstawy wybranej budowli lub punktu widokowego, wybierz kilka obiektów widocznych na linii widnokręgu.
Wejdź lub wjedź na najwyższy dostępny poziom wybranej budowli i przeprowadź ponowną obserwację okolicy, wyszukując wybrane wcześniej obiekty.
Sprawdź, czy widzisz obiekty leżące dalej niż wybrane uprzednio w trakcie obserwacji z poziomu gruntu.
Obserwacja z powierzchni gruntu umożliwia obejrzenie tylko obiektów leżących blisko, których nic nie zasłania. Dopiero wspięcie się wyżej pozwala zobaczyć miejsca położone znacznie dalej. Gdyby Ziemia była płaska, to bez względu na położenie obserwatora powinniśmy widzieć te same obiekty.
Poglądy na kształt Ziemi były w przeszłości bardzo różne. Starożytni Hindusi uważali, że płaska Ziemia spoczywa na grzbietach czterech słoni, zaś one – na skorupie wielkiego żółwia pływającego w ogromnym oceanie. Jedynie nieliczna garstka uczonych przypuszczała, że Ziemia jest kulą.
2. Jakie są rozmiary Ziemi?
Umiemy już dowieść, że Ziemia jest kulista. A jak określić, jakiej jest wielkości? Rozmiary Ziemi można obliczyć, dokonując precyzyjnych pomiarów. Już w starożytności uczeni zauważyli, że Słońce obserwowane w jednym miejscu znajduje się wyżej nad horyzontem niż w innym, położonym bardziej na północ. Dokonując bardzo dokładnych pomiarów kąta padania promieni słonecznych, obliczyli oni, że obwód Ziemi wynosi około 40 000 km. Dzisiaj wiemy, że obwód Ziemi wynosi 40 075 km, a średni promieńpromień – około 6371 km. To oznacza, że jej średnica to ok. 12 742 km.
Kształt Ziemi przedstawiamy w uproszczeniu jako kulistą bryłę o wyrównanej powierzchni, czyli bez form wypukłych i wklęsłych, takich jak góry i kotliny.
Ogromne rozmiary Ziemi nie pozwalają jej oglądać w całości. Stworzono więc model przedstawiający bardzo silnie pomniejszoną Ziemię. Nazywamy go globusemglobusem. Ukazuje on nie tylko przybliżony kształt Ziemi – można na nim pokazać także rozmieszczenie lądów i oceanów.
Precyzyjne pomiary i obserwacje wykazały, że Ziemia nie jest dokładnie kulą. Ruch dookoła własnej osi powoduje powstanie siły odśrodkowej, która przyczyniła się do niewielkiego spłaszczenia Ziemi na biegunach. Taka spłaszczona kula nazywa się elipsoidą.
Gdyby założyć, że przeciętny czwartoklasista musi codziennie przejść z domu do szkoły i ze szkoły do domu około 1 kilometra, to odległość równą obwodowi Ziemi przeszedłby po niemal 60 latach codziennego (także w soboty i niedziele) chodzenia do szkoły!
Ze względu na spłaszczenie Ziemi jej promień jest różny i waha się od około 6357 km między środkiem Ziemi a biegunami do 6378 km między środkiem Ziemi a równikiem.
Podsumowanie
Rozmiary i kształt Ziemi sprawiają, że obserwator stojący na jej powierzchni odnosi wrażenie, że jest płaska.
Obserwacje dowodzą kulistego kształtu Ziemi.
Obwód Ziemi jest w przybliżeniu równy 40 000 km, a średnica – 12742 km.
Praca domowa
Znajdź w domu kawałek pustej ściany. Przygotuj lampkę biurkową, piłkę i okrągły talerz. Zasłoń pokój, tak aby go wyciemnić. Lampkę postaw na biurku, włącz i skieruj ją na ścianę. Ustawiaj w różnych pozycjach przygotowane przedmioty. Sprawdź, czy zawsze powstaje okrągły cień. Wyjaśnij, dlaczego nie zawsze cień jest okrągły.
Zastanów się i napisz, na czym polega zjawisko zaćmienia Księżyca.
Słownik
najwierniejszy model całej powierzchni kuli ziemskiej; w odróżnieniu od mapy, nie posiada żadnych zniekształceń kątów, odległości i powierzchni
odległość od środka kuli do jej powierzchni; jest równy połowie średnicy kuli
fragment powierzchni Ziemi rozciągający się wokół obserwatora i widoczny dla niego; w terenie otwartym ma on kształt koła
zjawisko astronomiczne polegające na całkowitym lub częściowym zasłonięciu jednego ciała niebieskiego przez drugie; na Ziemi najczęściej obserwowane są zaćmienia Księżyca (Ziemia zasłania promienie słoneczne padające na Księżyc)
Zadania
Oceń prawdziwość stwierdzeń.
| Prawda | Fałsz | |
| Ludzie zawsze wiedzieli, że ziemia jest kulista. | □ | □ |
| Zaćmienia Słońca dowodzą kulistości Ziemi. | □ | □ |
| Wzrok przeciętnego człowieka sięga na odległość 5,7 km. | □ | □ |
| Loty kosmiczne umożliwiły obserwację kształtu Ziemi. | □ | □ |
Wskaż przybliżoną długość obwodu Ziemi.
- 400 km
- 4000 km
- 4 miliony km
- 4 miliardy km
- 40 000 km
Wybierz średnią długość promienia Ziemi.
- 63 710 km
- 40 000 km
- 637 km
- 6 371 km
Wybierz poprawną nazwę modelu Ziemi.
- kula ziemska
- elipsoida obrotowa
- geoida
- sfera
- sklepienie niebieskie
- mapa
- model
- świat
- globus
Uzupełnij z listy.
poziomu morza, samolotów, w kosmos, statków, widnokręgu, gwiazd, Słońca, własnej gminy, Europy, latawców, świata, Ziemi, Ziemi, Słońca, ryb, łodzi podwodnych, samolotów pasażerskich, Polski, owadów, Księżyca
Stwierdzenie, że Ziemia jest kulą lub bryłą bardzo do kuli zbliżoną, umożliwiają: obserwacje ................................................ wraz ze wzrostem wysokości nad poziom gruntu, obserwacje cienia Ziemi w trakcie zaćmień ................................................, obserwacje oddalających się od brzegu ................................................, podróże dookoła ................................................ oraz loty .................................................