Меню

Что является радиусом земли

Радиус Земли — характеристика, вычисляемая веками

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.

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.

Читайте также:  Погреб как правильно сделать в деревне под землей

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

Радиус Земли

В радиусе Земли является радиусом в форме Земли аппроксимируется как сферы (геоид), в «земном шаре». Это астрономическая единица измерения, а также фундаментальная величина для многих областей знаний, особенно для наук о Земле, а также для технологий . Это в среднем 6371 километр. В диаметр Земли в два раза больше радиуса Земли, в среднем около 12,742 км.

В зависимости от области применения используются различные, более точные радиусы Земли, которые основаны не на сферической форме, а на форме эллипсоида вращения или других приближениях.

Оглавление

Часто используемые значения

Поскольку земля или уровень моря ( геоид ) не имеют точной сферической формы , но сглажены примерно на 21 км (0,335 процента) на полюсах , термин « глобус » должен быть определен более подробно для более точных деталей его радиус . Чаще всего используются следующие значения:

  1. Экваториальный радиусR = 6378137 м длиной земного эллипсоида (установленные на международном уровне значения основной полуоси А в GRS 80 )
  2. Экваториальный радиус R A = 6 378 388 м (более старого) эллипсоида Хейфорда 1924 г.
  3. Средний радиус R = 6 371 000,785 м (сфера равного объема, кубический корень из a a b , полуоси эллипсоида GRS 80)
    • Округленное значение R = 6 371,0 км до вершины, или
    • старшее значение 6371,2 км (эллипсоид Хейфорда, 1924 г. )
  4. Среднее арифметическое R = (2a + b) / 3 = 6 371 008,767 м или
    • Сфера равной площади 6371007,176 м (эллипсоид GRS 80)

Радиусы некоторых важных земных эллипсоидов

Эллипсоид год Экваториальный радиус a Радиус полюса b Среднее значение R
GRS 80 , WGS 84 1979 г. 6 378 137,0 м 6 356 752,314 м 6 371 000,8 м
WGS 72 1972 г. 6 378 135,0 м 6 356 750,5 м 6370998,9 млн
Школа-интернат Эллипсоид 1967 6 378 165,0 м 6 356 779,702 м 6 371 028,6 млн
Эллипсоид Хейфорда 1910/24 6 378 388,0 м 6 356 911 946 м 6 371 221 м
Эллипсоид Бесселя 1841 г. 6 377 397,155 м 6 356 078,962 м 6 370 283 м
Перу / Лапландия 1740 г. 6 379 500 м 6 349 800 м 6 369 600 м

сказка

От древности до Колумба

Идея о том, что Земля имеет форму шара, появилась еще в 600 году до нашей эры. Хр. В философии ионной природы ( Фалес Милетский , Анаксимандр ) и v 4 век. До н.э. Аристотель дал три астрономических доказательства этого факта.

Первое определение длины окружности Земли принадлежит Эратосфену (около 240 г. до н.э. ), изобретателю метода градусных измерений . Он сравнил угловые высоты высшей точки солнца в Египте между Александрией и Сиеной (современный Асуан), которые отличаются на 1/50 полного круга. Это привело к тому, что окружность Земли в 50 раз больше расстояния от Александрии до Асуана, согласно сегодняшним единицам, что составляет 835 км, умноженное на 50 = 41 750 км. Радиус можно рассчитать по окружности. Эратосфен рассчитывается поэтапно ; Однако для точности его определения радиуса Земли использованная единица длины не играет роли: Эратосфен затем пришел к радиусу Земли примерно в 6 645 км и, таким образом, на 4,2 процента выше сегодняшнего.

В раннем средневековье арабы определяли длину градуса в 56 2/3 арабских миль. Так как это приравнивается примерно к 2000 м, радиус земного тела составляет R = 6500 км, что на 2 процента отклоняется от сегодняшнего значения. В 1023 году математик Аль-Бируни определил радиус земного шара, равный 6 339,6 км, используя изобретенный им новый метод измерения.

Читайте также:  Земля для авокадо в домашних условиях из косточки какая подойдет

В 15 веке эти значения, безусловно, были известны в Европе, но арабским значениям иногда приписывалась итальянская миля на 25 процентов короче. На этом основании и в то же время переоценив протяженность Азии, Колумб окончательно пришел к неверному выводу, что в Восточную Азию нужно попасть через несколько недель западным курсом.

Фердинанд Магеллан начал кругосветное плавание в августе 1519 года . Когда флот достиг Филиппин и, таким образом, очевидно, азиатских вод в 1520 году , окончательное доказательство сферической формы Земли было предоставлено: окружность Земли, которая долгое время недооценивалась, теперь была правильно определена.

Измерение Земли в наше время

Фактический размер Земли был известен только с точностью до нескольких процентов в конце периода открытия . Французские ученые в 17 — м века определили их отклонение от сферической формы путем измерения степени через несколько сот километров, но это было до сих пор неизвестно , а в некоторых случаях даже привели к расширенному радиусу полюса. Напротив, Исаак Ньютон рассчитал, что вращение Земли (ошибочно: центробежная сила) из-за инерции сплющивания вызовет Землю.

Этот вопрос был выяснен путем измерения на землю на Французской академии с двумя экспедициями в Лапландию и Перу ( 1736 до 1741 ). Они также служили для определения метров (постулируемая длина окружности Земли по полюсам = 40 000 км) и обеспечивали точность 0,02 процента или 1,5 км ( меридиональный квадрант = 10 002 250 м, средний радиус Земли R = 6 369,6 км).

С тех пор точность, с которой известна математическая фигура Земли , удваивалась каждые 50 лет. Примерно в 1965 году спутниковая геодезия значительно увеличила точность до 20 метров, а теперь приближается к сантиметровому диапазону. Недавно разработанные градиентометрические спутники, такие как GRACE ( 2004 ) и GOCE, даже нацелены на изменения формы Земли, которые, как предполагается, находятся в диапазоне нескольких миллиметров в год.

Региональные и местные детали формы Земли

Отклонения Земли от сферической формы еще не были бы видны на идеальном глобусе , но высокие горы можно было бы почувствовать по их «шероховатости». С другой стороны, уплощение Земли (сглаживание полюсов на 21 км или 0,3 процента) должно приниматься во внимание на каждой точной карте , часто также типичный ход кривизны Земли для каждого континента («волны» в геоид до ± 100 метров). Радиус кривизны может изменяться регионально между примерно 6330 км и 6400 км, локально даже между 5000 и 8000 км.

В целом, региональная изменчивость радиуса Земли означает изменение масштаба карт и компьютерных моделей от нескольких километров до 1000 км и должна приниматься во внимание почти во всех приложениях. При измерении сегодняшних технических проектов с точностью до миллиметра эти эффекты проявляются уже на расстоянии 100 метров.

С другой стороны, высота или форма местности не добавляются к радиусу Земли, а, например, в географических информационных системах , добавляются в базы данных в качестве атрибута. Для задач с физическим фоном необходимо также учитывать изменчивость ускорения свободного падения, которое на земной поверхности принимает значения от 9,76 до 9,94 м / с².

Для задач в астрономии или космических путешествиях часто требуется расстояние между точкой и центром Земли, так называемый геоцентрический радиус. Он может быть рассчитан на основе используемого земного эллипсоида и составляет, например, от 6365 до 6368 км в Центральной Европе плюс уровень моря в точке. Однако следует отличать от этого радиус кривизны ровных поверхностей и измерения высоты , который может быть на 30 км больше.

Читайте также:  Русские земли попали в зависимость от золотой орды в результате

Физические воздействия

Радиус Земли и его изменение является фундаментальной переменной не только в геометрических задачах, но также в физике и различных науках о Земле. Здесь он отображается как расстояние от центра Земли или от земной оси (R · cos (ширина)), как радиус кривизны при перемещениях или при измерении лучей , как гауссовская мера кривизны (1 / R²) или в действии градиентов разных сил.

Средняя сила тяжести на земной поверхности также связана с радиусом и массой Земли , как и средняя плотность земного тела. Его значение 5,52 г / см³ дает геофизику — по сравнению с обычной плотностью горных пород 2,5–2,8 г / см³ — четкое указание на то, что плотность земных недр должна быть значительно выше. Структура внутренней оболочки Земли исследуется более 100 лет с использованием , среди прочего, гравиметрии , математических и сейсмических моделей.

Резюме

Точная форма Земли известна уже сегодня с точностью до нескольких сантиметров, хотя высота ее колеблется от 10 до 15 км в обе стороны:

  • Средний (равный объем) радиус Земли = 6,371 км.
  • геоцентрическое среднее, вариация = 6368 км ± 11 км
  • Полупроводниковые оси Земли эллипсоид = (экваториальный 🙂 6,378.1 или (полярный 🙂 6,356.7 км
  • континентальные радиусы кривизны (север-юг) = (экваториальный 🙂 6330 до (полярный 🙂 6400 км
  • Следовательно, «земной шар» достаточно только с точностью до 0,5%.

Часто неизвестно, что не только радиус Земли изменяется из-за сплющивания Земли, но также существует «проблема широты»: географические и геоцентрические широты различаются на 0,19 ° или 22 километра. Из-за дальнейших локальных отклонений формы Земли от сферы земная поверхность была аппроксимирована для национальной съемки с использованием локально оптимально подходящих опорных эллипсоидов , из которых более сотни различных используются во всем мире. Указание географических координат места всегда относится к определенной системе отсчета ( геодезической системе координат ).

Это означает, что отвес , который считается вытянутым под нашими ногами, проходит на расстояние до 20 км от центра Земли . Такие предметы, как измерение земли , геофизика и спутниковая геодезия, должны ежедневно иметь дело с соответствующими фактами.

Окружность земли

Приближенно приняла сферическую форму для формы Земли, окружность Земли может с помощью расчета окружности для окружности аппроксимировать радиус Земли вычисляется . При радиусе Земли 6 371 км получается окружность около 40 030 км. U <\ displaystyle U> р <\ displaystyle r> U знак равно 2 π ⋅ р <\ Displaystyle U = 2 \ pi \ cdot r>

Из-за уплощения Земли наибольшая длина окружности на экваторе составляет около 40 075 км. Расстояние между полюсами и экватором составляет около 10 002 км, что соответствует окружности Земли по долготе около 40 008 км. Это значение очень близко к круглому значению в 40 000 км. Причина этого в том, что, согласно раннему определению, счетчик следует определять как 10-миллионную часть квадранта земли .

В отличие от длины долгот, длина окружностей широты неоднородна и уменьшается от экватора к полюсам. Если пренебречь уплощением Земли, ее длину можно приблизительно рассчитать , имея в виду географическую широту. Длина 50-й параллели, проходящей через Майнц , соответственно составляет около . U ( Икс ) знак равно 2 π ⋅ р ⋅ потому что ⁡ ( Икс ) <\ Displaystyle U (х) = 2 \ пи \ CDOT г \ CDOT \ соз (х)> Икс <\ displaystyle x> U ( 50 ∘ ) знак равно 2 π ⋅ 6378 k м ⋅ потому что ⁡ ( 50 ∘ ) ≈ 25759 k м <\ Displaystyle U (50 ^ <\ circ>) = 2 \ pi \ cdot 6378 \, \ mathrm \ cdot \ cos (50 ^ <\ circ>) \ приблизительно 25759 \, \ mathrm >

Источник