تجربه لقياس محيط الارض بنفسك
لا نستطيع قياس محيط كوكب الأرض باستخدام شريط القياس بالطبع !!
تمكَّن إراتوستينس الاغريقى من قياس محيط الأرض قبل أكثر من 2,220 عام بدون ادوات تكنولوجيا حديثة.
كيف فعل ذلك؟ لقد استخدم القواعد البسيطة فى الهندسة.
في هذا الزمن القديم ، كان العالم الاغريقى إراتوستينس يدرس و يعيش في الإسكندرية ، وعرف حينها أنه في مدينةٍ تقع فى الجنوب ، تسمى أسوان، يظهر انعكاس قرص الشمس، في قاع بئر عميقة في يوم معين من السنة.
وهذا يعني أن الشمس تكون متعامده فوق البئر مباشرة.
ولكن في اليوم نفسه في الإسكندرية، لاحظ ان الجسم العمودي يكون له ظل.
و باستخدام قواعد الهندسة وقياس الزوايا ، استطاع إراتوستينس حساب محيط الكره الأرضيه بناء على معلومات قليلة كان يعلمها (ومعلومة لم يكن يعلمها) كالتالى:
١_ كان يعلم أن الدائرة مكونة من 360 درجة.
٢_ استطاع قياس زاوية الظل الخاص بجسم طويل في الإسكندرية فى اليوم المحدد وسناتى على ذكره تاليا
٣_ كان من المعلوم المسافة بين الإسكندرية و اسوان
المعلومة الوحيدة التي لم يكن يعلمها في المعادلة هي
محيط الأرض!
أصبحت المعادلة الناتجة كما يلي:
زاوية الظل في الإسكندرية / 360 درجة = المسافة بين الإسكندرية وأسوان / محيط الأرض
في هذه التجربه ، ستجري الحسابات بنفسك، من خلال قياس زاوية ظل المسطرة في مكانك. ينبغي إجراء هذا القياس بالقرب من وقت الاعتدال الربيعي أو الخريفي، عندما تكون الشمس متعامدةً مباشرة على خط الاستواء. بعد ذلك يمكنك الحصول على المسافة بين مدينتك وخط الاستواء، واستخدام المعادلة نفسها التي استخدمها إراتوستينس في حساب محيط الأرض. في اعتقادك، كم ستكون النتيجة التي ستتوصل إليها قريبة من القيمة "الفعلية"؟
تجربه كرويه الارض ومحيطها
ادوات التجربه
١_ يوم مشمس في الاعتدال الربيعي (20 مارس) أو الخريفي (23 سبتمبر)
٢_أرض مستوية منبسطة تقع عليها أشعة الشمس المباشرة في وقت الظهيرة
٣_ عصا طويله او مسطرة خشبيه
٤_ آلة حاسبة
٥_ منقلة لقياس الزوايا
٦_ خيط طويل
الإعداد للتجربه
اختر يومًا مشمسًا في فترة الظهيرة و اعرف موعد الشروق والغروب بدقه وستحتاج لحساب "فترة الظهيرة الشمسية"، وهو الوقت في منتصف المدة بين الشروق والغروب، وفيه تكون الشمس متعامدة مباشرة على الأرض.
وجهز المواد قبل فترة الظهيرة الشمسية بفترة مناسبه حتى يصبح كلُّ شيء جاهزًا وعلى استعداد :
خطوات التجربه
ضع العصا الطويله في وضع عمودي في منطقة مشمسة قبل وقت الظهيرة الشمسية.
إذا كان معك أحد المتطوعين، فاطلب منه تثبيت العصا و إذا لم يكن معك متطوع، فثبت أحد طرفيها بغرسها فى الارض و تاكد انها عمودية تماما باستخدام ميزان مائي .
وفي وقت الظهيرة، ضع علامةً عند نهاية ظل العصا على الأرض، باستخدام حصاة صغيره كعلامه
ارسم خطًّا وهميًّا بين أعلى العصا ونهاية ظلها. فهدفك هو قياس الزاوية بين هذا الخط والعصا. اطلب من زميلك أن يمد خيطًا بين أعلى العصا ونهاية ظلها الذى قمت بتحديده بالحصاه الصغيره
استخدم منقلة مدرجه لقياس الزاوية بين الخيط المشدود على الأرض والعصا بالدرجات، وسجِّل هذا القياس فى مفكرتك ...
اعرف المسافة بين مدينتك وخط الاستواء
والان احسب محيط كوكبنا الأرض باستخدام المعادلة:
محيط الأرض = 360 × المسافة بين مدينتك وخط الاستواء / زاوية الظل التي قستها بالمنقله المدرجه،،،،،،،،
ما هى القيمة التي حصلت عليها؟
ما مدى اقترابها من المحيط الحقيقي للأرض ؟
خطوة إضافية للتاكد : يمكنك تكرار التجربه في أيام مختلفة قبل هذا اليوم، خلال فترة الاعتدال الشمسي:
أو في أوقات مختلفة قبل فترة الظهيرة الشمسية وفي أثنائها وبعدها. ما مدى الاختلاف في النتيجه ؟
في عام 200 قبل الميلاد، احتسب إراتوستينس محيط الأرض بأنه يساوي 46,250 كيلومترًا (28,735 ميلًا).
في الوقت الحالي، نحن نعلم أن محيط كوكبنا يساوي 40 ألف كيلومتر (24,850 ميلًا).
وهي نتيجة لا بأس بها بالنظر إلى أنه تقدير تم قبل 2,000 عام بلا أي تكنولوجيا حديثة! وفق الخطأ في قياساتك –مثل التاريخ والوقت بالضبط الذي أجريت فيه الاختبار، ومدى دقتك في قياس الزاوية أو طول الظل، ومدى دقة تقدير المسافة بين مدينتك وخط الاستواء– ينبغي أن تكون النتيجة التي توصلت إليها قريبةً للغاية من 40 ألف كيلومتر (بهامش زيادة أو نقص يبلغ بضع مئات أو حتى بضعة آلاف من الكيلومترات). كل ذلك دون أن تغادر فناء منزلك