Как доказать даже ребёнку (и Юрию Лозе), что Земля всё-таки круглая?

Если Гагарин для вашего чада — не авторитет, а снимки с МКС, по его мнению — могут быть подделкой, придется запастись терпением и доказывать шарообразность Земли, пользуясь минимумом технических средств — совсем так, как это делали древние греки. Процесс этот будет долгим, зато чрезвычайно поучительным. Благодаря этой статье вы сможете объяснить плоскоземельщикам и детям, почему Земля круглая.



Земля круглая или плоская? Этот вопрос мучил живших тысячи лет назад ученых, и они придумали несколько способов это проверить. К сожалению, с законами физики сегодня знакомы не все, и доказать то, что Земля круглая без полета в космос достаточно непросто. Но можно ли просто объяснить ребенку, почему Земля круглая, а не плоская? Мы расскажем о нескольких шагах, которые помогут доказать правдивость того факта.

Почему Земля круглая

На сегодняшний день астрономы не нашли ни одно достаточно большое тело в космосе, которое имело бы отличную от шара форму. Все дело в том, что шар — это фигура с наименьшей площадью поверхности при наибольшем объеме. Эти характеристики удовлетворяют правилу минимума энергии — при образовании система стремится к состоянию, в котором ее энергия минимальна. Именно поэтому Земля круглая, ведь в другой форме она просто не была бы устойчива и все равно во временем превратилась бы в шар.

Кто доказал, что земля круглая?

Самую первую теорию круглой Земли предложил всем известный древнегреческий математик Пифагор в VI веке до н. э. Сыграли роль в распространении этой точки зрения и другие умы Древней Греции, такие как Аристотель, Платон и Эратосфен. В Средневековье эта теория была подвергнута критике со стороны церкви, однако несмотря на все трудности, ученые смогли сохранить истину и донести ее до широких масс.

Доказываем, что Земля — диск или шар

Начнем с того, что определимся с очертаниями родной планеты. Имеет ли она форму чемодана или там, внизу черепаха и слоны? Есть очень простой способ понять, что Земля — это диск или сфера. Для этого достаточно дождаться полноголунного затмения, они происходят каждый год. Поезжайте с ребенком туда, где в этот день точно будет ясное небо, и смотрите, как круглая тень Земли медленно закрывает Луну. Перед этим продемонстрируйте, как форма тени зависит от тени предмета — покажите тенями рук на стене волка или лося. Если тень круглая, значит, и тело, которое её отбрасывает, круглое. После этого останется только понять, имеет земля форму шара или диска.



Одно из доказательств, что Земля круглая

Выбираем между диском и сферой

Чтобы ответить на вопрос о том, является ли Земля круглой или плоской, нам понадобится: выбраться за город, мячик и муравей (жук, божья коровка или таракан — на выбор).
Сначала нам нужно найти высокое отдельностоящее на равнинной местности сооружение (например, опору линии электропередач) и пойти от него. Точно так же, как корабль на море, опора будет пропадать из виду не сразу, а постепенно — сначала «ноги», потом средняя часть и, наконец, верхушка с проводами. Это может показаться странным, но если «смотреть за руками» внимательно, можно объяснить, что Земля круглая детям.
Теперь интерпретируем результаты наблюдений. Если бы мы имели дело с высокой башней на плоскости, то она, отдаляясь, становилась бы все меньше и меньше, но, даже оставаясь едва заметной, была бы видна полностью. На поверхности сферы же объекты пропадают из виду постепенно. Этот опыт показывает, что Земля круглая.



Чтобы объяснить ребенку, круглая ли Земля, достаточно пары простых опытов
Для закрепления проведем тот же самый опыт в меньшем масштабе — он также призван показать, что Земля — шар. Берем мячик и сажаем на него насекомое. Подносим мячик очень-очень близко к глазам так, чтобы насекомое оказалось наполовину за «горзонтом» — дальним видимым краем мячика. Видна будет только часть тела животного — как видна издалека только часть вышки. Теперь можно с уверенностью заключить, что мы живем на поверхности земного (кроме шуток) шара.

Еще раз о шаре

Еще один отличный способ убедиться в том, что Земля круглая — выйти на рассвете в поле. Захватите с собой часы и стойте лицом к самому светлому краю неба. Как только краешек Солнца (или Луны — это неважно) покажется за горизонтом, лягте на Землю и засеките время. Смотрите в том же направлении. На несколько секунд светило снова скроется за горизонтом. Почему? Потому что вы изменили угол наблюдения, и на короткое время Солнце (или Луна) оказались скрыты от вас выпуклой поверхностью Земли.
То же самое можно проделать на закате или наблюдая, как садится Луна, но только в обратном порядке: сначала наблюдать лежа, а потом — стоя. Так вы получите новые доказательства, что Земля круглая.

Определяем размеры шара

Впервые длину окружности экватора рассчитал библиотекарь Александрийской библиотеки Эратосфен Киренский. Древний мудрец сравнил отклонение Солнца от зенита в один и тот же день года в двух городах, расположенных на расстоянии 800 километров друг от друга — Александрии и Сиене. Уже тогда, используя знания геометрии, люди определили, что Земля круглая.
Солнце в зените поймать легко: в этот момент его лучи падают даже на дно глубоких ям (Эратосфен ориентировался на колодцы), а предметы не отбрасывают тени. В один и тот же день Солнце роняло на Александрию отвесные лучи, а в Сиенне — нет. Оно отклонялось от зенита на 7,2°. Семь градусов от 360 — это два процента. Умножаем 800 на 50 и получаем 40 тысяч (километров): такова длина Экватора, это подтверждено и современными высокоточными измерениями.



Самый простой способ убедиться в том, что Земля круглая, — взглянуть на нее из космоса
Повторить эксперимент Эратосфена довольно просто, но придётся заручиться помощью друзей в другом городе. Дождитесь момента, когда Солнце будет в зените (можно дать слабину и посмотреть в интернете, можно ориентироваться по солнечным часам — палке, воткнутой в Землю. Когда тень самая короткая, тогда Солнце ближе всего к зениту). Над средней полосой Солнце никогда не бывает в зените, но это неважно. Важно в тот момент, когда тень от вашей палки дойдёт до своего минимума, позвонить друзьям в город, расположенный от вас довольно далеко — из Москвы, например, в Петербург, и попросить измерить длину тени у них (и высоту палки). Рассчитайте значение острого угла между палкой и воображаемой прямой от конца палки до конца тени у вас и в далёком городе. Дальше — чистая арифметика: должно получиться около 40 тысяч километров. Лишнее доказательство, что Земля круглая.

Еще раз измеряем размеры шара

Возвращаемся к экспериментам с часами и восходами (закатами). Мы не просто так засекали время: зная его и собственный рост, можно решить задачку о радиусе нашей планеты и показать, что Земля — шар.
Сначала найдем угол, на который Земля, имеющая форму шара, повернулась в промежутке между тем, как вы увидели краешек восходящего Солнца или Луны на рассвете стоя и лежа. Для этого решите простую пропорцию. Если Земля поворачивается на 360° за 24 часа, то на какой угол она повернулась за время, которое вы засекли? Посчитайте и назовите его углом α.
Представьте, что это не вы падали и вставали. Вместо этого восход наблюдали два человека: Иван 1 и Иван 2, на таком расстоянии друг от друга, что первый увидел Солнце позже другого ровно на то самое время T. Два радиуса R до Ивана 1 и Ивана 2 образуют равнобедренный треугольник с углом α.
Дополните радиус до Ивана 2 отрезком, равным вашему росту h, и соедините его конец с точкой, где стоит Иван 1. Получим прямоугольный треугольник с гипотенузой R+h и известным острым углом. Немного тригонометрии — и мы вычисляем радиус Земли.