No terceiro século a.C., Eratóstenes conseguiu calcular matematicamente o diâmetro da Terra comparando diferenças no ângulo dos raios solares em dois pontos geográficos separados. Ele notou que a diferença no ângulo de uma sombra em sua localização em Syene, que é atualmente Aswan no Egito, e a de uma sombra em Alexandria era de cerca de 7,2 graus. Como ele sabia a distância entre os locais, ele foi capaz de determinar a circunferência da Terra e, portanto, o diâmetro e o raio também. Você também pode fazer isso usando o método dele.
Registre a distância entre a sua localização e a localização do seu parceiro. Como exemplo, usaremos a situação de Eratóstenes. A distância entre Syene e Alexandria é de 787 quilômetros.
Coloque um dos medidores no chão em sua localização, em um local ensolarado. Prenda uma ponta de um pedaço de barbante no topo do bastão. Faça com que seu parceiro faça o mesmo em sua localização. Verifique se os dois paus são perpendiculares à terra e se o mesmo comprimento se sobressai do chão.
Meça o ângulo da sombra do seu medidor quando o sol estiver no ar e a sombra for menor. Coloque a ponta solta da corda no final da sombra projetada e segure-a firmemente. Use o transferidor para medir o ângulo em que a corda encontra o taco na parte superior. Faça com que seu parceiro faça o mesmo na localização dela, exatamente ao mesmo tempo. Registre as medidas.
Subtraia as medidas do ângulo para determinar a diferença no ângulo das sombras entre os dois locais. Para Eratóstenes, ao meio-dia do solstício de verão, onde o ângulo do sol estava diretamente acima, o ângulo era zero. Embora ele não tenha comunicações instantâneas como as que temos agora, ele conseguiu determinar o ângulo dos raios solares em Alexandria ao mesmo tempo, que era de cerca de 7,2 graus. Portanto, a diferença foi de 7,2 graus.
Calcule a circunferência da Terra usando as medidas de distância e ângulo que você possui. Como os locais são pontos em um círculo que circunda a Terra, a distância entre eles pode ser expressa como uma medida de arco em um círculo de 360 graus. Para Eratóstenes, o arco era de 7,2 graus. A distância entre os locais também faz parte da circunferência total da Terra. No caso de Erastotenes, a distância era de 787 quilômetros; portanto, para ele, aplica-se a seguinte relação: 7,2 /360 \u003d 787 /x, em que x \u003d circunferência da Terra em quilômetros. A resolução de x revela que a circunferência da Terra é de 39.350 quilômetros.
Calcule o raio da Terra usando a fórmula C (circunferência) \u003d 2 x pi x r (raio). A fórmula de Erastóstenes teria a seguinte aparência: 39.350 \u003d 2 x 3,14 x r ou 6.267 quilômetros.
Dicas
Use uma calculadora científica. Como pi é um número infinito, os cálculos na Etapa 6 serão mais precisos.
Você deve medir o ângulo das sombras nos dois locais, exatamente na mesma hora e no mesmo dia, ou os cálculos serão errados. .
Avisos
Como essas medições não são feitas com equipamentos mais sensíveis, o cálculo do raio será apenas aproximado. O raio real da Terra é 6.378,1 quilômetros no equador, mas o raio varia porque a Terra é uma esfera um tanto achatada. O raio é mais como 6.371 quilômetros nos pólos norte e sul.
