Номер 5, страница 22, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава I. Физика и физические методы изучения природы. Параграф 3. Наблюдения и опыты. Научный метод - номер 5, страница 22.

Условие.

5. Наблюдая за кораблями, скрывающимися за линией горизонта, древние греки высказали гипотезу, что Земля имеет форму шара. Какой опыт может подтвердить эту гипотезу?

Решение.

Гипотезу о шарообразности Земли, основанную на наблюдении за уходящими за горизонт кораблями, можно подтвердить несколькими опытами и наблюдениями, которые были доступны еще древним цивилизациям.

1. Наблюдение за лунным затмением

Во время лунного затмения Земля проходит между Солнцем и Луной, отбрасывая тень на лунную поверхность. Наблюдая за формой этой тени, можно сделать вывод о форме Земли. Тень, которую Земля отбрасывает на Луну, всегда имеет круглую кромку, независимо от положения Земли. Единственное геометрическое тело, которое при любом освещении и любой ориентации в пространстве всегда отбрасывает круглую тень, — это шар. Если бы Земля была плоским диском, её тень была бы круглой только в одном конкретном положении, а в остальных случаях она имела бы форму эллипса или прямой линии. Таким образом, постоянная круглая форма тени является убедительным доказательством шарообразности нашей планеты.

Ответ: Наблюдение за формой тени Земли на диске Луны во время лунных затмений. Тень всегда круглая, что доказывает шарообразную форму Земли.

2. Эксперимент Эратосфена с измерением длины тени

Этот классический опыт был проведен древнегреческим ученым Эратосфеном еще в III веке до н.э. Он заметил, что в городе Сиена (современный Асуан) в день летнего солнцестояния ровно в полдень Солнце находится точно в зените, и вертикальные предметы (например, колонны или дно глубоких колодцев) не отбрасывают тени. В то же время в Александрии, расположенной севернее на том же меридиане, вертикально установленный шест (гномон) отбрасывал заметную тень.
Эратосфен измерил угол, под которым падали солнечные лучи в Александрии, и он составил примерно $7.2$ градуса, или $1/50$ от полной окружности ($360°$). Это означало, что расстояние между городами составляет $1/50$ от длины окружности Земли. Сам факт того, что параллельные солнечные лучи падают на поверхность Земли под разными углами в разных точках, однозначно свидетельствует о кривизне этой поверхности. На плоской Земле угол падения лучей был бы везде одинаковым.

Ответ: Одновременное измерение длины теней от вертикальных шестов в двух городах, расположенных на разной широте. Наличие тени в одном городе и ее отсутствие в другом (или разная длина теней) подтверждает кривизну земной поверхности.

3. Изменение вида звездного неба при путешествиях

При перемещении с севера на юг или с юга на север наблюдатель замечает, что вид звездного неба меняется. Например, при движении на север Полярная звезда поднимается все выше над горизонтом. При движении на юг она, наоборот, опускается и, после пересечения экватора, скрывается за горизонтом. В то же время на юге становятся видны новые созвездия (например, Южный Крест), которые не видны в северных широтах. Такое изменение высоты звезд над горизонтом возможно только в том случае, если поверхность Земли является выпуклой. Если бы Земля была плоской, все наблюдатели на ее поверхности видели бы одни и те же звезды одновременно.

Ответ: Наблюдение за изменением высоты звезд над горизонтом и появлением новых созвездий при перемещении на большие расстояния в направлении север-юг.