Номер 1, страница 68 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

1. Как определить широту местности?

Широту местности, то есть угол между плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке, можно определить несколькими способами, как традиционными, так и современными.

Это один из самых древних и простых навигационных методов. Полярная звезда находится очень близко к Северному полюсу мира. Из-за этого её высота над горизонтом практически не меняется в течение суток и почти точно равна географической широте места наблюдения. Чтобы определить широту, нужно измерить угол между направлением на Полярную звезду и плоскостью горизонта. Это можно сделать с помощью таких инструментов, как секстант, или самодельного угломера (например, транспортира с отвесом).

Формула для расчёта широты $ \varphi $ по высоте Полярной звезды $ h_{ПЗ} $:

$ \varphi \approx h_{ПЗ} $

Например, если Полярная звезда видна на высоте 55° над горизонтом, то широта местности составляет примерно 55° северной широты.

Ответ: В Северном полушарии широта местности приблизительно равна угловой высоте Полярной звезды над горизонтом.

Этот метод основан на измерении максимальной высоты Солнца над горизонтом в течение дня, что происходит в местный астрономический полдень. Для расчёта широты, кроме высоты Солнца, необходимо знать его склонение ($ \delta $) на дату наблюдения. Склонение — это угловое расстояние от Солнца до небесного экватора; его значения на каждый день года можно найти в астрономических календарях или онлайн.

Сначала определяется максимальная высота Солнца в полдень ($ h_{max} $). Затем используется формула (для наблюдателя в Северном полушарии, когда Солнце находится южнее зенита):

$ \varphi = 90^\circ - h_{max} + \delta $

Например, 21 июня (день летнего солнцестояния) склонение Солнца $ \delta \approx +23.5^\circ $. Если в этот день измеренная максимальная высота Солнца $ h_{max} = 60^\circ $, то широта будет: $ \varphi = 90^\circ - 60^\circ + 23.5^\circ = 53.5^\circ $ северной широты.

Ответ: Широту можно вычислить по формуле, используя измеренную максимальную высоту Солнца в полдень и его склонение в день наблюдения.

Гномон — это простейший астрономический инструмент, представляющий собой вертикальный стержень. В полдень, когда Солнце находится на максимальной высоте, тень от гномона самая короткая за день и указывает точно на север (в Северном полушарии). Измерив длину гномона ($ L $) и длину его тени ($ S $), можно найти высоту Солнца ($ h_{max} $).

Зенитное расстояние Солнца $ z $ находится через тангенс: $ \tan(z) = \frac{S}{L} $.

Высота Солнца: $ h_{max} = 90^\circ - z $.

Далее, зная высоту Солнца в полдень и его склонение ($ \delta $), широта вычисляется по той же формуле, что и в предыдущем способе: $ \varphi = 90^\circ - h_{max} + \delta $.

Ответ: Измерив длину самой короткой тени от вертикального шеста (гномона) в полдень, можно рассчитать высоту Солнца, а затем, зная склонение Солнца, определить широту местности.

Самый современный, быстрый и точный способ. Приёмники системы глобального позиционирования (GPS), встроенные в смартфоны, навигаторы или специализированные устройства, получают сигналы от спутников и вычисляют точные географические координаты, включая широту, долготу и высоту над уровнем моря.

Ответ: Использование GPS-приёмника позволяет мгновенно и с высокой точностью определить широту текущего местоположения.

На любой географической карте нанесена координатная сетка. Горизонтальные линии сетки — это параллели, они показывают широту. Значения широты обычно подписаны по краям карты. Чтобы определить широту нужной точки, необходимо найти её на карте и посмотреть, на какой параллели она лежит или между какими двумя параллелями находится. В последнем случае значение широты определяется приблизительно (интерполяцией).

Ответ: Широту можно найти на географической карте, соотнеся нужный объект с нанесенными на карту линиями широты (параллелями).