Найти тему
Математика не для всех

Веревка, захомутавшая Землю: математическая головоломка с неожиданным решением

Подписывайтесь на канал в Яндекс. Дзен или на канал в телеграм "Математика не для всех", чтобы не пропустить интересующие Вас статьи.

В одном из прошлых материалов я рассказывал Вам о трех математических парадоксах, которые на первый взгляд взрывают мозг. Одно из этих "парадоксальных" суждений про картошку на деле оказывается разрешимым, но контринтуитивным. В результате рассуждений мы приходим к выводу, который сильно отличается от ожидаемого нами интуитивно-бытового представления о природе вещей. Сегодня хочу рассказать Вам еще про одну интересную математическую задачу. Вот её условие:

В обычной версии этой головоломки веревка обмотана вокруг экватора идеально сферической Земли. Эта веревка разрезается и добавляется кусок длиной 1 метр. Теперь веревку переставляют так, чтобы она находилась на одинаковой высоте над экватором.
Источник: http://obshe.net/upload/000/u11/9e/21/9eea74e8.jpg
Источник: http://obshe.net/upload/000/u11/9e/21/9eea74e8.jpg
Вопрос, который затем ставится, заключается в том, позволит ли зазор между веревкой и Землей проехать машине, кошке или тонкому ножу.

Учитывая, что 1 метр почти ничтожен по сравнению с окружностью в 40 000 км, первый ответ будет заключаться в том, что новое положение веревки не будет отличаться от первоначального положения обхвата поверхности.

Как бы не так!

Удивительно, но ответ заключается в том, что кошка легко пройдет через зазор, размер которого составит около 16 см. Еще более удивительно то, что размер сферы или круга, вокруг которого натянута веревка, не имеет значения и может быть любым от размера атома до Млечного пути— результат останется около 16 см.

Разобраться с этим удивительным фактом поможет простая математика. Пусть C-окружность Земли, R-ее радиус, c-добавленная длина веревки и r-добавленный радиус, тогда:

По условию задачи r= 1(м)/3,14= около 16 см
По условию задачи r= 1(м)/3,14= около 16 см

Т.е., высота поднятия веревки никак не зависит от радиуса исходной сферы. Этот замечательный факт проще всего понять на плоскости:

Визуализация, показывающая, что длина, добавленная к окружности (синий), зависит только от дополнительного радиуса (красный), а не от исходной окружности (серый)

-4

Это также означает, что легкоатлетическая трасса имеет одинаковое смещение между стартовыми линиями на каждой полосе, независимо от того, является ли окружность стадиона стандартной в 400 м или размером Млечного Пути.

Источник: https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/1365646/766c92c2-cf99-4456-bdac-c6a9c90eb0c1/s1200?webp=false
Источник: https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/1365646/766c92c2-cf99-4456-bdac-c6a9c90eb0c1/s1200?webp=false

Вообще, математика - невероятной красоты дисциплина. Но есть разделы в математике, которые и среди других выделяются своей изысканностью. Например, этот раздел математики утверждает и доказывает, что человек - это шар с ручками!

Путеводитель по каналу "Математика не для всех"

************************************************************************

Спасибо! Надеюсь, было очень интересно и познавательно! Буду рад, если Вы поддержите меня ПОДПИСКОЙ, ЛАЙКОМ или даже критическим комментарием.

**************************************************************************

Список материалов для начинающего математика:

  • Зачем строителю египетский треугольник?
  • Как считать на пальцах до 60 ?
  • Самая красивая формула в мире математики.
  • 2+2 =5 с точки зрения математики.
  • Задачка про сосиски.
  • Помните теорему Виета?
  • Когда случайное не случайно: теорема Чебышева.
  • Решаю ЕГЭ по математике (часть А).