Как узнать точное время с помощью Солнца и дерева?
И опять мы смотрим в корень вместе с Петром Васильевичем Маковецким!
Ленинградский физик и популяризатор науки Пётр Васильевич Маковецкий, выпускник и сотрудник ЛИАП, в 1966 году выпустил сборник задач по физике и астрономии «Смотри в корень». Книга была издана в СССР шесть раз и переведена на болгарский, испанский, латышский, немецкий, румынский, украинский и чешский языки. И по сей день на полках книжных магазинов и библиотек можно найти этот замечательный «сборник любопытных задач и вопросов», как его называл сам автор.
По традиции, прежде чем загадать новую загадку, дадим ответ на прежнюю, которая звучала так:
Рядом с Северным полюсом на льдине стоит квадратный домик 5X5 м2. Центр домика отстоит от полюса в данный момент на 10 м. В центре каждой из четырех стен домика имеется по окну: одно смотрит сейчас точно на север, другое — на юг. Куда смотрят третье и четвертое?
ОТВЕТ: Направления на восток и запад — это направления вдоль параллелей, на север и юг — вдоль меридианов. Дом стоит настолько близко к полюсу, что
параллель, проходящая через его центр, успевает заметно искривиться, пока дойдет от центра к «восточной» и «западной» стенам дома:
Если меридиан NS0, проходящий через центр дома А, считать московским, то меридиан, проходящий через центр «восточной» стены С, отличается от московского на а~14°, так как
Направление СО точного востока для точки С перпендикулярно к этому меридиану и, следовательно, составляет угол 90°—14° = 76° с плоскостью окна.
«Восточное» окно смотрит по направлению СВ, т. е. на 14° южнее востока. Это направление является скорее востоко-юго-востоком, чем просто востоком. Аналогично «западное» окно смотрит на 14° южнее запада. Интересно, что если
центр дома стоит на московском меридиане (NSo), то человек, совершивший по комнате путь от «западной» стены до «восточной», может совершенно законно утверждать, что он побывал западнее Минска ( NS1) и восточнее Самары (NS2). Еще интереснее следующий факт. Хотя «восточная» стена плоская, тем не менее различные ее точки смотрят в разные стороны света.
Чтобы в этом убедиться, достаточно провести меридианы NF и NH через углы дома F и H и определить углы, под которыми плоскости меридианов пересекаются с плоскостью стены в точках F и Н. Более того, если продолжить стену весьма далеко в обе стороны, то обнаружится, например, что точка К
стены смотрит на юг, L — на юго-запад, а очень далекие точки М и Р (если, например, КМ и КР на порядок больше NA) смотрят почти точно на залад
и восток соответственно.
Каков же должен быть домик чтобы все точки его северной стены смотрели действительно на север, восточной — на восток и т. д.? Две стены такого домика должны идти строго по параллелям, две— строго по меридианам. План такого домика показан жирной линией на рисунке сверху. По форме он напоминает трапецию, причем западная и восточная стены являются плоскими, северная вогнута внутрь дома, а южная — выпуклая.
А теперь, по традиции, новая загадка!
ЗАГАДКА 6. ТЕНЬ В ЯСНЫЙ ДЕНЬ
С помощью компаса туристы определили, что тени от вертикальных предметов в данный момент направлены точно на запад. Через сколько часов эти тени будут направлены точно на восток?
Подсказка от автора: Ну, ясно, через 12 часов. Земля вращается вокруг своей оси равномерно, значит, и кажущееся суточное движение Солнца по небу тоже равномерно. За 24 часа Солнце и тени поворачиваются на 360°, на 180° они повернутся за 12 часов.
А как факты? Проверьте- на досуге, и вы увидите, что тень поворачивается с запада на восток за время, существенно меньшее двенадцати часов. Только делайте опыт летом: зимой ведь Солнце ни на западе, ни на востоке увидеть нельзя.