Μέτρηση της ακτίνας της Γης χρησιμοποιώντας έναν πύργο Lego και τη σκιά του ήλιου

Πριν από περισσότερα από 2.000 χρόνια, ο Έλληνας μαθηματικός Ερατοσθένης ανακάλυψε πώς να μετρήσει την ακτίνα της Γης συγκρίνοντας τη γωνία του ήλιου σε δύο διαφορετικές πόλεις. Με βάση τη γωνία της σκιάς και την απόσταση, υπολόγισε την ακτίνα της Γης με σφάλμα μικρότερο από 1%.

Ο Ερατοσθένης και η μέθοδος μέτρησης της Γης από τη σκιά του ήλιου. (Πηγή: Bilimintarihi)

Τώρα, ο φυσικός Rhett Allain αναδημιούργησε αυτό το πείραμα με έναν διασκεδαστικό τρόπο: χρησιμοποιώντας τουβλάκια Lego για να δημιουργήσει μια συσκευή μέτρησης σκιάς. Με μια απλή δομή Lego, οι χρήστες μπορούν να μετρήσουν το μήκος μιας σκιάς, να υπολογίσουν τη γωνία του Ήλιου και από εκεί να συμπεράνουν την καμπυλότητα της Γης.

Η μέθοδος απαιτεί μόνο τρία πράγματα: Έναν φίλο, ένα τηλέφωνο για επικοινωνία και μερικά τουβλάκια Lego. Τα δύο άτομα τοποθετούν τις συσκευές Lego σε δύο τοποθεσίες που απέχουν εκατοντάδες χιλιόμετρα μεταξύ τους, μετρούν τη σκιά ταυτόχρονα και συγκρίνουν τη γωνία εκτροπής. Σε συνδυασμό με την απόσταση μεταξύ των δύο σημείων, μπορεί να υπολογιστεί η ακτίνα της Γης.

Η ιδιαιτερότητα των Lego είναι η ακρίβεια και η ομοιομορφία του μεγέθους τους, γεγονός που καθιστά τα πειράματα ευκολότερα και πιο ακριβή.

Διάγραμμα που απεικονίζει τη μέθοδο του Ερατοσθένη για τη χρήση της γωνίας της σκιάς του ήλιου και της απόστασης μεταξύ δύο πόλεων για τον υπολογισμό της ακτίνας της Γης. (Πηγή: Wired)

Πώς να εκτελέσετε το πείραμα

Σύμφωνα με τις οδηγίες του WonderHowTo, οι συμμετέχοντες πρέπει να ετοιμάσουν περίπου 20 - 30 τουβλάκια Lego, ένα λευκό φύλλο χαρτιού, έναν χάρακα, ένα κινητό με κάμερα και έναν φίλο σε άλλη πόλη (τουλάχιστον 100 χλμ. μακριά).

Βήμα 1: Κατασκευάστε έναν πύργο Lego ύψους περίπου 13 τεμαχίων (ισοδύναμο με 12,48 εκ.).
Βήμα 2: Το μεσημέρι, τραβήξτε μια φωτογραφία της σκιάς του πύργου και μετρήστε το ακριβές μήκος.
Βήμα 3: Ένας φίλος σε άλλη τοποθεσία κάνει επίσης τη μέτρηση ταυτόχρονα.
Βήμα 4: Συγκρίνετε τη γωνία σκιάς μεταξύ των δύο τοποθεσιών, συνδυάστε την με τη γεωγραφική απόσταση (χρησιμοποιώντας τους Χάρτες Google ή ένα οδόμετρο) και, στη συνέχεια, εφαρμόστε τον αρχικό τύπο του Ερατοσθένη ή τον σύγχρονο τύπο του Rhett Allain για να υπολογίσετε την ακτίνα της Γης.

Ο φυσικός Ρετ Άλεν προτείνει την κατασκευή ενός πύργου από Lego, τη μέτρηση του μήκους της σκιάς και στη συνέχεια τον υπολογισμό της γωνίας του Ήλιου χρησιμοποιώντας τριγωνομετρία.