Obsah
- História navigácie
- Zemepisná šírka a dĺžka je definovaná
- Výpočet zemepisnej šírky a dĺžky
- Vzdialenosť medzi čiarami Latitude
- Vzdialenosť medzi pozdĺžnymi čiarami
- Tipy
- Kalkulačka zemepisnej šírky a dĺžky
Len pred vyše 500 rokmi dobrodruhovia plavili na západ z Európy na to, čo sa stalo Amerikou. To pomohlo zmierniť obavy z predvedeckého modelu Zeme - veci sa viac-menej zhromaždili na rovnej rovine s hranami, pričom lode mohli z vodopádu klesnúť zo samotnej Zeme do nejakej neznámej medzery.
Skvelá otázka: „Čo je na opačnej strane sveta?“ už to nedávalo geometrický zmysel; zemegule nemá „opačné strany“, než má pravý uhol.
Jedným z mnohých výsledkov tohto uistenia (a v skutočnosti Gréci zistili, že Zem je viac či menej sférická) sa podarilo vytvoriť užitočný systém navigácie, ktorý umožnil námorníkom a iným spoľahlivo určiť nielen ich polohu na severe - pravou čiarou, ktorá bola možná po stáročia, ale aj pozdĺž línie východ - západ.
Rotácia Zeme týmto smerom smerom k neistým cieľom spôsobila chaos s kartografmi alebo tvorcami mapy. Nakoniec presný výpočet zemepisná šírka a dĺžka to bolo možné.
História navigácie
Keď ľudia prvýkrát začali plávať a vo všeobecnosti cielene cestovali na veľké vzdialenosti, mali na to spoliehať iba orientačné body a hviezdy nad (vrátane slnka), pričom mesiac bol vďaka rôznym nezrovnalostiam v porovnaní s inými nebeskými menej využívaný pamiatok.
Kompasy boli v hre do roku 1100, aby pomohli určiť sever a poznali ročnú rotáciu internetu súhvezdí bolo nesmierne dôležité na otvorenom mori, ktoré neponúkalo žiadne ďalšie referenčné body.
Vedci už dlho mali nástroje na presné meranie uhlov storočia, než boli dni známych prieskumníkov Magellan a Columbus, takže keď už bola známa vzdialenosť okolo Zeme, zemepisná šírka a dĺžka začala na základe čistej geometrie vládnuť navigačnému roštu.
Zemepisná šírka a dĺžka je definovaná
Zemepisná šírka je uhlová vzdialenosť severne alebo južne od zemského rovníka, jednoducho označované ako „rovník“ a na východ alebo na západ od priamky prechádzajúcej planétou kolmou na východo-západný rovník. Ako sa však dá určiť presná severojužná cesta pozdĺž krivky Zeme? Viac o tom za chvíľu.
Pretože sa Zem otáča na osi prechádzajúcej bodmi vybranými tak, aby predstavovali absolútny sever a absolútny juh (tj póly), pozorovateľ, ktorý by vás sledoval z pevného bodu v priestore, by vás videl, ako sa krúti nabok a tak zmení svoju horizontálnu polohu z jej pohľadu , ale nevideli by ste zmenu vertikálnej polohy. Toto robí z rovníka automatický referenčný bod.
Aby sa vytvoril úplný mriežkový systém umožňujúci úplnú špecifikáciu severojužnej a východozápadnej polohy na zemeguli, je potrebné zvoliť zemepisnú dĺžku, ktorá bude slúžiť ako 0 ° východná a západná zemepisná dĺžka. Táto neviditeľná línia, nazývaná hlavný poludník, prechádza historickým zhromaždením v anglickom Greenwichi. (Nazývajú sa aj riadky zemepisnej dĺžky poludníkmi; riadky zemepisnej šírky sa niekedy označujú ako paralely.)
Výpočet zemepisnej šírky a dĺžky
Nie je potrebné vyberať pevný referenčný bod pre zemepisnú šírku, pretože rovník ju definuje. Vaša vzdialenosť od rovníka je uvedená v stupňoch, minútach (šesťdesiatiny stupňa, rovnako ako minúty sa vzťahujú na hodiny v hodinách) a sekundách (šesťdesiatiny minúty a ditto).
Stupeň predstavuje 1/360 kruhu, je napísaný symbolom °. V jednom systéme, ktorý už nie je používaný, sa minúty označujú jedným začiarknutím () a sekúnd dvojitým zaškrtnutím ("). Používajú sa obvyklé skratky pre smer a hodnoty zemepisnej šírky a dĺžky sa oddeľujú čiarkou.
Preto by niekto mohol opísať pozíciu 40 ° 0 53,9 S, 105 ° 16 13,9 W, ak by bol študentom na University of Colorado v Boulder, Colorado.
Zvyčajne sa zemepisná šírka a dĺžka vyjadrujú ako kladné (severné a východné) alebo záporné (južné a západné) desatinné čísla, pričom desatinná časť predstavuje iba podiel zostávajúceho celého stupňa. Súradnice balvanov v tomto systéme sú teda 40,014984, -105,270546, čo znamená, že 0,105 stupňov je rovnaká vzdialenosť ako 0,95 ".
Vzdialenosť medzi čiarami Latitude
Výpočet vzdialenosti medzi čiarami zemepisnej šírky je jednoduchý, pretože táto vzdialenosť sa nikdy nemení. Ak so Zemou zaobchádzate ako s guľou s obvodom 25 000 míľ, potom je jeden stupeň zemepisnej šírky 25 000/360 = 69,44 míle. Minúta je teda 69,44 / 60 = 1,157 míle a druhá je 1,15 / 60 = 0,0193 míle alebo asi 101 stôp.
Keď sa vrátime k vyššie uvedenému príkladu z Colorado, 0,015 stupňov sa rovná (0,015) (69,44) = 1,04 míľ, pričom sa toto miesto umiestni severne od 40. rovnobežky a (69,44) (40 015) = 2 779 míľ severne od rovníka (okolo šírky kontinentálne USA). Ale ako ďaleko na západ od Greenwichu je Boulder?
Vzdialenosť medzi pozdĺžnymi čiarami
Ako je opísané vyššie, čiary zemepisnej dĺžky sa zbiehajú medzi ich najväčším odstupom v rovníku a stretnutím v bodoch na každom póle. To znamená, že vzdialenosť medzi čiarami zemepisnej dĺžky sa zmenšuje, keď sa človek pohybuje z rovníka smerom k jednému z pólov.
Je však dôležité, že vďaka rozmarom trigonometrie sa tak nestane jednotnou rýchlosťou. To znamená, že napríklad čiara zemepisnej šírky nie sú iba o polovicu vzdialené pri 45 zemepisnej šírke (čo by bolo asi 34,7 míľ), pretože sú na rovníku.
Ak však poznáte svoju zemepisnú šírku, môžete pomocou základnej trigonometrie zistiť, ako ďaleko sú od seba vzdialené čiary zemepisnej dĺžky. Predstavte si Zem z boku, pričom stojíte na tomto zdanlivom kruhu v 40 ° severnej zemepisnej šírky. Ak si nakreslíte čiaru zo stredu kruhu pre seba, vytvorí uhol 40 ° s vodorovnou čiarou nakreslenou rovníkom a vertikálnou čiarou nakreslenou medzi miestom, kde stojíte, a touto vodorovnou čiarou. Toto tvorí pravouhlý trojuholník, pričom prepona je polomer Zeme asi 4 000 míľ.
Tipy
Teraz môžete zistiť vodorovnú vzdialenosť medzi zvislou čiarou cez stred Zeme a seba. Je to rovnaká vzdialenosť ako dĺžka vodorovného ramena pravého trojuholníka, ktorú môžete zavolať x. Pretože kosínusom pravouhlého trojuholníka je susedná noha delená preponou, v tomto prípade máte cos L = x / R, kde L = zemepisná šírka = 40 ° a R = 4 000. Pretože kosínus 40 ° je 0,766, x = (4 000) (0,766) = 3 064 míľ.
Teraz máte polomer kruhu okolo Zeme v 40 ° severnej (alebo južnej) zemepisnej šírke a pomocou vzorca pre obvod (2πr). zistíte, že tento kruh je vzdialený asi 19 252 míľ. Vydelením 360 sa zistí, že jeden stupeň zemepisnej dĺžky v tejto zemepisnej šírke pokrýva 53,5 míľ.
Nakoniec môžete zistiť vzdialenosť medzi východom a západom od Bouldera k hlavnému poludníku: (53.5) (105.27) = 5 631 míľ.
Kalkulačka zemepisnej šírky a dĺžky
Ak poznáte svoju presnú zemepisnú šírku a dĺžku a súradnice druhého bodu na Zemi, môžete v online kalkulačke, ako je napríklad nástroj NOAA v časti Zdroje, zistiť, ako ďaleko ste od tohto bodu po najkratšej ceste. Možno nebudete schopní riadiť týmto spôsobom, ale jej zábavné informácie budete vedieť bez ohľadu na to!