реши задачку
Сверь числа и знаки с фото.
- Наблюдаем за тенью
1-й шаг Из плотного картона вырежьте круг диаметром 25–30 см. В центре круга, обозначенном точкой O, аккуратно проделайте отверстие и вертикально вставьте в него карандаш.
2-й шаг Разместите гномон на хорошо освещённом месте, где ничто не препятствует солнечным лучам (например, на широком подоконнике).
3-й шаг Начинайте наблюдение утром в солнечный день. Карандашом или фломастером отметьте положение тени от карандаша.
4-й шаг Обозначьте конец тени точкой A и измерьте длину тени — отрезка AO. Проведите через точку A окружность.
5-й шаг Запишите данные своих наблюдений (дату, время и длину тени).
6-й шаг Сделайте ещё 5–7 отметок через разные промежутки времени (15 минут, один час, два часа, три часа). Записывайте данные. Отмечайте положение Солнца: выше на небе или ниже по сравнению с предыдущим замером. Закончите наблюдения после полудня, ближе к заходу Солнца.
7-й шаг Оформите полученные данные в виде таблицы в тетради.
Показания гномона (дата)
Отрезок Время Длина тени Положение Солнца OA ___ ___ ___ OB ___ ___ ___ OC ___ ___ ___ OD ___ ___ ___ Сделайте вывод.
[Рисунок: вертикально поставленный красный карандаш; его основание отмечено точкой O. От O проведены отрезки к точкам A, B, C, D; на рисунке также отмечена точка E. Красная стрелка направлена влево и вниз.]
Рис. 21. Гномон — простейший астрономический инструмент для определения высоты Солнца
Краткий ответ
Это практическая работа: готовых числовых данных в учебнике нет, в таблицу нужно внести результаты собственных измерений. Главный вывод: в течение дня тень гномона меняет направление и длину. Утром и вечером она длиннее, около истинного полудня — самая короткая, потому что Солнце в это время выше всего.
Как заполнить таблицу
- В заголовке укажите дату наблюдения.
- Строки \(OA\), \(OB\), \(OC\), \(OD\) — это отметки тени в разные моменты времени.
- Для каждой строки запишите:
- время наблюдения;
- длину тени от основания \(O\) до конца тени, в сантиметрах;
- положение Солнца: «выше» или «ниже», чем при предыдущем замере; около полудня — «Солнце выше всего».
- Если вы сделали 5–7 отметок, добавьте в тетради дополнительные строки.
Почему так происходит
Солнечные лучи падают на гномон под углом. Если обозначить высоту гномона \(H\), высоту Солнца над горизонтом \(h\), а длину тени \(L\), то
\[ L=\frac{H}{\tan h}. \]
Чем выше Солнце, тем больше \(\tan h\) и тем короче тень. До полудня Солнце поднимается — тень укорачивается; после полудня Солнце опускается — тень снова удлиняется.
Тень направлена в сторону, противоположную Солнцу. Поэтому при движении Солнца по небу она поворачивается. В полдень линия тени совпадает с направлением север—юг; в средних широтах Северного полушария сама тень направлена при этом на север.
Проверка
Самая короткая тень должна получиться около истинного солнечного полудня. Утром и вечером длины теней должны быть больше. Если это не так, проверьте, вертикально ли стоит карандаш, нет ли облаков и учтено ли истинное солнечное время, а не только показания обычных часов.
Вывод для тетради
В течение дня тень гномона меняет направление и длину: пока Солнце поднимается, тень укорачивается, в полдень она самая короткая, а после полудня снова удлиняется. Направление тени всё время противоположно направлению на Солнце; в полдень её линия совпадает с направлением север—юг.
