LABORATÓRIO CIENTÍFICO INFANTIL
Qual é a forma real da Terra? Laboratório de Ciências para Crianças Diretório / Laboratório de Ciências para Crianças Membros da expedição francesa, que chegou à Guiana em 1672, descobriram uma estranha discrepância nas leituras de tempo entre os relógios de pêndulo e de primavera. Perto do equador, os ponteiros dos relógios de pêndulo estavam 2,5 minutos atrasados. Somente quinze anos depois, quando I. Newton provou teoricamente que a forma da Terra é diferente da bola, foi possível explicar esse fato. Seu raciocínio se resumiu ao seguinte. Se imaginarmos dois canais saindo do centro da Terra para o Pólo Norte e para o equador, e assumirmos que a água não transborda do equador para o pólo ou vice-versa, então ambas as colunas de líquido estão equilibradas. Como as forças centrífugas causadas pela rotação da Terra reduzem ligeiramente a força da gravidade no canal equatorial, então, feito o cálculo adequado, Newton chegou à conclusão de que o raio equatorial é 22 km maior que o polar. Disto se seguiu a conclusão: o globo não é uma esfera, mas um elipsóide. Por mais de cem anos, os dados de Newton permaneceram os mais precisos. Depois, usando instrumentos astronômicos, os cientistas mediram o comprimento de um paralelo de um grau no equador e perto do pólo. As medições continuaram até meados do nosso século, quando em 1948 o agrimensor inglês G. Jeffrey determinou que a discrepância entre os raios da Terra era de 32,7 km. Mas esse valor não foi o mais preciso.
Após o lançamento do primeiro satélite, os cientistas descobriram um desvio inesperado de sua órbita em relação à calculada. Quando ele sobrevoou as regiões equatoriais, algumas forças mudaram o plano da órbita, e ela gradualmente se deslocou para oeste a uma velocidade de oito graus por dia. Este valor foi medido com alta precisão. E aqui está o que os cientistas descobriram. A diferença nos raios afeta a mudança na órbita do satélite da mesma forma que em um relógio de pêndulo. Graças aos instrumentos retirados da Terra, foi possível corrigir as medidas de G. Jeffrey - a diferença de raios aumentou mais 200 M. O último resultado não agradou, mas incomodou os cientistas. Afinal, ele não confirmou os resultados dos geodesistas, que naquela época já haviam medido cuidadosamente todos os continentes com uma precisão de 9 m, e descobriu-se que o modelo da Terra - um globo - estava incorreto. Ou talvez, ao contrário, os resultados obtidos nos satélites estejam incorretos. Tudo isso levou os cientistas a pensar que considerar a Terra mesmo como um elipsóide significava simplificar demais o quadro. Ao estudar as propriedades acústicas de uma corda, os cientistas decompõem vibrações de formato complexo no tom fundamental e em harmônicos senoidais de frequências mais altas. O mesmo princípio foi usado para determinar a forma da Terra, mas em vez de um barbante, eles tomaram uma superfície esférica ideal. Sequencialmente, um após o outro, todos os harmônicos foram sobrepostos a ele, os quais foram determinados em função de sua influência na órbita do satélite. Aqui está o primeiro harmônico - zero. Mostra uma bola cujo centro de massa está no plano equatorial. O segundo harmônico é de dois lóbulos, elipsoidal. A terceira tem três pétalas, lembrando uma fatia de pêra e assim por diante.
Mesmo os harmônicos - segundo, quarto, sexto, oitavo, etc. - têm maior influência na mudança da órbita na direção oeste.Para determiná-los, os satélites foram lançados em diferentes ângulos em relação ao equador. Harmônicos ímpares - terceiro, quinto, sétimo, etc. - alteram o perigeu - a menor distância do satélite à superfície da Terra. Isso ocorre principalmente quando o satélite passa do hemisfério norte para o sul e, como um elétron, “salta” para uma órbita distante. Medindo diversas órbitas com diferentes inclinações em relação ao equador, também conseguimos determinar os valores de todos os harmônicos ímpares. Quando os cientistas somaram todos os harmônicos, o modelo da Terra revelou-se muito complexo: cortado mentalmente pelos pólos, pareceria uma fatia de pêra com uma alça no Pólo Norte. Mas os lados do feto não ficariam perfeitamente uniformes. Elevações e depressões podem ser encontradas em muitas partes. Na foto você vê como o cientista americano M. Kaula representa nosso planeta. No mapa de contorno, as curvas de nível mostram diferenças de elevação - geóides - a superfície condicional da Terra sem seu relevo natural, sobre a qual correm as águas do Oceano Mundial. Mais precisamente, o geóide é entendido como uma superfície onde a magnitude da aceleração da Terra é sempre a mesma. Para entender melhor esse quadro complexo, façamos uma viagem imaginária na superfície da água do geóide ao redor do equador. Vamos começar do ponto de 20° de longitude leste na África para o leste. A princípio estaremos no nível zero, portanto, a uma distância real do centro da Terra - 6378 km. Para permanecermos ao nível do mar durante a travessia do rio Congo, teremos que fazer um túnel. No Oceano Índico, aproximar-nos-emos gradualmente do centro do planeta, atingindo a sua maior inclinação a 70° Este. Aqui o centro da Terra está 79 m mais próximo. No norte da Nova Guiné teremos que subir a uma altura de 67 m. O próximo caminho passará sem muita descida e subida, porque no meio do Pacífico Oceano, estamos flutuando em uma superfície com nível zero. Depois desceremos 20 m abaixo do nível da costa da América do Sul. E por fim, retornaremos ao ponto de partida de onde iniciamos nossa jornada. A imagem construída da superfície terrestre, ao que parece, completou o trabalho iniciado por Newton. Mas os cientistas continuam procurando uma resposta para a pergunta: como e como explicar a presença de elevações e depressões gigantescas na superfície do nosso planeta? Recentemente, um novo modelo da estrutura da Terra foi desenvolvido pelo cientista húngaro Acadêmico D. Barta. Com cálculos precisos e observações da mudança no campo magnético, ele mostrou que o núcleo da Terra não está localizado no centro do nosso planeta, mas está deslocado 450 km em direção à Austrália. Agora dê uma outra olhada no mapa de M. Kaul. Uma coincidência incrível - nesta parte da superfície da Terra também está a maior elevação. Mas há mais duas elevações no mapa, uma na região da Europa Ocidental, a outra entre a África e a Antártica. Existem novas hipóteses. É possível que o núcleo central, como a superfície do nosso planeta, não seja uma esfera. Muito provavelmente, essa gota gigante de substâncias derretidas, comprimida por uma pressão monstruosa, lembra uma batata com protuberâncias que não permanecem no lugar. Lentamente, com velocidade quase imperceptível, eles fluem de uma ponta a outra. E com eles, elevações e depressões na superfície se movem, a forma da crosta terrestre muda, montanhas se formam. Recomendamos artigos interessantes seção Laboratório de Ciências para Crianças: ▪ Dez milésimos de grau de uma garrafa Veja outros artigos seção Laboratório de Ciências para Crianças. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Inaugurado o observatório astronômico mais alto do mundo
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