Concetti Chiave
- La curvatura della superficie terrestre influisce sull'orizzonte sensibile, ampliando la visibilità man mano che l'osservatore si alza.
- Le navi sembrano scomparire oltre l'orizzonte mentre si allontanano, evidenziando l'effetto della curvatura terrestre.
- L'angolo formato dalla stella polare con il piano dell'orizzonte varia in base alla latitudine dell'osservatore.
- Eratostene calcolò la circonferenza terrestre misurando l'angolo di 7,2° tra Alessandria e Siene, ottenendo una misura di 250.000 stadi.
- La Terra è definita come un geoide o ellissoide di rotazione, con un raggio equatoriale e polare che differiscono a causa dello schiacciamento polare.
1.Curvatura della superficie terrestre: Variazione dell’orizzonte sensibile (la parte visibile diventa tanto più ampia quanto l’osservatore si alza dalla superficie).
2.Comparsa o scomparsa di un oggetto; le navi, mano a mano che si allontanano dal punto di osservazione, sembrano scomparire oltre l’orizzonte.
3.L’angolo che la stella polare forma col piano dell’orizzonte varia con la latitudine.
4.
Che cosa sono le eclissi e l'ombra terrestre?
Durante le eclissi di luna l’ombra proiettata dalla terra sul satellite è circolare (Aristotele).
5. Circumnavigazione del globo (1521 Magellano
6.Analogia con gli altri pianeti
Oggi la sfericità del nostro pianeta è documentata dalle fotografie satellitari; non risulta però una sfera perfetta in quanto lo sarebbe se fosse immobile, ma il movimento di rotazione ha fatto si che si schiacciasse ai poli e si rigonfiasse all’equatore.
La terra è quindi uno sferoide o meglio un ellissoide di rotazione; ma considerando le varie accidentalità superficiali che presenta la terra (le quali rappresentano circa 1/600 del raggio terreste e che sono quindi insignificanti) è definita propriamente come geoide. La sua superficie è equipotenziale (è uguale il lavoro per portare un punto dalla superficie all’infinito): variando quindi la distanza dal centro varia anche la gravità (diminuzione della gravità nella zona equatoriale perché all’Equatore la forza centrifuga dovuta alla rotazione terrestre e normale all’asse di rotazione della Terra contrasta la forza gravitazionale, a mano a mano che si sale verso i poli la forza centrifuga contrasta la gravità solo con una sua componente = la gravità aumenta fino ai poli, dove la forza centrifuga è nulla).
Misurazioni di Eratostene
Eratostene sapeva che a Siene (l'attuale Assuan, in Egitto), in un momento preciso dell'anno, il sole illuminava il fondo dei pozzi. Questo evento si ripeteva ogni anno a mezzogiorno del Solstizio d'estate e dipendeva dal fatto che i raggi del sole cadevano verticalmente e che quindi la nostra stella in quel momento era allo zenit. In quel momento, un bastoncino piantato verticalmente a terra non avrebbe proiettato nessuna ombra. Egli notò che ad Alessandria, dove egli viveva, nello stesso giorno e alla stessa ora i raggi del Sole non erano perpendicolari ma formavano un angolo di 7,2° con la verticale.
Eratostene assunse, correttamente, che la distanza del Sole dalla Terra fosse molto grande e che quindi i suoi raggi fossero praticamente paralleli quando raggiungono la superficie terrestre. Inoltre considerava che la Terra dovesse avere forma sferica.
La differenza di inclinazione di 7,2° dipende dalla curvatura della superficie terrestre che cambia il punto di vista dal quale gli abitanti delle due città vedono il Sole.
Egli ragionò in questo modo: l'angolo di 7,2° è congruente all'angolo che ha per vertice il centro della Terra e i cui lati passano rispettivamente per Alessandria e Siene (infatti sono angoli corrispondenti). Si tratta quindi di una "distanza angolare" tra le due città, pari a un cinquantesimo dell'angolo giro.
Ciò significa anche che la distanza "effettiva" tra le due città (ritenuta di 5.000 stadi) è un cinquantesimo della circonferenza terrestre.
Eratostene moltiplicò per 50 questo valore, ottenendo 250.000 stadi: la prima misura scientifica della circonferenza terrestre.
Misurazioni astrogeodetiche recenti
Dalle più recenti misurazioni astrogeodetiche risulta che:
raggio equatoriale = 6378,16 km – raggio polare = 6356,78 km – la loro differenza è detta schiacciamento polare e ci dice quindi che il semiasse polare è più corto di circa 1/298 di quello equatoriale.
L’equatore è la linea immaginaria che individua la circonferenza massima della sfera terrestre e la divide in due emisferi [meridionale / australe – settentrionale / boreale].
I piani paralleli al piano individuato dalla linea equatoriale sono chiamati paralleli e chiaramente in prossimità dei poli sono sempre più piccoli ; invece se tagliamo la terra in tanti piani contenti l’asse determiniamo tanti circoli massimi di uguale dimensione e passanti per i poli, essi sono chiamati meridiani (meridiani di grado (semicirconferenze) = 360° e si usa chiamare l’altra metà di un meridiano antimeridiano).
Reticolo geografico e coordinate
L’intersezione tra meridiani e paralleli, che sono infiniti, forma il reticolo geografico (formato da trapezi e triangoli sferici).
Per definire la posizione assoluta di un punto sulla superficie terrestre c’è bisogno di determinare:
► Latitudine: è la distanza angolare di un punto dall’equatore.
► Longitudine: è la distanza angolare di un punto da un determinato meridiano. Il meridiano iniziale è quello di Greenwich (Londra).
► Declinazione celeste: è la distanza angolare tra l’astro considerato e il piano dell’equatore celeste.
► Ascensione retta: è la distanza angolare dall’astro dal meridiano celeste che passa per il punto di ariete, scelto come meridiano iniziale sulla sfera celeste.
► Altitudine o quota: è la distanza in metri dal livello del mare.
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Domande da interrogazione
- Qual è l'effetto dell'altezza dell'osservatore sulla visibilità dell'orizzonte?
- Come si comportano le navi quando si allontanano dall'osservatore?
- In che modo la latitudine influisce sull'angolo della stella polare?
- Qual è la scoperta di Eratostene riguardo alla forma della Terra?
- Quali sono le caratteristiche della forma della Terra secondo le misurazioni moderne?
L'orizzonte sensibile si amplia man mano che l'osservatore si alza dalla superficie terrestre, rendendo visibili aree più ampie (punto 1).
Le navi sembrano scomparire oltre l'orizzonte man mano che si allontanano dal punto di osservazione, evidenziando la curvatura della Terra (punto 2).
L'angolo che la stella polare forma col piano dell'orizzonte varia in base alla latitudine dell'osservatore (punto 3).
Eratostene, attraverso misurazioni angolari tra Siene e Alessandria, dedusse che la Terra è sferica e calcolò la sua circonferenza, ottenendo 250.000 stadi (punto 4).
La Terra è un ellissoide di rotazione, con un raggio equatoriale di 6378,16 km e un raggio polare di 6356,78 km, mostrando uno schiacciamento polare (punto 6).
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