Ale naozaj, ako zmeriate výšku hory? Horu predsa nezmeriate krokmi ani metrom. Pred hľadaním odpovede na túto otázku si však musíme zistiť, o akej výške presne hovoríme.
Ak nás zaujíma, aká vysoká je hora od úpätia po vrchol, tak máme na mysli relatívnu výšku. Niet pochýb o tom, že tento ukazovateľ je celkom zaujímavý a dokonca dôležitý. Na základe hodnôt relatívnej výšky by však nebolo možné vytvoriť presné mapy zemského povrchu. Na takejto mape by sa najvyšší vrch planéty Everest javil nižšie ako napríklad Mount McKinley. Preto je veľmi dôležité poznať absolútnu nadmorskú výšku. Absolútna nadmorská výška je výška miesta nad hladinou mora. Tento ukazovateľ je zobrazený na geografických mapách a v referenčných knihách.
Pojem nadmorská výška je každému dobre známy z prvých hodín geografie či prírodopisu. Zdalo by sa, že všetko je veľmi jednoduché - berieme výšku hladiny mora ako 0 m a meriame výšku všetkých ostatných prvkov reliéfu vzhľadom na túto úroveň. Vynára sa však otázka – akú presne hladinu mora berieme ako nulovú nadmorskú výšku? Koniec koncov, moria majú príliv a odliv, čo znamená, že hladina mora sa neustále mení. Preto sa výšky na súši zvyčajne merajú z priemernej hladiny mora, ktorá sa zisťuje z dlhodobých pozorovaní. Potom vyvstáva nasledujúca otázka: priemerná hladina ktorého mora sa považuje za nulovú? Koniec koncov, ako sa ukázalo, tieto úrovne sa nezhodujú v rôznych moriach a oceánoch a dokonca ani v rámci toho istého mora alebo oceánu. Potom bolo prijaté rázne rozhodnutie: napríklad v bývalom ZSSR (a teraz v Rusku) sa absolútne výšky pevniny počítajú z priemernej hladiny Baltského mora, alebo presnejšie z nuly vody v Kronštadte. vodomer (vodomer je stupnica s dielikmi, ktorá sa inštaluje na vodomerné stanovištia na sledovanie hladiny vody). V iných krajinách sa absolútne výšky počítajú z priemernej hladiny ich morí – ako vám to vyhovuje. Výsledné rozdiely v hodnotení absolútnych výšok sú však významné len pre úzky okruh špecialistov.
Ako teda zistíte výšku vrcholu? Najprv môžete použiť zariadenie nazývané výškomer. Princíp jeho fungovania je založený na skutočnosti, že atmosférický tlak sa prirodzene mení s nadmorskou výškou: na každých 100 m stúpania jeho hodnota klesá o 12 mm Hg. To znamená, že meraním atmosférického tlaku na vrchole môžete zistiť jeho výšku. Presne to zdôvodňuje fyzik Pascal, ktorý v roku 1648 požiadal svojich priateľov, aby zmerali atmosférický tlak na úpätí a na vrchole hory Puig de Dome v Alpách a na základe získaných výsledkov vypočítali jeho absolútny a relatívny tlak. výška. Trvalo to však ďalších asi 300 rokov, počas ktorých najlepšie mysle ľudstva, medzi ktorými boli Newton, Kepler, Marriott a Lomonosov, pracovali na zlepšení tejto metódy a nástrojov na meranie tlaku. Vďaka tomu bol odvodený „úplný barometrický vzorec“, ktorý zohľadňuje aj zmenu atmosférického tlaku so zmenami teploty vzduchu a samotná metóda je dodnes považovaná za jednu z najpresnejších metód merania výšok miesta.
Ak však chcete použiť túto metódu, musíte vyliezť na vrchol hory, a to nie je vždy dosiahnuteľná úloha. Ale ukazuje sa, že môžete robiť bez lezenia.
Ukazuje sa, že v starovekom Grécku Thales z Milétu, ktorý dobre pozná geometriu, prišiel na dômyselný spôsob merania vzdialeností vzdialených objektov. Jeden múdry Grék raz premýšľal, ako zmerať vzdialenosť napríklad od brehu k lodi stojacej na mori. Keď stál na móle, pomocou goniometra zaznamenal smer k lodi z dvoch bodov na móle, zmeral vzdialenosť medzi týmito bodmi a pomocou troch známych prvkov (strana trojuholníka a dva susedné uhly) zostrojil trojuholník na zvolenej mierke. Ostávalo už len zmerať dve výsledné strany trojuholníka na výkrese a vynásobiť ich mierkou – to bola potrebná vzdialenosť lode od jedného a druhého bodu móla.
Tento spôsob merania vzdialenosti bol dlho zabudnutý, no v 16. stor. Spomenul si naň holandský matematik W. Snell, ktorý si uvedomil, aké bohaté možnosti geometria skrýva. Koniec koncov, presným meraním relatívne malého segmentu a jeho umiestnením ako základ trojuholníka, na vrchole ktorého sa nachádza nejaký vzdialený objekt, môžete vypočítať vzdialenosť k tomuto objektu a dať ho ako základ ďalšieho trojuholníka, a tak ďalej – a teda merať obrovské priestory. A všetko, čo potrebujete vedieť, je dĺžka počiatočného segmentu a uhly výsledných trojuholníkov. Snell nazval metódu, ktorú vyvinul triangulácia (z latinského slova 1pandi1iz - „trojuholníkový“) a uviesť to do praxe meraním celej západnej časti Holandska. Táto metóda v kombinácii s určením súradníc vrcholov niektorého z trojuholníkov (kontrolných bodov) vytvára matematický základ pre mapy zemského povrchu. Takto sa vypočítala veľkosť Zeme a presne sa určil jej tvar: ukázalo sa, že naša planéta vôbec nebola guľa, ale elipsoid trochu sploštený na póloch, pre ktorý bolo potrebné vymyslieť špeciálny názov - geoid. Veda o určovaní tvaru a veľkosti Zeme bola neskôr nazvaná geodézia (z gréckych slov, ktoré znamenajú „zem“ a „rozdeliť“).
Verí sa, že Snell mal veľké šťastie s oblasťou, ktorú si vybral na meranie. Holandsko je veľmi rovinatá krajina, no v jej rozľahlosti sú tu a tam jasne viditeľné orientačné body: mlyny, veže katedrál. Práve tie Snell používal ako pevnosti. Ale jeho nasledovníci, geodeti, ktorí vykonávajú podobné merania na divokých, nevyšliapaných miestach: v horách, v tajge, medzi nekonečnými plochami stepí a tundry, musia špeciálne vztýčiť jasne viditeľné značky nad referenčnými bodmi. Nazývajú sa triangulačné značky a pravdepodobne ste už videli tieto stavby podobné pyramíde a zaujímalo vás, kto ich postavil a prečo.
A za geodetmi sú topografi (z gréckych slov „topos“ - „miesto“ a „grapho“ - „píšem“), ktorých úlohou je merať a mapovať najmenšie charakteristiky zemského povrchu vrátane výšok. Táto namáhavá a náročná, ale veľmi romantická práca sa nazýva topografický prieskum. A meranie výšok v geodézii a topografii sa nazýva vyrovnávanie (z francúzskeho slova, ktoré znamená „do úrovne“).
|
Zanechajte svoj komentár, ďakujeme! |
Výška hôr je úžasná. Majestátne osemtisícovky vyzerajú úžasne aj na fotografiách. Nie je prekvapujúce, že horolezci tak veľmi túžia zdolať tieto vrcholy, pretože lezenie je veľmi zvláštne dobrodružstvo, na ktoré budú spomínať po celý život. Ako však viete, ako vysoko sa vám podarilo vyšplhať? Ako je možné merať výšku hôr? Koniec koncov, ľudia dokázali zmerať aj Everest a dostali ukazovateľ 8848 metrov nad morom.
Ako sa takéto merania vykonávajú, aké nástroje pomáhajú ľuďom získať presné výsledky, pokiaľ ide o vysoké výšky? O tom by chcel vedieť snáď každý zvedavec.
Ako sa merali hory predtým?
Vzhľadom na presné metódy merania výšok na zemi je potrebné poznamenať, že na vyriešenie tohto problému sa použilo topografické meranie. Táto metóda vám umožňuje získať presné súradnice, rozmery a tvar akéhokoľvek pozemku, vrátane kopcov. Existuje niekoľko možností na vykonávanie geodetického výskumu, ale všetky sa týkajú triangulácie, teda techniky trigonometrického prieskumu.
Súvisiace materiály:
Prečo je v horách zima, lebo teplý vzduch stúpa?
Keď si pamätáme základy geometrie, môžeme uviesť vetu, podľa ktorej, ak máte informácie o jednej zo strán trojuholníkového objektu a jeho dvoch uhloch, môžete vypočítať zostávajúce dve strany. Mierka meraného objektu v tomto prípade nehrá rolu, trojuholník môže byť buď malý, alebo dlhý mnoho kilometrov. Na použitie tejto vety je potrebné vykonať presné merania na získanie počiatočných informácií. Vykonajú sa dva orientačné body a vykoná sa mechanické meranie. Takto získate stranu trojuholníka. Ďalej sa pre hornú časť vyberie ďalší podmienený orientačný bod. Zhora sa nakreslia imaginárne čiary a získa sa uhol. Zostáva len použiť vetu.
Uhly sa merajú teodolitom, zariadením navrhnutým špeciálne na tento účel. Po získaní súradníc prvého trojuholníka môžete získať ďalšie súradnice rozdelením požadovanej oblasti na tieto čísla, kým sa nenájde celková plocha.
Zaujímavý fakt: Teodolit meria horizontálne aj vertikálne povrchy.
Nivelácia je ďalšou osvedčenou metódou na meranie priestoru, ktorá zahŕňa použitie vodováhy na základni teodolitu - umožňuje vám uviesť všetko na rovnakú úroveň s uvedením okamihu vyrovnania. Pomocou hľadáčika - optického zariadenia a jeho zdvihnutím na požadovaný orientačný bod umiestnený na hore môžete nakoniec získať ukazovateľ nadmorskej výšky.
Súvisiace materiály:
Ako vznikajú hory?
Moderné technológie a presné výsledky
Amatérski turisti a horolezci, ktorí nie sú zapojení do geologického prieskumu, nenosia všetko toto vybavenie so sebou. Moderné technológie umožnili človeku nosiť so sebou minimum – GPS navigáciu je možné nainštalovať na bežný smartfón. Existujú aj spoľahlivejšie a presnejšie autonómne GPS zariadenia, ktoré vám umožnia nestratiť sa a vždy vedieť, kto a kde je na zemi. Pracujú vertikálne aj horizontálne a môžu ukazovať výšku. To posledné je dôležité pre horolezcov a milovníkov parašutizmu.
Výška hôr je úžasná. Majestátne osemtisícovky vyzerajú úžasne aj na fotografiách. Nie je prekvapujúce, že horolezci tak veľmi túžia zdolať tieto vrcholy, pretože lezenie je veľmi zvláštne dobrodružstvo, na ktoré budú spomínať po celý život. Ako však viete, ako vysoko sa vám podarilo vyšplhať? Ako je možné merať výšku hôr? Koniec koncov, ľudia dokázali zmerať aj Everest a dostali ukazovateľ 8848 metrov nad morom.
Ako sa takéto merania vykonávajú, aké nástroje pomáhajú ľuďom získať presné výsledky, pokiaľ ide o vysoké výšky? O tom by chcel vedieť snáď každý zvedavec.
Ako sa merali hory predtým?
Vzhľadom na presné metódy merania výšok na zemi je potrebné poznamenať, že na vyriešenie tohto problému sa použilo topografické meranie. Táto metóda vám umožňuje získať presné súradnice, rozmery a tvar akéhokoľvek pozemku, vrátane kopcov. Existuje niekoľko možností na vykonávanie geodetického výskumu, ale všetky sa týkajú triangulácie, teda techniky trigonometrického prieskumu.
Súvisiace materiály:
Prečo je v horách zima, lebo teplý vzduch stúpa?
Keď si pamätáme základy geometrie, môžeme uviesť vetu, podľa ktorej, ak máte informácie o jednej zo strán trojuholníkového objektu a jeho dvoch uhloch, môžete vypočítať zostávajúce dve strany. Mierka meraného objektu v tomto prípade nehrá rolu, trojuholník môže byť buď malý, alebo dlhý mnoho kilometrov. Na použitie tejto vety je potrebné vykonať presné merania na získanie počiatočných informácií. Vykonajú sa dva orientačné body a vykoná sa mechanické meranie. Takto získate stranu trojuholníka. Ďalej sa pre hornú časť vyberie ďalší podmienený orientačný bod. Zhora sa nakreslia imaginárne čiary a získa sa uhol. Zostáva len použiť vetu.
Uhly sa merajú teodolitom, zariadením navrhnutým špeciálne na tento účel. Po získaní súradníc prvého trojuholníka môžete získať ďalšie súradnice rozdelením požadovanej oblasti na tieto čísla, kým sa nenájde celková plocha.
Zaujímavý fakt: Teodolit meria horizontálne aj vertikálne povrchy.
Nivelácia je ďalšou osvedčenou metódou na meranie priestoru, ktorá zahŕňa použitie vodováhy na základni teodolitu - umožňuje vám uviesť všetko na rovnakú úroveň s uvedením okamihu vyrovnania. Pomocou hľadáčika - optického zariadenia a jeho zdvihnutím na požadovaný orientačný bod umiestnený na hore môžete nakoniec získať ukazovateľ nadmorskej výšky.
Súvisiace materiály:
Ako vznikajú hory?
Moderné technológie a presné výsledky
Amatérski turisti a horolezci, ktorí nie sú zapojení do geologického prieskumu, nenosia všetko toto vybavenie so sebou. Moderné technológie umožnili človeku nosiť so sebou minimum – GPS navigáciu je možné nainštalovať na bežný smartfón. Existujú aj spoľahlivejšie a presnejšie autonómne GPS zariadenia, ktoré vám umožnia nestratiť sa a vždy vedieť, kto a kde je na zemi. Pracujú vertikálne aj horizontálne a môžu ukazovať výšku. To posledné je dôležité pre horolezcov a milovníkov parašutizmu.
Existuje mnoho rôznych spôsobov, ako vyriešiť problém merania výšky architektonických štruktúr a viacposchodových budov. Kuriózny príbeh sa stal so známym dánskym fyzikom, nositeľom Nobelovej ceny Nielsom Bohrom, ktorý počas študentských rokov riešil presne tento problém pomocou barometra na skúške. Zároveň navrhol viac ako dvadsať riešení. Okrem úplne rozumných metód sa našli aj také, ktoré vyvolávajú úsmev, ukazujúci vtip a originalitu myslenia slávneho vedca, napríklad: „Zakopte vežu do zeme. Vytiahnite vežu. Vyplňte výsledný otvor barometrami. Keď poznáte priemer veže a počet barometrov na jednotku objemu, vypočítajte výšku veže. Ak by bol Galileo Galilei Niels Bohr, zhodil by barometer z veže a výšku veže určil na základe času voľného pádu. Je pravda, že v tomto prípade by sa barometer stal nepoužiteľným. Ak by náš problém riešil matematik, zmeral by dĺžku tieňa z veže a z barometra a pri znalosti veľkosti barometra by pomocou proporcií určil výšku veže. Žiadna z týchto metód však nie je vhodná na meranie výšky hory alebo oblasti nad hladinou mora. Pokúsme sa zistiť, ako merať výšku hory pomocou barometra.
Priamym účelom barometra je meranie atmosférického tlaku. Jeho existenciu objavil už v 17. storočí taliansky fyzik a matematik Evangelista Torricelli, ktorý vytvoril aj prvý barometer. O niečo neskôr francúzsky fyzik Blaise Pascal nielen potvrdil existenciu atmosférického tlaku, ale objavil aj jeho pokles s nadmorskou výškou, čo umožňuje určiť nadmorskú výšku pomocou barometra. Závislosť tlaku od nadmorskej výšky je určená takzvaným barometrickým vzorcom:
kde je atmosférický tlak vo výške, je atmosférický tlak vo výške, je molárna hmotnosť vzduchu, je gravitačné zrýchlenie, je univerzálna plynová konštanta, je teplota vzduchu. Po malých matematických transformáciách, ktoré sa rovnajú 0, dostaneme:
Napríklad, ak v lete pri teplote 27 0 C bol tlak na úpätí hory 750 mmHg. (torr) a na vrchu - 650 mmHg. (torr), potom bude výška hory približne 1255 m. Barometrický vzorec je dosť ťažkopádny a nie príliš vhodný na rýchle výpočty, preto pri meraní relatívne nízkych hôr je lepšie použiť, aj keď menej presný, ale viac výhodný je pomer: na každých 12 m vzostupu sa atmosférický tlak zníži približne o 1 mmHg.
Treba poznamenať aj ďalší zaujímavý fakt. Vzhľadom na to, že so zvyšujúcou sa nadmorskou výškou klesá atmosférický tlak a spolu s ním klesá aj bod varu vody. Takže v nadmorskej výške 5000 m klesá atmosférický tlak na približne 400 mm Hg, takže bod varu vody v tejto nadmorskej výške je o niečo viac ako 80 0 C, zatiaľ čo pri normálnom atmosférickom tlaku voda vrie pri 100 0 C. Toto je potrebné mať na pamäti. , ísť do hôr.
Pozývame vás, aby ste našli svoj vlastný originálny spôsob, ako vyriešiť problém merania výšky.