地平线有多远?

作者:Mathspace的数学家和冲浪者Jake Horder

想象你在海滩上,站在海岸线上(幸运的你!)。

在远处,您可以看到一艘船正在出海。 慢慢地,它似乎变得越来越小,直到它落到地平线上而看不见为止。

船开始消失前要走多远? 换句话说,地平线有多远? 猜一猜… 6公里,10公里? 更多? 可能少一些?

好消息是,我们可以解决这个问题!

描绘一条直线,从您的眼睛开始,一直一直到地平线。 我们称这行的长度为d。 一旦知道数字中的d,我们就会知道问题的答案!

图1

那么我们需要找到哪些测量值“ d”?

想象第二条线,也从您的眼睛开始,但一直向下直穿过地面,一直到地球中心。

这条线的长度将是您的高度h加上地球半径r。

我们将需要多条线-这条线从第一条线的末端开始(在地平线处)并到达地球的中心,因此其长度也为r。 这给了我们一个直角三角形,如图1所示。

检查清单

  1. 您的身高(我们在下面的工作示例中使用1.5 m)

2.地球半径-您可以通过搜索网络来找到。 它是6,371公里(或6,371,000 m)

现在进行计算

我们知道,直角三角形的边长与毕达哥拉斯定理有关。 因此,我们有:

通过重新安排求解d,我们得到:

每个人都知道他们的身高,互联网也知道地球的半径,因此右侧的所有东西都可以使用。 让我们尝试一下。

假设您身高1.5 m,并且站在海平面上-这意味着您距地球中心约6,371 km,或6,371,000 m。

然后…

因此,地平线是4,371.8 m或4.4公里!

尝试在公式中输入自己的身高,以找出适合您的水平距离。

您还能解决什么?

  1. 当我们改变地球表面上方的高度时,到地平线的距离也会改变。 如果我们站在悉尼海港大桥(h = 134 m)或珠穆朗玛峰的山顶(h = 8,848 m)上,地平线会到多远? 如果我们在国际空间站(h = 40,000 m)轨道飞行怎么办?
  2. 我们还可以看到,距离取决于地球的半径。 实际上,该公式将适用于任何球形物体。 如果您站在月球(r = 1,737公里),火星(r = 3,390公里),木星(r = 69,911公里)或太阳(r = 695,700公里)上,地平线有多远?

因此,我们有了它……谁曾想到几何形状可以在海滩上派上用场?

我们希望知道应用毕达哥拉斯定理的其他方法! 在下面分享。