Демонстрация формы Земли
Статья «Демонстрация формы Земли» подготовлена по материалам книги Ф.Рабизы «Космос у тебя дома» (1978 г.). Модель переработана под современные материалы и инструменты.
Посмотрим, как ведет себя быстро вращающееся тело, поверхность которого может легко менять свою форму. Для опыта воспользуемся следующим прибором — тяжелым диском подвешенным за середину на двух скрученных веревках. В нашем случае диск сделан из нескольких слоев гофрокартона. Использование специальных приспособлений для вырезания кругов из картона (например не для рекламы такого циркульного ножа) позволяет использовать отверстия от центрирующей ножки для точного соединения деталей между собой и точного подвешивания за середину без дополнительной центровки.
Вырежьте из плотной ватмана полоску 60 сантиметров длины и 2,5 сантиметра ширины. Склейте ее концы, чтобы образовалось кольцо диаметром 18–19 сантиметров. Проделайте в середине полоски два отверстия, расположенные одно против другого по концам диаметра кольца. В эти отверстия пройдет скрученная и сложенная вдвое леска, на которой висит диск. Одно отверстие сделайте в месте склейки полоски. Второе отверстие в полоске должно быть несколько побольше, чтобы леска скользила в ней без задержки. Наденьте бумажное кольцо на леску так, чтобы склеенная часть кольца соприкасалась с тяжелым диском и приклейте ее к диску клеем. Прибор наш готов.
Тяжелый диск нужно подвесить строго горизонтально и так, чтобы бумажное кольцо оставалось круглым. Если кольцо сожмется под действием собственного веса, его надо заменить, подобрать более плотную, упругую бумагу. Проверьте упругость кольца: сожмите его слегка, после того как вы его отпустите, оно должно снова принять форму круга.
Над кольцом на лесках сделайте маленький хомутик из черной бумаги. Он должен сидеть плотно, но так, чтобы в случае необходимости его можно было легко передвинуть.Теперь приступим к опыту.
Вставьте недалеко от верхней точки подвеса нашего прибора между веревками круглую палочку и хорошо закрутите диск с бумажным кольцом. Когда вы его отпустите, он начнет быстро вертеться на раскручивающихся лесках. Для увеличения скорости вращения нажимайте палочкой, вставленной между лесками, на место скрутки. Когда диск хорошо раскрутится, отойдите в сторону и наблюдайте за бумажным кольцом.
Оно немного сплющилось. Вы видите прозрачный эллипсоид, который отличается от шара своей несколько сплюснутой формой. Метка, которая была сделана на веревках перед началом опыта, покажет вам, насколько сплюснулся при вращении бумажный круг. Когда вращение прекратится, бумажное кольцо опять примет форму круга и вернется к своей метке. Но может случиться и так, что кольцо до метки немного и не дойдет, — это скажется так называемая остаточная деформация в бумаге, из которой сделано кольцо.
А теперь снова вернемся к Земле. Земля не шар — она немного сплюснута у полюсов. По последним данным, радиус Земли, проведенный от ее полюса до центра, отличается от «экваториального радиуса» на 21,383 километра. А по расчетам Исаака Ньютона эта разница составляла 24 километра. Исаак Ньютон доказал, что Земля сплюснута у полюсов (экваториальная область у нее несколько расширена, раздута). Он считал, что «раздувание» Земли у экватора произошло тогда, когда она находилась в размягченном состоянии.
Гипотезы о происхождении Земли — будь то гипотеза Канта — Лапласа, по которой Земля образовалась из раскаленного вещества и в первоначальном виде представляла жидкий огненный шар, будь то гипотеза советского ученого О. Ю. Шмидта, по которой Земля образовалась в результате постепенного «слипания» мелких частиц пылеобразного облака и разреженных газов, — предусматривали, что в начале своего возникновения Земля не сразу стала твердой. Быстрое вращение «мягкой» Земли вокруг своей оси привело к ее «раздуванию» по экватору.