Đo chu vi Trái Đất ở trường THPT Phú Nhuận

Hôm nay là ngày Xuân phân, Ftvh đã có mặt ở trường THPT Phú Nhuận để cùng đo chu vi Trái Đất với CLB Vật lý THPT Phú Nhuận và CLB Thiên văn Đồng Nai (DNAC). Buổi đo đạc diễn ra thành công vì thời tiết nắng đẹp, các bạn đã được biết về chu vi của Trái Đất và lịch sử của việc đo đạc này.

Thầy Siêu và các bạn ở CLB Vật lý THPT Phú Nhuận cùng CLB Thiên văn Đồng Nai chụp hình lưu niệm sau khi kết thúc buổi đo đạc chu vi Trái Đất.
Thầy Siêu và các bạn ở CLB Vật lý THPT Phú Nhuận cùng CLB Thiên văn Đồng Nai chụp hình lưu niệm sau khi kết thúc buổi đo đạc chu vi Trái Đất.

Buổi đo đạc bắt đầu lúc 10 giờ sáng với phần hướng dẫn và giải thích các khái niệm cùng những câu chuyện liên quan tới chủ đề của buổi đo đạc. Thầy Siêu, bạn Tuấn và bạn Khôn đã trình bày với các bạn lịch sử đo đạc chu vi Trái Đất, về nhà toán học Eratosthenes cùng phương pháp đo đạc của ông.

Các nhóm thực hiện đo đạc chu vi Mặt Trời ở sân trường.
Các nhóm thực hiện đo đạc chu vi Mặt Trời ở sân trường.

Đúng 11 giờ 45, các nhóm bắt đầu thực hiện đo đạc ở khắp sân trường. Các bạn trong nhóm chia công việc nhau ra và thực hiện, bạn thì vẽ, trình bày và thiết kế nội dung đo đạc sao cho thật đẹp trên giấy cứng, bạn thì thực hiện đo các thông số và đánh dấu bóng cột trên giấy.

Các bạn ở CLB Thiên văn Đồng Nai (DNAC) trang trí sản phẩm của nhóm.
Các bạn ở CLB Thiên văn Đồng Nai (DNAC) trang trí sản phẩm của nhóm.

Phương pháp đo của các bạn thực hiện hôm nay, chính là phương pháp đo mà nhà toán học Eratosthenes người Hy Lạp đã thực hiện từ hơn 2300 năm trước. Nhà toán học Eratosthenes thực hiện đo ở thành phố Syene vào ngày Hạ chí (21/6), ông thấy vào giữa trưa ngày này, Mặt Trời chiếu thẳng xuống giếng nước, và không có bóng từ cọc đang cắm ở đất, tức là Mặt Trời nằm thẳng trên đỉnh đầu. Sở dĩ như vậy, là vì thành phố Syene nằm gần như trên đường chí tuyến bắc có vĩ độ là 23,5 độ, bằng với độ nghiêng của Trái Đất.

Mặt Trời chiếu xuống cọc và đổ bóng lên bề mặt giấy. Các bạn thực hiện chấm các điểm đổ bóng đó mỗi 2 phút một lần.
Mặt Trời chiếu xuống cọc và đổ bóng lên bề mặt giấy. Các bạn thực hiện chấm các điểm đổ bóng đó mỗi 2 phút một lần.

Rồi vào ngày Hạ chí năm sau, ông thực hiện đo ở Alexandria, nước Ai Cập với phương pháp tương tự, và thấy rằng ánh nắng Mặt Trời nghiêng khoảng 7,2 độ so với phương thẳng đứng. Vậy là, bởi vì Trái Đất hình cầu, nên chu vi của nó tương ứng với 360 độ. Mà hai thành phố cách nhau một góc 7,2 độ, nên góc này tương ứng với khoảng cách giữa hai thành phố. Ông tính toán được rằng chu vi Trái Đất là 250 ngàn stadia.

Dùng thước kẻ một đường thẳng qua các điểm bóng đổ lúc nãy, rồi kẻ một đường vuông góc từ tâm tới đường thẳng vừa kẻ. Ta lấy thời gian của điểm đổ bóng có đường vuông góc kẻ vào,
Dùng thước kẻ một đường thẳng qua các điểm bóng đổ lúc nãy, rồi kẻ một đường vuông góc từ tâm tới đường thẳng vừa kẻ. Ta lấy thời gian của điểm đổ bóng có đường vuông góc kẻ vào,

Đến nay chúng ta vẫn không chắc chắn 1 stadia bằng bao nhiêu xa, nhưng nếu quy đổi nó như là chiều dài của một sân vận động ở Ai Cập hay ở Hy Lạp, thì sai số so với chu vi Trái Đất tính được ngày hôm nay là từ 1% tới 16%. Tuy có sai số, nhưng quan trọng là phương pháp tính của ông rất hợp lý và chúng ta sử dụng đến hôm nay.

Các thông số và các phép tính toán được trình bày trên giấy cùng với phần hình vẽ trang trí.
Các thông số và các phép tính toán được trình bày trên giấy cùng với phần hình vẽ trang trí.

Phương pháp đo của các bạn ở trường THPT Phú Nhuận cũng tương tự như vậy. Các bạn sử dụng những chiếc cọc dùng trong các thí nghiệm vật lý để đo bóng đổ tạo ra bởi Mặt Trời. Mặt Trời sẽ làm cọc đổ bóng lên giấy, và cứ hai phút các bạn sẽ chấm vào đầu bóng đổ đó, cho tới khi chân gậy tới điểm chấm là ngắn nhất - tức nếu ta kẻ một đường thẳng qua các chấm bóng đổ, thì lúc này ta sẽ có đường vuông góc với đường nối từ chân gậy.

Sử dụng máy tính để tính toán các số liệu.
Sử dụng máy tính để tính toán các số liệu.

Sau đó các bạn tính góc bóng nắng, được xác định bởi công thức là tan góc bóng nắng = chiều dài bóng chia chiều dài gậy. Rồi tính khoảng cách từ thành phố Sài Gòn tới đường xích đạo, vì vào lúc giữa trưa ngày Xuân phân, Mặt Trời sẽ chiếu thẳng đứng ở xích đạo. Và tính ra kết quả cuối cùng là chu vi của Trái Đất bằng công thức 360 nhân với khoảng cách từ Sài Gòn tới xích đạo rồi chia cho góc bóng nắng.

Sau khi hoàn thành các số liệu, các bạn ghi và nộp bài thu hoạch cho thầy Siêu.
Sau khi hoàn thành các số liệu, các bạn ghi và nộp bài thu hoạch cho thầy Siêu.

Các con số đưa ra từ các nhóm là rất gần với đáp án đúng thực tế. Các bạn thực hiện đo đạc rất nhiệt tình và hăng say dù quá trình diễn ra vào giữa trưa với thời tiết nắng nóng. Các nhóm trang trí bài của mình rất đẹp và có nhiều ý tưởng sáng tạo trong việc trang trí.

Kết quả đo đạc chu vi Trái Đất của lớp 11A1 và 11A5.
Kết quả đo đạc chu vi Trái Đất của lớp 11A1 và 11A5.

CLB Vật lý THPT Phú Nhuận là một câu lạc bộ về khoa học thuộc trường THPT Phú Nhuận. CLB được chia thành hai mảng là thiên văn vật lý và sáng tạo thực hành. Các hoạt động chính như chế tạo và bắn tên lửa nước, quan sát bầu trời, thực hiện các buổi ngoại khóa về thiên văn học. Các hoạt động chủ yếu được diễn ra trong phạm vi nhà trường.

Kết quả đo đạc chu vi Trái Đất của lớp 11A12.
Kết quả đo đạc chu vi Trái Đất của lớp 11A12.

Thầy Đức Siêu dạy bộ môn Vật lý ở trường, bạn Yến Vy là trưởng nhóm cùng bạn Quốc Cường là phó nhóm của CLB Vật lý THPT Phú Nhuận cùng các bạn đã chế tạo kính thiên văn để phục vụ nhu cầu quan sát của các bạn trong CLB và trong trường học.

Kết quả đo đạc chu vi Trái Đất của lớp 12A5, 12A8 và 11A13.
Kết quả đo đạc chu vi Trái Đất của lớp 12A5, 12A8 và 11A13.

CLB Thiên văn Đồng Nai (DNAC) được thành lập hơn một năm, với thành viên là các bạn học sinh đang theo học ở các trường THPT tại tỉnh Đồng Nai. CLB thường xuyên tổ chức các buổi quan sát bầu trời hay những sự kiện thiên văn, và những buổi giao lưu, trao đổi kiến thức thiên văn với các bạn từ những CLB khác nhằm trao dồi thêm kiến thức về bộ môn này.

Kết quả đo đạc chu vi Trái Đất của các bạn ở CLB Thiên văn Đồng Nai (DNAC).
Kết quả đo đạc chu vi Trái Đất của các bạn ở CLB Thiên văn Đồng Nai (DNAC).

Bạn Văn Vinh là trưởng nhóm CLB Thiên văn Đồng Nai (DNAC) cùng các bạn ở CLB đã chủ động liên hệ với các bạn ở THPT Phú Nhuận để tạo nên một sân chơi bổ ích cho các bạn vào ngày Xuân phân năm nay. DNAC đã sở hữu 6 kính thiên văn tự chế và những dụng cụ, thiết bị thiên văn khác hỗ trợ đắc lực cho việc quan sát bầu trời đêm.

Chụp hình lưu niệm cuối buổi đo đạc.
Chụp hình lưu niệm cuối buổi đo đạc.

Kết thúc buổi đo đạc, bạn Quốc Cường thay mặt CLB Vật lý THPT Phú Nhuận tặng quà lưu niệm là những chiếc tên lửa nước cho CLB Thiên văn Đồng Nai. Buổi đo đạc kết thúc tốt đẹp với thời tiết tốt và các bạn đã tìm hiểu thêm được nhiều điều bổ ích.

Bài viết: Anh Tuấn Nguyễn
Hình ảnh: Anh Tuấn Nguyễn, thầy Đỗ Đức Siêu
Đo chu vi Trái Đất ở trường THPT Phú Nhuận Đo chu vi Trái Đất ở trường THPT Phú Nhuận Reviewed by Quang Niên on 3/20/2016 09:00:00 CH Rating: 5