Το πείραμα του Ερατοσθένη από το 5ο Γυμνάσιο Καρδίτσας

Το πείραμα αυτό έχει χαρακτηριστεί ως ένα από τα 10 πιο όμορφα πειράματα στην ιστορία της φυσικής!

Σκοπός του πειράματος είναι ο υπολογισμός της ακτίνας της Γης με τη χρήση απλών υλικών και υπολογισμών.

Ο Ερατοσθένης, (3ος π.Χ. αιώνας) ο οποίος ήταν Διευθυντής της μεγάλης Βιβλιοθήκης της Αλεξάνδρειας, διάβασε σε έναν πάπυρο ότι το μεσημέρι της 21ης Ιουνίου (θερινό ηλιοστάσιο), στα νότια όρια της πόλης Συήνη (Ασσουάν), οι κατακόρυφοι στύλοι δεν ρίχνουν καθόλου σκιά και ο Ήλιος καθρεφτίζεται ακριβώς στον πυθμένα ενός πηγαδιού, βρίσκεται δηλαδή στο Ζενίθ του τόπου. Ως επιστήμονας, λοιπόν, ο Ερατοσθένης διερωτήθηκε, εάν συμβαίνει το ίδιο ταυτόχρονα και σε μια άλλη πόλη πχ. στην Αλεξάνδρεια. Όμως στην Αλεξάνδρεια, κατά την ίδια μέρα και ώρα, οι κατακόρυφοι στύλοι έριχναν σκιά.

Αν η Γη ήταν επίπεδη, οι κατακόρυφοι στύλοι στις δυο πόλεις θα ήταν παράλληλοι και θα έπρεπε και οι δυο να ρίχνουν σκιά. Αφού, λοιπόν, αυτό δεν είναι αλήθεια, τι μπορεί να συμβαίνει; Την απάντηση έδωσε ο Ερατοσθένης υποστηρίζοντας ότι η επιφάνεια της Γης δεν είναι επίπεδη αλλά σφαιρική. Αυτό το συμπέρασμα είναι, προφανώς, θεμελιώδους σημασίας και επιπλέον επέτρεψε στον Ερατοσθένη να προσδιορίσει την ακτίνα και το μήκος της περιφέρειάς της Γης. Πραγματικά, από το μήκος της σκιάς υπολογίζεται αμέσως η διαφορά των γεωγραφικών πλατών των δύο πόλεων, ίση περίπου με 7 μοίρες. Επειδή η απόσταση των δύο πόλεων ήταν γνωστή από αφηγήσεις βηματιστών και ίση περίπου με 800 Km (φημολογείται ότι ο Ερατοσθένης μίσθωσε βηματιστές για τη μέτρησή της), η περιφέρεια της Γης υπολογίστηκε ίση με 40000 Km.

Αυτή είναι η σωστή απάντηση και ο Ερατοσθένης την έδωσε χρησιμοποιώντας ως μόνα εργαλεία ράβδους, μάτια, πόδια, μυαλό με απλότητα σκέψης και επινοητικότητα. Το λάθος στον υπολογισμό ήταν μόνο 2%, ένα πραγματικά αξιοσημείωτο επίτευγμα για περίπου πριν από 2,5 χιλιετίες. Άρα, ο Ερατοσθένης ήταν ο πρώτος άνθρωπος που μέτρησε τις διαστάσεις του πλανήτη Γη, γι' αυτό και θεωρείται δημιουργός της μαθηματικής γεωγραφίας. (Πηγή: ΕΚΦΕ Σερρών)

Στο πείραμα συμμετείχαν συνολικά 20 μαθητές της Γ΄ Γυμνασίου (σε τρεις ομάδες) οι οποίοι υπό την καθοδήγηση της καθηγήτριας Παππά Ελευθερίας, Φυσικού, υπολόγισαν την περίμετρο και την ακτίνας της γης με πολύ μεγάλη ακρίβεια (περίπου 98%).

Υλικά που χρησιμοποιήθηκαν: Ράβδος γνωστού μήκους, μετροταινία, ρολόι και στοιχεία που αντλήθηκαν από το διαδίκτυο (Googleearth και SunCalc).

Αποτελέσματα : Περίμετρος της γης=40842Km, ακτίνα της γης=6500km(σφάλμα μετρήσεων 2,03%).

Κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης πειράματος και των υπολογισμών βοήθησε επίσης η καθηγήτρια Παπαλού Αγλαΐα, Μαθηματικός.

Η δράση αυτή πραγματοποιήθηκε από σχολεία σε όλο τον κόσμο και μας δόθηκε η ευκαιρία να συνεργαστούμε και να ανταλλάξουμε δεδομένα με τρία σχολεία άλλων χωρών που έχουν παρόμοιο γεωγραφικό μήκος με το δικό μας. Τα σχολεία αυτά ήταν τα: Korányi Frigyes Secondary Grammar School και Κorányi Frigyes GymnaziumNagykallo στην Ουγγαρία και το ElectrotechnicalSchool “NikolaTesla” στην Σερβία.

Ραντεβού με το πείραμα του Ερατοσθένη σε ένα χρόνο!!!