אשכול כמה רחוק קו האופק?

האם חשבתם פעם עד כמה רחוק אנחנו יכולים לראות?

האם וכיצד ניתן למדוד מרחק לקו האופק?

הגיאומטריה שלמדתם בבית הספר, תעזור לכם לענות על השאלה.

אולם כדי שתוכלו להשתמש בידע שלכם בגיאומטריה, נניח כי כדור הארץ הוא "כדור עגול"
בעל רדיוס 6,371 ק"מ (זאת למרות שכדור הארץ אינו כדור מושלם אלא בעל צורה אליפטית).

צפו בסרטון ותארו כיצד תופסת העין של אדם, הנמצא בקטר של הרכבת, את קו האופק.

תיאור סיטואציה

ננסה להציג את הסיטואציה שצפיתם בסרטון באמצעות סרטוט.
אולם תחילה נביא כמה הגדרות ולאחר מכן נתייחס לסרטוט:

  1. קו האופק הוא קו ראיה אופקי שהוא בגובה העיניים של הצופה.
    קו האופק עובר במקום המפגש הדמיוני הנצפה בין השמים לארץ או לים.
    \(\space\)
    קיומו של קו האופק נובע מעקמומיות פני כדור הארץ, שבעטיה אין הצופה יכול לצפות בפני כדור הארץ מעבר לקו מסוים, הוא קו האופק.
    \(\space\)
  2. נסמן בסרטוט (ראו תרשים משמאל):
    את רדיוס כדור הארץ ב- R (נניח כי 6,371 ק"מ = R).
    ונקודה על קו האופק M – זוהי נקודה שמבט הראיה שלנו מופנה אליה.
    \(\space\)
  3. נגדיר את המשתנים ונסמן גם אותם על הסרטוט:
    h – גובה עיניו של הצופה מעל פני כדור הארץ.
    \(d (BM)\) – המרחק (בקו ישר) אל נקודה על קו האופק.
    \(\space\)
  4. נתון כי המשולש OMB שנוצר הוא משולש ישר זווית (\(\measuredangle{M}=90^{\circ}\))

*במציאות כדור הארץ אינו כדור מושלם.

1. בעיית מטרה 1 – הקדמה

  1. נניח שגובה העיניים של צופה, הנמצא על שפת הים, הינו כ- 1.5 מ'.
    חשבו בקירוב מה מרחקו של הצופה מקו האופק.
    \(\space\)
  2. באיזה גובה (בקירוב) צריך להיות צופה, כדי לראות את קו האופק במרחק של 2,200 ק"מ?

מבנה האשכול