地球が完全な半径6400kmの球体であるとして、次の2つの質問に答えよ。
(1) 赤道ぴったりにロープを巻き付けておき、このロープに10mの長さをつぎ足したら、地
球とつぎ足したロープとの間にできる隙間は均等にしたらどれくらい離れているか?
(2) 地上で朝日を見る場合と地上10mの樹上で朝日を見る場合では何秒くらい早く見ること
ができるか?ただし、24時間で地球は太陽に対し一回転しているものとする。
らすかるさんからのコメントです。(令和3年6月10日付け)
(1)は、10/(2π) m だと思いますが、(2)は緯度と季節によって変わりませんか?
GAI さんからのコメントです。(令和3年6月11日付け)
そうか!では、赤道上で平行にやってくる太陽光に対し真正面から地球上で向かっていく
場合の朝日でお願いします。
らすかるさんからのコメントです。(令和3年6月11日付け)
それならば、 86400×arccos(6378000/6378010)/(2π)≒24(秒) でしょうか。
GAI さんからのコメントです。(令和3年6月11日付け)
(1)、(2)共に、予定していた数値に一致しました。
Dengan kesaktian Indukmu さんからのコメントです。(令和3年6月10日付け)
季節については、春分の日にして太陽の赤緯を 0 とし、観測地点は赤道上にして 北緯 0
とするとよい気がいたします。
その条件のもとで、海抜 0 メートルの十分に広大な平地に一本だけ生えている高さ h (m)
の樹木の天辺で観測したときの日の出の時刻と、樹木に昇らずに地べたに這いつくばって
観測したときの日の出の時刻との差分(単位:分)は √h に比例係数をかけたものになるの
だそうですね。
比例係数は、 0.140 だそうですが、はてさて? この値は?参考図をみてもよくわかりませ
ん。
■日の出・南中・日の入[PDF]
(コメント) (1)は有名問題ですね!地上1mの高さに紐を張って地球を1周させると、どれ
ほどの差になるか?という問題については、地球の半径をRとして、その差は、
2π(R+1)−2πR=2π
となって、Rに無関係な定数になるんでしたよね。
これと同様に考えて、(1)は、 2π(R+h)−2πR=10 から、h=10/(2π) です。