ΠΡΟΤΥΠΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ

Μέτρηση περιμέτρου Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη 2023

Την Πέμπτη 4 Απριλίου 2024, πραγματοποιήσαμε στον αύλειο χώρου του σχολείου μας το πείραμα του Ερατοσθένη που αφορά τη εκτίμηση της περιμέτρου της Γης. Το πείραμα συνήθως εκτελείται την ημέρα της εαρινής ισημερίας δηλαδή την 20^η Μαρτίου, όμως λόγω των καιρικών συνθηκών που επικρατούσαν δεν μπορέσαμε να το υλοποιήσουμε στις 20 Μαρτίου 2024.

Το Πρότυπο Γυμνάσιο Ηρακλείου ανταποκρίθηκε στην πρόσκληση της Πανελλήνιας Ένωσης Υπευθύνων Εργαστηριακών Κέντρων Φυσικών Επιστημών και υπό την επίβλεψη και καθοδήγηση των εκπαιδευτικών Μαρία Ελευθερίου – Φυσικός, Παναγιώτης Τουμπανιάρης Φυσικός, Νικόλαος Σπανουδάκης Μαθηματικός, Μαρία Μαστραντωνάκη Τεχνολόγος,Ψαρουδάκης Νικόλαος – Μαθηματικός, Αλεξάνδρα Μπάκου Χημικός, Ιωάννης Χαλκιαδάκης Πληροφορικός, Αρετή Παπαδογιαννάκη Μαθηματικός και Νικόλαος Κυρέζης Μαθηματικός πραγματοποίησαν στον αύλειο χώρο του σχολείου μας το πείραμα του Ερατοσθένη και εκτίμησαν με μεγάλη ακρίβεια την περίμετρο της Γης.

Το πείραμα του Ερατοσθένη στηρίζεται στη μέτρηση της σκιάς που δημιουργείται από ένα αντικείμενο που θα κρατήσουμε κατακόρυφα όταν σε κάποιο άλλο μέρος της Γης οι ακτίνες του Ηλίου πέφτουν κάθετα. Γνωρίζοντας την απόσταση μεταξύ αυτών των δύο γεωγραφικών τόπων και κάνοντας κατάλληλους υπολογισμούς μπορεί να βρεθεί η περίμετρος της Γης με πολύ μεγάλη ακρίβεια.

Επειδή οι μετρήσεις δεν έγιναν κατά στις 20 Μαρτίου 2024 έπρεπε να χρησιμποιήσουμε ένα άλλο τόπο που οι ακτίνες του Ήλιου θα ήταν κάθετες στην επιφάνεια του και θα συνέπιπτε η απόκλιση του ήλιου από τον Ισημερινό με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου αρχικά προσδιορίσαμε την ώρα που θα μεσουρανούσε ο Ήλιος στη θέση μας με τη βοήθεια του παρακάτω ιστότοπου

Στη συνέχεια προσδιορίσαμε και την απόσταση της θέσης μας από τον τόπο που οι ακτίνες του ήλιου θα πέφτουν κάθετα (γεωγραφικό πλάτος) για το ίδιο γεωγραφικό μήκος χρησιμοποιώντας τον παρακάτω ιστότοπο

Στο πείραμα του σχολείου ο ένας γεωγραφικός τόπος ήταν η αυλή του και ο άλλος ήταν 3261 χλμ. μακριά στο ίδιο γεωγραφικό μήκος σε βόρειο γεωγραφικό πλάτος 5.96, όπου την ώρα 13:22΄:55΄’(θερινή ώρα) οι ακτίνες του ηλίου δεν αφήνουν καμία σκιά σε αντικείμενα. Στο σχολείο μας βέβαια μετρήσαμε τη σκιά την την ώρα που αυτή είχε την μικρότερη τιμή παίρνοντας διαδοχικές τιμές ανά 2 λεπτά πριν την προαναφερθείσα ώρα και για ένα δεκάλεπτο μετά.

Ακολουθούν οι μετρήσεις μας και οι υπολογισμοί μας

υψος ραβδου σε εκατοστα	100
μηκος σκιας σε εκατοστα	55,8
τοξο εφαπτομενης γωνιας σε ακτινια	0,508964490352136
τοξο εφαπτομενης γωνιας σε μοιρες	29,1615172192043
απόσταση του Σχολείου μας από τον Ισημερινό σε χλμ	3261
μηκος μεγιστου κυκλου που υπολογισαμε	40257,1646452911
πραγματικο μηκος μεγιστου κυκλου	40009
λαθος ως προς την πραγματικη τιμη %	-0,620272052016067

Έτσι, οι μαθητές, μέσα από την αναβίωση του πειράματος του Ερατοσθένη με τη βοήθεια των Νέων Τεχνολογιών (Google Earth, SunCalc κ.ά.), αξιοποίησαν κατάλληλα λογισμικά, μέτρησαν, παρατήρησαν, υπολόγισαν, σχολίασαν, σκέφτηκαν επιστημονικά και κατέληξαν σε συμπεράσματα σημαντικά και διδακτικά.

Η αξία του πειράματος του Ερατοσθένη                
Μέσα από την εφαρμογή του ιστορικού αυτού πειράματος, οι μαθητές συμμετέχουν ενεργά με ενδιαφέρον σε ένα διαδραστικό και βιωματικό μάθημα στην αυλή του σχολείου τους, μαθαίνουν μέσα από την ενεργό συμμετοχή τους πως με απλές μετρήσεις φυσικών μεγεθών, με την παρατήρηση, την υπόθεση, τους κατάλληλους συλλογισμούς, μπορούν να οδηγηθούν στη μέτρηση της περιφέρειας ακόμα και ενός ουράνιου σώματος, της Γης. Είναι σε θέση να κατανοούν μέσω της ανακάλυψης διαδικασίες, φαινόμενα και έννοιες όπως: μετρήσεις, ακρίβεια, σφάλματα, ορολογία Γεωγραφίας και Αστρονομίας (π.χ. συντεταγμένες, ηλιοστάσια, ισημερίες κ.ά.) αλλά και την Ιστορία της Επιστήμης. Έτσι, μέσω του πειράματος διδάσκονται με απλό και κατανοητό τρόπο την τεκμηριωμένη επιστημονική γνώση, την συνεισφορά των Θετικών Επιστημών στην κατανόηση του σύμπαντος αλλά και αρετές όπως η συνεργασία.