Eratostene redivivus

Un exemplu foarte interesant de îmbinare şi aplicare a cunoştinţelor de fizică şi de matematică este reprezentat de reconstituirea experimentului lui Eratostene.

Considerat fondatorul geografiei matematice, dar având contribuţii şi în matematică şi fizică, Eratostene din Cyrene (cca 276 - cca 194 î.e.n) a reuşit folosind mijloace foarte simple să determine circumferinţa Pământului, cu o precizie uimitoare. El a găsit atunci valoarea de 39.690 km, foarte apropiată de valoarea acceptată astăzi (circa 40.075 km).

În data de 22 septembrie 2016, când durata zilei este egală cu cea a nopţii, adică la echinocţiul de toamnă, care anunţă venirea toamnei în emisfera nordică şi a primăverii în cea sudică, un număr mare de şcoli din întreaga lume au participat la un eveniment unic, în care a fost reconstituit experimentul lui Eratostene (detalii pe http://eratosthenes.ea.gr/en).

La acest experiment au participat şi un grup de elevi ai Liceului Teoretic "Nicolae Iorga" din Brăila (longitudine 27.973, latitudine 45.270), sub îndrumarea profesorului de fizică Traian Anghel.

În ziua de 22 septembrie (ziua echinocţiului de toamnă în emisfera nordică), la Ecuator, la amiază Soarele se ridică până la zenit (acesta este punctul de intersecţie al verticalei locului cu sfera cerească, situat deasupra observatorului), iar umbrele corpurilor dispar. În aceeaşi zi, la amiază (când Soarele atinge punctul cel mai înalt în traiectoria sa pe bolta cerească), la Brăila, România, elevii au măsurat în curtea şcolii lungimea umbrei unui obiect şi au calculat apoi unghiul dintre verticala locului şi direcţia razelor de lumină care provin de la Soare.

În aceeaşi zi (22 septembrie 2016) şi la aceeaşi oră (12:00), în insula Rhodos din Grecia, elevii şcolii primare (Primary School of Rhodes) – longitudine 28.220, latitudine 36.270 -, coordonaţi de prof. Katerina Tragouda au determinat în mod similar valoarea unghiului dintre verticala locului şi direcţia razelor solare corespunzător localităţii Pastida.

Cunoscând distanţa dintre cele două şcoli, măsurată de-a lungul meridianului comun (circa 1000 km) şi diferenţa celor două unghiuri (9,1 grade), se poate determina cu uşurinţă circumferinţa aproximativă a Pământului. Valoarea obţinută de către elevii celor două şcoli este de 39.560 km, apropiată de cea acceptată.

Reconstituirea experimentului lui Eratostene a fost un bun prilej de colaborare între elevi de vârste diferite şi din ţări diferite (România şi Grecia), care se înţeleg însă foarte bine folosind limbajul comun al ştiinţei (şi limba engleză, desigur).