Math    schooL

 

 

Земля и апельсин

 

Земля и апельсин.

 

Задача, которая будет рассмотрена ниже, – весьма проста и понимание её решения не требует сколько-нибудь серьёзного уровня математической подготовки. И, тем не менее, присутствие этой задачи в разделе Магия математики, весьма оправдано, потому что парадоксальность вывода, к которому мы придём, и его упорное несоответствие здравому смыслу на первый взгляд просто удивительны.

Итак, вообразим, что земной шар обтянут по экватору обручем, и подобным же образом обтянут апельсин по его большому кругу. Далее вообразим, что окружность каждого обруча удлинилась на 1 метр. Тогда, разумеется, обручи отстанут от поверхностей тел, которые они раньше стягивали, и образуется некоторый зазор. Спрашивается, в каком случае этот зазор будет больше – у земного шара или у апельсина?

Здравый смысл подсказывает такой ответ: "Конечно, у апельсина образуется больший зазор, чем у Земли! Ведь в сравнении с длиной экватора земного шара – более 40 000 км – какой-нибудь один метр есть столь ничтожная величина, что прибавка её останется совершенно незаметной. Другое дело апельсин: по сравнению с его окружностью один метр – весьма существенная величина, и прибавка её к длине окружности, конечно, должна быть ощутима".

Однако давайте проверим этот вывод с помощью несложных вычислений. Пусть длина окружности земного шара равна L, а апельсина l метрам. Тогда радиус Земли и радиус апельсина равны соответственно:  

R L    и    r l
2π 2π

После прибавки к обручам одного метра окружность обруча у Земли будет (L + 1), а у апельсина (l + 1), новые радиусы же R' и r' будут равны 

R'  L + 1    и    r'  l + 1
2π 2π

Если из новых радиусов вычтем прежние, то получим в обоих случаях одно и то же их изменение: 

R' – R =  L + 1  –  L  =  1  – для земного шара,
2π 2π 2π
r' – r =  l + 1  –  l  =  1  – для апельсина.
2π 2π 2π

Итак, и у Земли, и у апельсина получится один и тот же зазор в 1/2π метра, что чуть меньше 16 сантиметров. "Просто и удивительно! Вот уж действительно – магия," – восторженно воскликнет зритель.

А между тем, мы столкнулись с фактом, вытекающим из постоянства отношения длины окружности к её радиусу. Эффект же этой задачи объясняется отношением абсолютной величины зазора в 16 см к размерам апельсина и размерам земного шара. В первом случае – это весьма заметно, во втором – ничтожно мало. Если же взять бесконечно малый шар (точку), радиус и длина большой окружности которого равны нулю, то радиус увеличенного обруча будет равен величине установившегося зазора в 1/2π метра, что бесконечно больше чем ноль. Так что обвинять здравый смысл в полном отсутствии здравости всё же нельзя.

 

   <<< Назад   

 

Нам 4 года!

14 марта 2016 года сайту Математика для школы|math4school.ru исполнилось 4 года. Поскольку число 4 для нашего сайта не чужое, мы решили подвести некоторые итоги.

Новый формат главного меню

Расширены функциональные возможности главного меню.

Галерея на сайте math4school.ru
Приглашаю посетить Галерею, – новый раздел на сайте.

444 года со дня рождения Иоганна Кеплера

27 декабря 2015 года исполнилось 444 года со дня рождения Иоганна Кеплера.

Новый раздел на сайте math4school.ru

Закончена работа над новым разделом сайта Работа над ошибками.

Союз образовательных сайтов