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长颈鹿能迟到多久?

2023-02-14陶诗秀

数学大王·中高年级 2023年2期
关键词:小狮子远距离日落

陶诗秀

长颈鹿和小狮子约好,日落时在一望无际的非洲大草原上见面。因为在日落时分,朝着远方的地平线望去,便能看见太阳渐渐沉入地平线的景象。然而,太阳西沉许久,小狮子才看到长颈鹿高挑的身影。

“你迟到了,我们说好要在日落时候见面的!”小狮子生气地对姗姗来迟的长颈鹿抱怨。

长颈鹿弯下脖子,看着比它矮许多的小狮子,说:“哼,我还看得到太阳呢,所以不算迟到。”

等一下!長颈鹿看到日落的时间真的比小狮子晚这么多吗?难道高个子就可以理直气壮地比矮个子晚到吗?让我们一起用数学来算算看,长颈鹿和小狮子看到日落的时间究竟会差多久。

长得越高 看得越远

我们先从长颈鹿和小狮子可以看到的最远距离算起。刚出生没多久的小狮子大概是0.25米。而已经成年的长颈鹿大约有5.7米。假设日落时的太阳光线是一条与地球表面齐平的切线,地球的半径约为6371千米,利用勾股定理,我们可以分别算出小狮子和长颈鹿能看到的最远距离。

小狮子看到的最远距离:       (6.371×106+0.25)2-(6.371×106)2≈1784.8(米)。

长颈鹿看到的最远距离:       (6.371×106+5.7)2-(6.371×106)2≈8522.3(米)。

在一望无际的非洲大草原上,小狮子可以看到约1.8千米远的地方,这个距离相当于你绕着400米的跑道跑了4圈半。长颈鹿可以看到约8.5千米远的地方,这个距离相当于珠穆朗玛峰旁边的马卡鲁峰的高度。换句话说,长颈鹿看到的日落比小狮子看到的还要远6.8千米,也就造成长颈鹿认为的日落时间会比较晚。

夹角差异 能迟十秒

那么,长颈鹿看到的日落会比小狮子看到的晚多久?我们可以先算出它们所在的位置、日落处、地心这三点形成的夹角。尽管长颈鹿看到的日落比小狮子看到的远上6.8千米,但是对巨大的地球而言,长颈鹿所在的位置、日落处、地心这三点形成的夹角,其实只有小小的0.076°。小狮子比较矮,与日落、地心形成的夹角更小,只有0.016°。两个夹角相差大约0.06°。

以地球一天匀速自转360°来计算,地球1分钟转过的角度为360÷24÷60=0.25°。两个夹角相差0.06°,那看到日落相差的时间就是:0.06÷0.25×60=14.4(秒)。也就是说,长颈鹿看到的日落比小狮子看到的晚14.4秒。根本没晚多久!

如果以距离来讨论,你就更能感受到地球自转的速度究竟有多快。长颈鹿和小狮子住在赤道附近,地球的赤道圆周长大约是4万千米。因此,地球每分钟会转动40000÷24÷60≈27.78(千米)。那么,长颈鹿和小狮子看到的最远距离的差距——6.8千米,在十几秒间足以忽略不计。这样看来,长颈鹿根本就是爱找借口的“迟到大王”!

长颈鹿只能迟到14.4秒,是因为它和小狮子只有不到6米的身高差距。要是长颈鹿可以变身成60米的超大型巨人,它可以稍微迟到久一点儿吗?

用同样的方式计算,60米的超大型巨人大概能够晚50秒左右……哈哈,还是连1分钟都不到。总而言之,不管身高有多高,都别迟到哟。

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