- 給孩子的趣味科學:趣味幾何學
- (蘇)雅科夫·伊西達洛維奇·別萊利曼
- 746字
- 2022-10-27 16:27:13
不接近大樹測樹高
上文提到的用筆記本和鉛筆測樹高的方法,還能不能進行改進呢?比如要測量的松樹在河對岸,而河面上又沒有橋或者交通工具可以通過,這種情況下要如何測量松樹的高度呢?
只要肯思考,完全有可能。
聰明的數學家特地為這種情況想出了一種巧妙的儀器,借助這種儀器就能夠實現不接近松樹測量樹高。這種儀器并不復雜,而是跟前面提到的幾種儀器一樣,特別容易制作。取兩根小木棍ab和cd,如圖10右上角所示,用釘子將它們釘在一起,相互垂直,并使ab等于bc,bd等于ab的一半,這樣儀器就制成了。因為在后面的測量過程中,要使用豎直位置,因此為了校正豎直位置,在這種儀器上要有一個懸錘,就是一條線懸著一個小重物。
圖10 利用兩根木棍制成的最簡單的測高儀和它的使用方法
現在選擇一棵松樹,將儀器拿在手里,使小木棍cd在豎直位置,然后站在兩個點上進行測量,兩個點分別為A和A',注意這兩個點必須和樹根位于同一條直線上。
測量時先從A點開始測量,這時要把儀器的c端朝上,使測量者從a點經過c點望去,正好看到樹梢B跟a和c在一條直線上;再在A'點進行測量,這時候記住要把儀器的d端朝上,使測量者從a'點經過d'點望去,正好看到樹梢B跟a'和d'在一條直線上。
這種測量方法所要測的松樹高的一部分BC應該恰好等于AA',原理很簡單,用下面的公式計算即可:
aC=BC
a'C=2BC
由此可知a'C-aC=BC。
從這里可以看出,使用這種儀器測量松樹的高度,完全不需要走到松樹跟前。
當然,借助這種儀器,再加上能夠一直走到樹旁的話,測量就能夠更加簡單了,只需要找到一個點,A或者A'都行,就可以知道樹的高度了。
再想一想,這個方法還有沒有改進的空間呢?
答案當然是肯定的,就是儀器還可以做得再簡單一些,就是不用小木棍,用大頭針。在一塊適當的木板上,在相當于a、b、c、d四點的位置上,各釘上一枚大頭針,就可以使用了。