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地平线有多远?

解放军报

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上期智趣园谈到小乐碰到一个难题:如何计算出自己距离地平线的距离。我们总结“61”“天天天蓝”“清诗”等几位网友的来信,原来这个难题可以这样解答:

距离地平线的远近距离,并没有一个固定的答案。因为地平线的距离由一个物理因素决定——身高(当然还与站多高有关)。为便于计算,我们假设地球是一个完美的球体,其半径为R。地球的半径随纬度而变化,这里取其平均半径,即R=6371公里。h为站在地球上的人的高度(身高+海拔高度)。d为人到地平线的距离。

此题的关键是要知道人的视线与地球表面相切的点,即视线垂直于地平线所在点的地球半径。因此,我们可以得到一个斜边为R+h、两条直角边分别为R和d的直角三角形。根据勾股定理,可以列出下面的关系式:

(R+h)2 = R2+d2

从上式可知,地平线的距离d与高度h有关,h越大,d越大。代入h和R的值,可计算出d的值。

以身高为1.7米的人为例,人眼距离头顶约12厘米,则此人的眼睛高度约为1.58米。如果这个人站在海拔为0的平地上,那他与地平线的距离约为4.5公里。

如果爬上一座海拔1000米高的山,人与地平线的距离约为110公里。如果坐在普通飞机上(高度大约为1万米),那这个距离约为360公里。如果乘坐神舟飞船遨游太空(高度取300公里),人与地平线的距离则可达2000公里,这意味着一眼可以望到近半个中国。(刘  威整理)

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