临近期末,有孩子宣称:“园中的枫树高度是10米。”大家问道:“你是如何知道的?”
“测出来的。”
“怎么测的?”
“用米尺和直尺测出来的。”
“你没有爬到这么高的树上去吗?”他的母亲好奇地问道。
“没有,妈妈。我是测量树影的长度。”
“但树影的长度总是在不断变化的。”
“没错,妈妈。但一天有两次树影正好与其本身一样高。整个夏季我一直在关注这一点。我将一根杆子插入地中,当杆的影子与杆一样长时,我就知道树影的长度也刚好与树高一样,就是10米。”
上面一段对话曾经出现在每日送到办公室的一份日报上。此报道的标题是《一个聪明的男孩》。现在我们不知道报道的男孩是谁,但我们知道另一个聪明的男孩,他粗略测量树的高度不用等待太阳以一个特定角度照射,或完全不用太阳照射。这第二个男孩解决同一难题的方法是:他将一根直杆插入地中,再在对齐眼睛高度处切断此杆。然后他走开对树进行观察,并在心中大致估计树的高度,再沿地面找到合适的距离,重新插入直杆。然后他背靠地面躺下,把脚顶住直杆后越过直杆看树顶。
三角形测量法。
若他发现直杆顶与树顶不一致,他就尝试一个新位置,直到他能刚好越过直立杆顶端看到树顶。下面他要做的只是沿地面对他躺下时眼睛所在位置进行测量,从而得到树的高度。
这一方法的原理是,男孩与直杆组成了一个直角三角形,男孩是一条直角边,直杆是另一条直角边(两者长度相同),而“视线”是三角形的斜边或长边。当他的位置使他能刚好越过杆顶看到树顶时,又得到了一个直角三角形,以树为直角边,他的眼睛与树干的距离为另一条长度一样的直角边,视线为斜边。他可以测量沿地面的直角边,它就等于垂直高度,进行这一工作时不用以太阳做参照物。这是众所周知的三角形性质的直接应用。
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