Azi, 23 septembrie 2023, are loc Echinocțiul de Toamnă (la ora 9.50). Este, din punct de vedere astronomic, începutul toamnei și momentul în care ziua este egală cu noaptea. Cu ocazia echinocțiilor se poate re-edita Experimentul lui Eratostene de determinare a circumferinței Pământului. De ce la echinocții? Pentru că atunci, razele Soarelui cad perpendicular pe sol la ecuator. Practic, se poate realiza experimentul în orice zi (cu soare), dar va trebui să știm în ce punct de pe suprafața Pământului, razele soarelui cad perpendicular pe sol (corpurile nu au umbra). Pentru a calcula circumferința Pământului (considerat a fi sferic), este necesar să cunoaștem distanța din punctul de observație, până în acel punct în care nu avem umbră (cele două puncte, cel de observație și cel de referință trebuie să aibă aceeași longitudine, adică să fie situate pe același meridian).
Cum a calculat Eratostene circumferința Pământului? Eratostene din Cyrene (cca. 276 - 195 î.Hr) a fost un matematician, astronom și geograf grec, întemeietorul geografie matematice. Eratostene a observat că la solstițiul de vară, la orele amiezii, în localitatea Syene (Assuan), Soarele se vede proiectat într-un puț, ceea ce înseamnă că razele lui cad perpendicular pe sol. În aceeași zi, în Alexandria (oraș situat aproximativ pe același meridian), un turn lasă pe sol o umbră. Măsurând înălțimea turnului și lungimea umbrei, a putut calcula unghiul format de turn (catetă) și linia imaginară ce unește vârful turnului cu capătul umbrei (ipotenuză), obținând valoarea aproximativă de 7 grade și 2 minute, ceea ce reprezintă 1/50 din circumferința unui cerc. Acel unghi este echivalent cu unghiul imaginar din centrul Pământului, considerat sferic, având ca laturi razele sferei ce unesc centrul Pământului cu cele două orașe. Cunoscând apoi distanța dintre cele două localități (aproximativ 5000 de stadii; o stadie fiind echivalentă cu 185 metri), a efectuat următorul calcul: 50 x 5.000 = 250.000 stadii ceea ce reprezintă aproximativ 39.690 km.
Experimentul lui Eratostene este, din punctul meu de vedere, cel mai simplu și cu cele mai multe valențe educative, dintre toate experimentele științifice ce se realizează în școală. Asta pentru că poate fi aplicat aproape la orice nivel de vârstă. De exemplu, elevii din învățământul preșcolar și primar pot măsura, sub îndrumarea educatorilor, înălțimea unui băț vertical și lungimea umbrei. Elevii din învățământul gimnazial pot calcula lungimea ipotenuzei triunghiului dreptunghic format dar și valoarea sinusului (sau tangentei) unghiului căutat. Elevii de liceu pot calcula și valoarea efectivă a acestui unghi. Ba mai mult, experimentul lui Eratostene poate fi considerat un experiment interdisciplinar, elevii putând folosi practic noțiuni de geografie, astronomie, matematică, TIC etc. Dacă mai adaugi și munca în echipă, ai toate ingredientele unui experiment științific STEM realizabil de către elevi.
La Colegiul Tehnic ”Alesandru Papiu Ilarian” Zalău, realizăm Experimentul lui Eratostene din septembrie 2015. De atunci, în fiecare an, cu ocazia echinocțiilor, cu diferite clase de elevi re-edităm acest experiment care ne dă posibilitatea de a calcula circumferința Pământului. Așa s-a întâmplat și acum, când elevii claselor a IX-a A (diriginte prof. Mariana Banto) având o oră de geografie cu domnul prof. Daniel Ardelean și elevii clasei a X-a H (diriginte prof. Mirel Matyas) având o oară de fizică cu doamna prof. Mariana Banto, și-au dat întâlnire pe terenul de sport (coordonate geografice: 47ᴼ11'18'',7 N / 23ᴼ03'27'',1 E). Folosind un gnomon, și instrumente clasice de măsurat (ruletă, metru, telemetru) și calculatoarele din dotare (aplicații pe telefon), îndrumați de profesori, au calculat circumferința Pământului. Valorile obținute nu sunt cele mai concludente, explicația fiind că experimentul a fost realizat cu o oră prea devreme. Teoretic, pentru acuratețea calculelor, ar fi trebuit realizat la ora amiezii (ora culminației superioare) adică la ora 13.20. Însă, conform orarului școlii, ora de geografie, respectiv fizică la cele două clase, era în intervalul 12-13. Chiar și așa, experimentul poate fi considerat de succes din punct de vedere didactic. Elevii au avut ocazia să experimenteze și să pună în practică cunoștințele dobândite. A fost alături de noi, jurnalistul Adrian Lungu, căruia îi mulțumim și cu această ocazie.
Pentru prima dată, la experiment au participat și elevi din învățământul primar de la Școala Gimnazială ”Iuliu Maniu”, o parte dintre ei fiind înscriși la cercurile de la Palatul Copiilor Zalău. Mă bucur că am reușit să le vorbesc celor mici despre experimentul lui Eratostene și, împreună cu ei, să efectuăm măsurătorile. Restul calculelor au fost realizate cu ajutorul unei machete Excel. Experimentul lui Eratostene a fost realizat de către elevii clasei Pregătitoare A (înv. prof. Roxana Duma) și de către elevii clasei a II-a A (înv. prof. Daniela Oros). De la Palatul Copiilor Zalău au participat doamnele profesoare Bianca Slevaș și Claudia Dehelean, alături de doamna director prof. Gabriela Olar. Întrucât experimentul a fost realizat la o oră apropiată de momentul amiezii, datele obținute au fost foarte bune.
Iată rezultatele noastre și câteva imagini de la activitățile desfășurate.
