Живая математика. Математические рассказы и головоломки
Шрифт:
Если вам неоткуда получить эту величину, вы можете вычислить ее сами следующим образом.
Вам известно, что метр составляет почти в точности 40-миллионную долю окружности земного шара. Другими словами, окружность Земли равна 40 000 000 м, т. е. 40 000 км. Поперечник всякого круга примерно в 3 1/ 7 раза меньше его окружности. Зная это, найдем поперечник нашей планеты:
Правило же вычисления поверхности всякого шара таково: надо умножить поперечник на самого себя и на 3 1/ 7:
(Начиная
Возвратимся теперь к нашей задаче. Вычислим, сколько воды выпадает на каждый кв. км земной поверхности. На 1 кв. м или на 10 000 кв. см выпадает
78 х 10 000 = 780 000 куб. см.
В квадратном километре 1000 х 1000 = 1 ООО 000 кв. м. Следовательно, на него выпадает воды:
780 000 000 000 куб. см, или 780 000 куб. м.
На всю же земную поверхность выпадает 780 000 х 509 000 000 = 397 000 000 000 000 куб. м.
Чтобы превратить это число куб. м в куб. км, нужно его разделить на 1000 х 1000 х 1000, т. е. на миллиард. Получим 397 000 куб. км.
Итак, ежегодно из атмосферы изливается на поверхность нашей планеты 400 000 куб. км воды.
Более подробно обо всем здесь рассказанном можно прочитать в книгах по метеорологии.
Глава одиннадцатая МАТЕМАТИКА И СКАЗАНИЕ О ПОТОПЕ
Среди преданий, собранных в Библии, имеется сказание о том, как некогда весь мир был затоплен дождем выше самых высоких гор. По словам Библии, Бог однажды «раскаялся, что создал человека на Земле», и сказал:
– Истреблю с лица Земли (т. е. с поверхности земного шара) человеков [30] , которых я сотворил: от человеков до скотов, гадов и птиц небесных истреблю (всех). Единственный человек, которого Бог хотел при этом пощадить, был праведник Ной. Поэтому Бог предупредил его о готовящейся гибели мира и велел построить просторный корабль (по библейскому выражению, «ковчег») следующих размеров: «длина ковчега - 300 локтей, широта [31] его 50 локтей, а высота его 30 локтей». В ковчеге было три этажа. На этом корабле должны были спастись не один Ной со своим семейством и семьями своих взрослых детей, но и все породы наземных животных. Бог велел Ною взять в ковчег по одной паре всех видов таких животных вместе с запасом пищи для них на долгий срок.
30
Такие выражения, как «человеков» вместо «людей» и др., теперь уже не употребляются; это – старинные обороты речи, встречающиеся в русском переводе Библии.
31
Опять старинный оборот речи: широта вместо ширина.
Средством для истребления всего живого на суше Бог избрал наводнение от дождя. Вода должна уничтожить всех людей и все виды наземных животных. После этого от Ноя и от спасенных им животных должны появиться новый человеческий род и новый мир животных.
«Через семь дней, - говорится дальше в Библии, - воды потопа пришли на землю… И лился на землю дождь 40 дней и 40 ночей… И умножилась вода и подняла ковчег, и он взвился над водою… И усилилась вода на землю чрезвычайно, так что покрылись все высокие горы, какие есть под всем небом; на 15 локтей поднялась над ними вода… Истребилось всякое существо, которое было на поверхности всей Земли. Остался только Ной и что было с ним в ковчеге». Вода стояла на земле, повествует библейское сказание, еще 110 суток; после этого она исчезла, и Ной со всеми спасенными животными покинул ковчег, чтобы
По поводу этого сказания поставим два вопроса:
1) Возможен ли был такой ливень, который покрыл весь земной шар выше самых высоких гор?
2) Мог ли Ноев ковчег вместить все виды наземных животных?
Тот и другой вопросы разрешаются при участии математики.
Откуда могла взяться вода, выпавшая с дождем потопа? Конечно, только из атмосферы. Куда же девалась она потом? Целый мировой океан воды не мог ведь всосаться в почву; покинуть нашу планету он, разумеется, тоже не мог. Единственное место, куда вся эта вода могла деться, - земная атмосфера: воды потопа могли только испариться и перейти в воздушную оболочку Земли. Там вода эта должна находиться еще и сейчас.
Выходит, что если бы весь водяной пар, содержащийся теперь в атмосфере, сгустился в воду, которая излилась бы на Землю, то был бы снова всемирный потоп; вода покрыла бы самые высокие горы.
Проверим, так ли это.
Справимся в книге по метеорологии, сколько влаги содержится в земной атмосфере. Мы узнаем, что столб воздуха, опирающийся на один квадратный метр, содержит водяного пара в среднем около 16 кг и никогда не может содержать больше 25 кг.
Рассчитаем же, какой толщины получился бы водяной слой, если бы весь этот пар осел на землю дождем. 25 кг, т. е. 25 000 г воды занимают объем в 25 000 куб. см. Таков был бы объем слоя, площадь которого 1 кв. м, т. е. 100 х 100, или 10 000 кв. см. Разделив объем на площадь основания, получим толщину слоя
25 000:10 000 = 2,5 см.
Выше 2,5 см потоп подняться не мог, потому что больше в атмосфере нет воды. [32] Да и такая высота воды была бы лишь в том случае, если бы выпадающий дождь совсем не всасывался в землю.
Сделанный нами расчет показывает, какова могла бы быть высота воды при потопе, если бы такое бедствие действительно произошло: 2,5 см. Отсюда до вершины величайшей горы Эверест, возвышающейся на 9 км, еще очень далеко. Высота потопа преувеличена библейским сказанием ни мало ни много - в 360 000 раз! Итак, если бы всемирный дождевой «потоп» даже состоялся, то это был бы вовсе не потоп, а самый слабый дождик, потому что за 40 суток непрерывного падения он дал бы осадков всего 25 мм - меньше полумиллиметра в сутки. Мелкий осенний дождь, идущий сутки, дает воды в 20 раз больше.
32
Во многих местностях на земном шаре выпадает за один раз больше 2,5 см осадков; они получаются не только от того воздуха, который стоит над этой местностью, но и от воздуха соседних местностей, приносимого ветром. «Всемирный» же потоп, по Библии, происходил одновременно на всей земной поверхности, и одна местность не могла заимствовать влагу от другой.
Теперь рассмотрим второй вопрос: могли ли в Ноевом ковчеге разместиться все виды наземных животных? Вычислим «жилую площадь» ковчега. В нем, по библейскому сказанию, было три этажа. Размер каждого - 300 локтей в длину и 50 локтей в ширину. «Локоть» у древних народов Западной Азии был единицей меры, равнявшейся примерно 45 см или 0,45 м. Значит, в наших мерах величина каждого этажа в ковчеге была такова:
длина: 300 х 0,45 = 135 м,
ширина: 50 х 0,45 = 22,5 м,
площадь пола: 135 х 22,5 = 3040 кв. м
(последнее число округлено).
Общая «жилплощадь» всех трех этажей Ноева ковчега, следовательно, равнялась:
3040 х 3 = 9120 кв. м.
Достаточно ли такой площади для размещения хотя бы только всех видов млекопитающих животных земного шара?
Число различных видов наземных млекопитающих равно около 3500. Ною приходилось отводить место не только для самого животного, но и для запаса корма для него на 150 суток, пока длился потоп. А хищное животное требовало места и для себя, и для тех животных, которыми оно питалось, и еще для корма этих животных. В ковчеге же приходилось в среднем на каждую пару спасаемых животных всего лишь