У польових умовах туристичних походів часто виникає потреба встановити відстані чи розміри об'єктів без застосування вимірювальних приладів, на основі окомірних визначень та математичних розрахунків.
У розробці, яка підготовлена за матеріалами наукових видань, зібрана і систематизована інформація про найпростіші способи геометричних вимірювань на місцевості.
Запропоновані матеріали можуть бути використані вчителями географії на уроках, факультативних та гурткових заняттях, керівниками туристичних клубів під час організації походів.
ТУРИСТИЧНА ГЕОМЕТРІЯ
У польових умовах туристичних походів часто виникає потреба встановити відстані чи розміри об’єктів без застосування вимірювальних приладів, на основі окомірних визначень та математичних розрахунків.
У розробці, яка підготовлена за матеріалами наукових видань, зібрана і систематизована інформація про найпростіші способи геометричних вимірювань на місцевості.
Запропоновані матеріали можуть бути використані вчителями географії на уроках, факультативних та гурткових заняттях, керівниками туристичних клубів під час організації походів.
Вступ
Туристичні походи ваблять романтикою і новизною відкриттів мільйони людей. Та, щоб уникнути труднощів і несподіванок під час подорожей, треба вміти читати не всім зрозумілу книгу природи. Великою мірою успіх походу залежить від уміння орієнтуватися на місцевості, обрати і розрахувати правильний шлях руху і дотриматися його, навіть не маючи під рукою компаса і карти.
У туристському поході, під час ігор на місцевості і в деяких інших випадках виникає потреба визначити відстань до неприступних предметів, виміряти їх довжину, висоту, встановити, скільки ще залишилося шляху до кінця маршруту, яка ширина річки чи іншої перешкоди, яка висота дерева, і якщо його зрубати, то чи ляже воно впоперек глибокого рову замість моста і т. д. А тим часом під руками спеціальних інструментів, рулетки, мірної стрічки або метра нема. Як бути, як вийти з цього становища?
Якщо ми знаємо постійні величини якої-небудь довжини, кута, хоч би навіть з грубим наближенням, і вміємо з їх допомогою зробити найпростіші вимірювання на місцевості, то труднощі можна легко подолати. Юний герой з роману Майна Ріда міг розв'язати свою геометричну задачу в дорозі лише тому, що незадовго до подорожі виміряв свій зріст і твердо пам'ятав результати вимірювання.
А постійні і досить точні мірки — похідні еталони або «живі метри», виявляється, завжди ми маємо при собі. От і добре було б кожному мати свій похідний еталон або «живий метр», щоб при потребі користуватися ним для вимірювання.
Похідні еталони
Еталон — це стала точна міра. Еталонами можуть бути різні частини людського тіла і дані вимірювань різних предметів, що мають стандартні розміри.
Кожному туристові треба насамперед знати свій зріст і висоту від ступні до очей.
Відомо, що між окремими частинами людського тіла є певні співвідношення, які вказують на пропорціональність будови тіла людини незалежно від її абсолютного зросту. Звичайно, майже у кожної людини є деякі відхилення від норми. Однак ряд мірних особливостей можна брати до уваги.
Почнемо з лінійних мір.
Мал. 1 Мал. 2
10 см — довжина вказівного пальця у дорослої людини. Для вимірювання його згинають під прямим кутом до долоні (мал. 1). Це дуже важлива і зручна міра. Якщо палець коротший від 10 см, то цю міру треба записати і запам'ятати.
20 см вкладається між кінцями мізинця і великого пальця, коли розвести пальці і вільно, без напруження покласти руку на планшет чи польову книжку (мал. 2). Ця мірка нагадує циркуль; вона дуже зручна, коли треба швидко відміряти метр та його частини.
2 м — висота людини з піднятою рукою, яким кисть руки відігнути назад.
1 м — висота від підлоги до поясу людини.
Відстань від кінців пальців однієї руки до кінців пальців другої при положенні «руки в сторони» теж можна використати при вимірюваннях. Слід також пам'ятати, що в більшості людей відстань між кінцями розведених рук дорівнює зростові (мал. 3).
Численними вимірюваннями встановлено цікаве співвідношення: середня довжина кроку дорослої людини дорівнює приблизно половині її зросту, якщо міряти до рівня очей. Якщо, наприклад, зріст людини до
її очей дорівнює 140 см, то довжина її кроку становить близько 70 см. При нагоді перевірте це.
Дуже важливо знати довжину своїх кроків при спокійній ході. Це дасть можливість безпомилково рухатись по азимутах і робити правильні знімання планів (схем) місцевості без інструментів.
Практикою встановлено також, що довжину свого кроку можна визначити за формулою, де Р — зріст людини в сантиметрах, а 4 і 37 — сталі числа. Наприклад, при зрості 120 см довжина кроку дорівнюватиме:
см, або заокруглено 0,7 м.
Точніше величину кроку в метрах визначають промірюванням кроками лінії, довжина якої відома. Промірюють двічі або тричі і остаточним результатом вважають середнє значення замірів.
Багатьом з вас доводилось ходити узбіччям залізниці; там зрідка розставлені стовпці з цифровими позначками. Відстань між цими стовпцями дорівнює 100 м. Припустимо, що ви з товаришем тричі виміряли кроками цю відстань. У вас виходили такі цифри: 143, 145, 147, тобто в середньому 145 кроків. У вашого товариша середнє число кроків між двома стовпцями— 152. Виходить, що ваш крок дорівнює 100 : 145 = 0,69 м, а крок вашого товариша — 100 : 152 = 0,66 м.
Узнайте, скільки ваших кроків вкладається в 1 км.
Коли вимірюють відстань на місцевості кроками, відлік ведуть парами кроків, називаючи порядковий номер під одну яку-небудь ногу, наприклад, під праву; так легше рахувати. Тепер розглянемо, як вимірювати кути без інструментів, за допомогою своїх еталонів.
Якщо витягнути праву руку прямо перед собою так, щоб вона не згиналася в лікті і щоб кисть руки була на рівні ока, то відстань від ока до основи вказівного пальця дорівнюватиме 57—60 см. Перевірте це в себе. Для тих, хто обізнаний з радіальним вимірюванням кутів, зрозуміло, що на такій відстані кожний сантиметр має кутову величину в 1°.
Оскільки довжина вказівного пальця дорівнює 10 см, то досить зігнути його в основі під прямим кутом до лінії всієї руки — і вимірник готовий: між кінцем вказівного пальця і його основою, тобто згином, утворюється кут, який дорівнює 10° (мал. 4). Дивитися при цьому треба одним оком, краще — правим, і тримати голову прямо, весь час в одному положенні.
Ця міра кута дуже зручна, бо дає можливість легко знаходити величину будь-якого кута в цілих градусах. Для цього починаємо укладати свою мірку, тобто палець, по прямій, що сполучає обидва предмети, між якими вимірюється кут. Сумістивши кінець пальця з одним із предметів, помічаємо, проти чого приходиться другий його кінець; перевіряємо себе кілька разів, і це буде 10°.
Потім переміщуємо палець далі по прямій, суміщуючи його кінець з поміченим місцем, проти якого був перед тим згин пальця; знаходимо нове місце згину; тут кінчаються наступні 10°, тобто це вже 20е від початку, і т. д. Нарешті, доходимо до другого предмета, який обмежує наш кут. Він, як правило, ляже
десь посередині пальця, переміщеного далі від попередньої помітки. Тут доведеться визначити на око, скільки десятих частин пальця буде між його кінцем і візованим предметом — стільки цілих градусів доведеться додати до відміряних перед цим десятків градусів. Наприклад, палець уклали цілком 4 рази і після цього лишилось ще 7/10 його довжини; кут дорівнює 47°.
Коли переставляють палець, не можна порушувати положення руки відносно корпуса тіла і ока; треба слідом за пальцем повільно повертатися всім корпусом.
Крім кута в 10°, у нас є дуже зручна міра в 22,5° — від кінця великого пальця до кінця мізинця, якщо тримати витягнуту руку прямо на рівні ока і перпендикулярно до променя зору (мал. 5). Цією мірою можна, по-перше,, вимірювати кути в 45е і 90°, а по-друге, вимірювати великі кути, бо мірою в 10°, яку довелося б відкладати багато разів, нагромаджується більше похибок.
Міра в 22,5° не така чітка, як міра в 10°. Тому її треба дуже уважно вивчити в себе, звикнути до неї і тоді нею теж легко буде користуватись.
Викладені вище співвідношення між частинами людського тіла — наближені і наводяться як постійні величини для середньої на зріст дорослої людини. У дітей і юнаків навіть одного віку ці величини
Мал. 5
неоднакові, оскільки це зв'язано з ростом та індивідуальними особливостями. Тому бажано, щоб кожний
юний турист, готуючись до походу, визначив довжину свого вказівного пальця та відстань між кінцями мізинця і великого пальця, як показано на мал. 1 і 2, а також розмір свого кроку. Для вимірювання кутів, а також лінійних величин треба знати такі розміри своєї руки (мал. 6):
Еталонами можуть бути також різні предмети, які мають сталі, стандартні розміри. До них належать: саперні лопати, туристські сокирки, сірникові коробки, олівці, монети тощо (мал. 7, 8). Ці предмети бувають у туристів, і ними завжди можна скористатися для вимірювань, але треба заздалегідь визначити їх розміри і записати. Такі записи слід зберігати при собі, а ще краще — знати їх напам'ять.
На око
Тепер ми вже знаємо, що робити, якщо потрібно буде в поході визначити розміри майданчика для розміщення табору або провести інші вимірювання без рулетки, мірної стрічки, метра: ми скористаємося нашими похідними еталонами. А як визначити відстань до неприступного дереза або встановити, який відрізок шляху ще залишився до міста або до лісу? В такому разі відстань визначають лише на око.
Здатність людини визначити відстань до навколишніх предметів та їх розміри на око, без будь-яких приладів, називається окоміром. Цим способом користуються у всякій обстановці і в будь-який час.
На чому ґрунтується здатність людини визначати відстань на око? З власного досвіду ви знаєте, що чим ближче до нас предмет, тим ясніше і виразніше ми його бачимо і тим більше розрізняємо на ньому зовнішніх подробиць. Чим ближче розташований предмет, тим він здається більшим, і навпаки, чим далі він,
тим здається меншим. Наприклад, на відстані 2000 м можна розрізнити лише обриси великого дерева, на відстані 900—1000 м вже видно його стовбур, коли наблизитись на 500—600 м, стають помітними великі гілки, на 300—400 м — менші, а на відстані 200 м можна розрізнити навіть листя.
Кількаразовою перевіркою можна з'ясувати, на якій відстані добре видно гілки на деревах, за скільки метрів можна бачити віконні рами, черепицю на даху, обличчя людини та інші предмети. Такий спосіб визначення відстаней на око називається ступенем видимості місцевих предметів.
Щоб швидко визначити відстань цим способом, треба мати заздалегідь складену для особистого користування табличку, в якій на підставі власного досвіду записати дані видимості місцевих предметів.
Щоб скласти таку табличку, можна в ясний день вийти з групою товаришів у поле і зробити замірювання. Один стає край дороги, а інші йдуть від нього, рахуючи кроки і весь час поглядаючи на товариша, що залишився.
Запишіть, на якій відстані ще чітко виділятиметься його обличчя. На більшій відстані вже не можна буде виразно бачити обличчя, але ще видно буде обриси голови і плечей. Запишіть і цю відстань. Дехто бачитиме обличчя товариша на відстані до 150 м, але більшість розрізнятиме його лише з відстані 100 м і менше. З віддаленням обриси голови і плечей зникнуть, видно буде лише невеликий чорний стовпчик, а ще далі — ледве помітну точку.
У табличку слід записувати й видимість з різних відстаней місцевих предметів: телеграфних стовпів, різних будівель та ін.
Наводимо таблицю відстаней, складену на підставі досвіду, для людини з середнім зором (Таб. 1). За цим зразком кожний, враховуючи особливості свого зору, може скласти (виробити) таку таблицю, за допомогою якої можна буде більш-менш точно визначати відстань на око за всяких умов.
Таблиця 1
Складаючи таблицю, слід враховувати ще й такі особливості. На однаковій відстані дрібні предмети (кущі, камені) здаються розміщеними далі, ніж такі великі предмети, як дерева, будівлі, горби. Так само здається, що предмети яскравого кольору знаходяться ближче, ніж предмети сірого, темного кольорів. Якщо яскравий предмет розташований на одноманітній, одноколірній місцевості (рілля, вкрите снігом поле), то цей предмет сприймається так, ніби він розташований ближче, ніж насправді. Строката місцевість, навпаки, віддаляє, маскує предмет. Так само, коли погода похмура, йде дощ. або ліг туман, відстань до місцевих предметів здається більшою, ніж у яскравий сонячний день. На височинах, у гірській місцевості повітря прозоре і тому здається, що предмети розміщені ближче.
Щоб набути доброго окоміру, який може знадобитися кожному, особливо туристу, слід призвичаїти око багаторазовими вправами, спостерігаючи не тільки за людьми, а й за будівлями, стовпами, окремими деревами різного забарвлення та розміру, кущами.
Про видимий горизонт
Для розвитку окоміру необхідно також мати чітке уявлення про те, як далеко лежить від спостерігача лінія горизонту. Інакше кажучи, потрібно знати, як далеко можна бачити (коли горизонт відкритий) оточуючу місцевість. Це часто потрібно туристам, мисливцям і особливо топографам і геодезистам при рекогносцирувальних роботах.
Дальність горизонту АВ (мал. 8) легко визначити з прямокутного трикутника АВО, де О — центр Землі, ВО = R (радіус Землі; заокруглено 6400 км), а АО = R + h, де h — висота спостерігача. Дальність горизонту АВ — це катет прямокутного трикутника АВО; визначимо його:
Через те, що h завжди дуже мале по відношенню до R, можна вважати, що .
Ця формула буде ще простішою, якщо добути квадратний корінь з величини R і коефіцієнта 2:
, або заокруглено 113.
Таким чином, формула стане такою:
АВ (дальність горизонту) = 113 км.
Враховуючи, що h (висота спостерігача) знаходиться тут під квадратним коренем, робимо висновок: щоб побачити вдвічі далі, треба піднятися приблизно в чотири рази вище.
Наприклад, стоячи на рівнині, людина, зріст якої 1,6 м, бачить оточуючу місцевість на 113 = 4,52 км. Піднявшись на дерево, що стоїть окремо, або по рекогносцирувальній драбині на висоту приблизно 6,5 м, людина може бачити навколишню місцевість уже на 113 = 9,04 км.
Насправді ж дальність видимого горизонту більша, тому що земна атмосфера, викривляючи шлях променів-світла (рефракція), ніби відсуває горизонт приблизно на 6% порівняно з числами, одержаними з формули. Тому людина, що має зріст 1,6 м, бачить оточуючу місцевість на 4,8 км, а не на 4,52 км.
Дальність горизонту збільшується, коли підвищується атмосферний тиск, в холодну погоду, а також вранці і ввечері. Як залежить дальність видимого горизонту від висоти, видно з таблиці 2: Таблиця 2
Звичайно, при визначенні відстаней на око треба враховувати те, що зір у людей різний. Тому перш ніж користуватися цією таблицею, треба перевірити її дані на практиці і зробити для себе поправку.
Про далекоміри, які завжди з нами
Відстані до предметів визначають за допомогою спеціальних приладів та інструментів, які називаються далекомірами. Усі далекоміри, особливо фабричного виробництва, зроблено так, що їх частини мають сталі кутові або лінійні величини.
У кожної людини теж є сталі величини при собі. Так, у дорослої людини відстань від очей до великого пальця на витягнутій руці дорівнює 60 см, а відстань між зіницями очей — 6 см, тобто в 10 раз менша. Це співвідношення є величиною майже сталою, як і в далекомірах. У дітей шкільного віку ці розміри менші, але завжди відстань між зіницями очей буде в 10 раз меншою, ніж відстань від очей до великого пальця на витягнутій руці. За допомогою сантиметрової стрічки або довгої лінійки перевірте ці розміри в себе.
Коли користуються далекомірами, треба наперед знати розміри того предмета, до якого визначають відстань (див. таблицю 3): Таблиця 3
Тепер, коли ви знаєте відстань від ока до великого пальця витягнутої руки і розміри деяких предметів, вважайте, що далекомір готовий.
Розглянемо, як користуватися саморобним далекоміром. Ось ви вийшли на прогулянку або екскурсію за місто і захотілось вам узнати, скільки метрів до фабричного димаря, що підноситься вдалині. Для цього треба простягнути праву руку вперед у напрямі димаря і, виставивши догори великий палець, навести його на димар (мал. 10). Дивитися треба лише правим оком на кінець пальця. Тепер, не опускаючи пальця, швидко заплющіть праве і розкрийте ліве око. Палець при цьому ніби відскочить вбік.
Треба примітити навпроти пальця який-небудь предмет. Припустимо, палець закрив дерево, яке знаходиться від нас приблизно на такій самій відстані, як і димар. Спробуємо визначити на око, скільки метрів від фабричного димаря до дерева. Не маючи досвіду, зробити це нелегко. Можна порадити умовно відкладати відомі вам відстані в 10, 25 і 50 ж або порівнювати з розмірами предметів. У даному разі вважатимемо, що ця відстань
дорівнює 35 м, не більше. Виходить, від нас до фабричного димаря буде в десять раз більше, тобто 350 м. Чому?
Згадаємо геометрію. У вас утворилось два рівнобедрених трикутники: два ока і палець (АСВ) та палець, димар і дерево (ЕСD) — мал. 9. Ці трикутники подібні, тому напишемо таке рівняння:
Відстань від ока до пальця (60 см) Відстань між очима (6 см) |
Відстань від пальця до димаря (невідома) Відстань між димарем і деревом (35 м) |
Тепер запишемо це рівняння буквами:
Підставимо їх числове значення в метрах:
Ще точніше нашим далекоміром можна визначити відстані за допомогою сірника, міліметрової лінійки. Наприклад, вам потрібно виміряти відстань до телеграфного стовпа. Простягнувши руку, наведіть на нього сірник (мал. 10). Стовп зайняв на сірнику 12 мм. Як бачимо, знову утворились два подібних трикутники: АОВ і аОв. З цих подібних трикутників можна скласти рівняння:
Мал. 10
АО (відстань від ока спостерігача до телегр. стовпа - невідома) Оа (відстань від ока до сірника - 60 см) |
АВ (величина предмета – висота стовпа – 6 м)
аb (виміряна частина сірника - 12 мм) |
Звідси
Замість сірника можна користуватися звичайною учнівською лінійкою з міліметровими поділками. Якщо у вас не буде під рукою ні сірника, ні лінійки, то можна обійтися власними пальцями. Згадайте про шість розмірів своєї руки (мал. 6) — і далекомір готовий.
Ось вам потрібно взнати відстань до пішохода. Простягніть руку, підберіть з цих шести положень пальців таке, щоб пішохода цілком закрило. Наприклад, пішохода закрило пальцем вашої руки (п'ятий розмір, мал. 6), ширина якого у вас дорівнює 1,5 см. Зріст людини і відстань від ока до великого пальця простягнутої руки відомі. Утворилися знову два подібних трикутники і ті самі два відношення.
Відстань від ока спостерігача до пішохода (невідома) Відстань від ока до великого пальця руки (60 см) |
Величина предмета (приблизно зріст пішохода – 1,7 м) Ширина великого пальця руки (1,5 см) |
Звідси невідома відстань дорівнює:
(усі величини подано в метрах).
У деяких випадках можна визначити відстань по людині, яка йде вдалині (мал. 11). Для цього заплющіть
ліве око, витягніть руку вперед і відставте великий палець. Влучивши момент, коли палець прикриє фігуру людини, що йде, відразу ж заплющіть праве око, а ліве відкрийте. Підрахуйте, скільки кроків зробить людина, поки ваш палець знову прикриє її фігуру. Помножте це число на 10 і одержите кількість кроків до людини. Переведіть кроки в метри.
Ще можна скористатися таким далекоміром, який легко зробити самому. Візьміть кусок картону і виріжте в ньому прямокутний трикутник
з основою 80 мм і висотою 17 мм. На основу нанесіть поділки через кожний сантиметр і позначте їх цифрами (мал. 12). Далекомір готовий.
За допомогою такого нескладного приладу можна визначити відстань до людини або якогось предмета. Для цього далекомір, тримаючи його за 50 см від очей, пересувайте праворуч або ліворуч так, щоб фігура людини (або предмета), до якої потрібно визначити відстань, точно вмістилася між сторонами трикутника (мал. 13). Відлік на основі трикутника проти фігури
людини (предмета) покаже відстань до неї в метрах. На малюнку — 80 м.
Зрозуміло, що всі ці способи вимірювання відстаней (кроками, окоміром або найпростішими далекомірами) неточні. Середня похибка при визначенні відстаней на око становить 10%. У далекомірі з сірника утворюються такі два подібних трикутники, в яких одна сторона в кілька сот раз коротша від двох інших. І по короткій стороні маленького трикутника треба визначати довгу сторону великого. Тут похибка в 1 мм виростає до кількох десятків метрів. Зате окомір і далекомір мають велику перевагу — швидкість.
Способи палички і травинки
Ви, певно, вже знаєте деякі способи визначення ширини річки. Це роблять побудовою подібних прямокутних трикутників, трикутника з кутами в 45° тощо. Тепер ви дізнаєтесь, як визначити відстань до неприступного предмета або ширину річки без будь-яких побудов на місцевості, використовуючи паличку, олівець або травинку. А такі «інструменти» завжди знайдуться.
Розглянемо такий спосіб, який назвемо способом палички. Він, як і багато інших способів, ґрунтується на правилах елементарної геометрії. Суть його полягає ось у чому.
Станемо на березі річки, простягнемо вперед руку з будь-якою паличкою або олівцем D (мал. 14) так, щоб паличка (олівець) була паралельною берегові. Заплющивши одно око, будемо візувати на які-небудь предмети А і В (кущі, камені тощо), що знаходяться на протилежному березі. Лівий кінець палички суміщаємо з лівим предметом А, а проти предмета В робимо на паличці позначку.
Тепер відійдемо в точку О на деяку відстань Г від берега і по дорозі відміряємо кроками цю відстань. Знову простягнемо перед собою паличку і сумістимо її лівий кінець з предметом А. Виявиться, що правий предмет В вже не лежить проти зробленої на паличці позначки, а відійшов від неї трохи ліворуч.
Зробимо на паличці проти нового положення предмета В другу позначку. Таким чином, на паличці, як на малюнку в масштабі, відстань між першою і другою позначкою (D — d) зображає пройдену відстань Г, а відстань d між другою позначкою і лівим кінцем палички — шукану ширину річки Ш.
Для підтвердження цього способу звернемося знову до малюнка. Мається на увазі, що спостерігач візує на предмети А і В. Роблячи першу позначку на відстані D від лівого краю, тримає паличку паралельно відстані АВ між предметами.
На підставі подібності трикутників ми можемо написати:
де С — відстань між оком і паличкою, L — відстань між предметами А і В.
Так само для трикутника ОАВ можна написати:
де d — відстань другої позначки від лівого кінця.
З обох рівнянь виходить, що DШ = L і dН = L, звідки DШ = dН, або .
Замість цього рівняння ми можемо написати рівняння різницеве, тобто:
Тепер запишемо цю формулу так:
що й відповідає зазначеному вище правилу, бо D — d становить відстань на паличці між першою і другою позначками; Г — відстань, пройдена від берега до точки О; d — відстань між другою позначкою і лівим кінцем палички, їх відношення дорівнює відношенню пройденого шляху Г до шуканої відстані Ш. Тому
Наприклад, якщо ми відійшли від берега на 100 кроків і побачили, що відрізок D — d вкладається у відрізку d, скажімо 3,1 раза (це відношення легко знайти, якщо користуватися лінійкою з міліметровими поділками), то треба 100 кроків помножити на 3,1 і дістанемо шукану ширину річки:
Ш= 100x3,1 =310 кроків.
Знаючи розмір свого кроку, неважко перевести цю ширину на метри. Цей спосіб зручний тим, що дає можливість виконувати роботу, не пересуваючись уздовж берега, і при певній навичці забезпечує точні результати.
А ось спосіб травинки.
Вам треба швидко визначити ширину річки, а під руками нема ні олівця, ні палички. Зірвіть травинку. На протилежному березі виберіть два помітних предмети. Станьте до них обличчям з простягнутими руками, в яких затиснута травинка, паралельна до уявної лінії між цими предметами. Закрийте проміжок між вибраними предметами. При цьому одне око треба заплющити. Тепер складіть травинку пополам і відходьте від берега річки доти, поки відстань між вибраними предметами не закриється складеною травинкою. Примітьте місце зупинки і виміряйте кроками відстань між двома точками вашого стояння. Переведіть кроки на метри. Це й буде відстань, яка дорівнює ширині річки (мал. 15).
Спосіб козирка
Ось яким способом скористався сержант Денисов у фронтовій обстановці, щоб виміряти ширину річки. Наші частини переслідували противника. На їх шляху — водна перепона. За одержаними відомостями, всі мости через неї зірвано. Де вибрати найзручніше місце для переправи? Яка ширина річки? Чи є броди? Щоб знати все це, потрібно зробити розвідку. Виконати це завдання командир наказав відділенню сержанта Денисова.
Розвідники швидко добралися до річки. Насамперед
вирішили виміряти її ширину. Але як? Сержант Денисов став на березі обличчям до річки і насунув кашкета так, щоб з-під козирка було видно тільки лінію протилежного берега — уріз води — і намітив там точку — В (мал. 16, а). Не змінюючи положення кашкета, він повернувся ліворуч і намітив на своєму березі точку С, яка виднілася з-під козирка (мал. 16, б). Тепер, щоб визначити ширину річки, треба було тільки виміряти відстань до точки С. Вона становила 150 м.
Пояснюється цей спосіб так. Промінь зору, що торкається обрізу козирка, спочатку направлений на уріз води протилежного берега — в точку В. Коли людина
повертається, то промінь зору, як ніжка циркуля, ніби описує коло, і тоді АС=АВ як радіуси одного кола.
Вимірювати таким способом віддалі до предметів можна й за допомогою долоні, записної книжки тощо, приклавши їх над очима під певним кутом. Тільки треба пильно стежити за тим, щоб не змінити величини цього кута.
Визначення відстаней по звуку і світлу
Швидкість звуку в повітрі — близько 300 м за 1 сек або приблизно 1 км за 3 сек. Світло звичайно поширюється миттєво. Цю властивість світла й звуку можна використати при орієнтуванні на місцевості. Так, відрахувавши, скільки секунд минуло від спалаху блискавки, пострілу, гудка теплохода чи тепловоза, удару молотом і т. п., можна досить точно визначити відстань до джерела звуку. Припустимо, вдалині спалахнула блискавка, а гуркіт грому почувся лише через 10 сек. Отже, відстань до грозової хмари не менша, як 3 км.
Якщо нема годинника, неважко відрахувати секунди мовчки: о-дин, д-ва, т-ри. За цей проміжок часу (одиничний відлік трьох секунд) звук і пройде відстань, що дорівнює 1 км.
Звуки чути приблизно на такій відстані: Таблиця 4
Як визначити висоту дерева
Висоту дерева або будь-якого іншого предмета можна визначити кількома способами.
По тіні. Якщо на рівному місці кроками виміряти одночасно довжину своєї тіні і тіні, яку відкидає дерево (чи якийсь інший предмет), то шукану висоту останнього легко можна обчислити з рівняння (мал. 17):
де АС — висота дерева (Н), ас — ваш зріст (h), СВ— тінь від дерева (D), сb — ваша тінь (d).
На підставі цього відношення, виведеного з подібності трикутника АВС і аbс, можна зробити висновок, що висота дерева (предмета) в стільки разів більша від вашого зросту, в скільки разів тінь, яку відкидає дерево (предмет), довша від вашої тіні.
Наприклад, довжина вашої тіні d=3 крокам, а тінь дерева D = 9 крокам, тобто тінь дерева втричі довша, ніж ваша. Якщо прийняти ваш зріст за 1,5 м, то висота дерева буде: Н= 1,5·3=4,5 м.
По жердині. Цим способом можна скористатися при похмурій погоді, коли предмети не дають тіні. В цьому випадку для вимірювання слід взяти
жердину такої довжини, як зріст спостерігача (мал. 18), і встановити її на такій відстані від дерева, щоб лежачи можна було бачити верхівку дерева на одній прямій лінії з верхівкою жердини. Висота дерева дорівнюватиме відстані від голови спостерігача до основи дерева, як це видно на малюнку, тобто АС = ВС.
По калюжі або дзеркалу. Цей спосіб можна застосувати після дощу, коли на землі багато калюж. Вимірювання роблять так. Знаходять поблизу дерева, висоту якого треба визначити, калюжу і стають біля неї так, щоб вона була між деревом і спостерігачем (мал. 19). Потім знаходять точку, з якої
видно відображену у воді верхівку дерева. Це дерево буде в стільки разів вищим від зросту спостерігача, у скільки разів відстань від нього до калюжі (ВО) більша відстані від калюжі до спостерігача (АО).
Замість калюжі можна скористатися дзеркальцем, положивши його на землі горизонтально так, щоб було видно верхівку дерева. По трикутнику. Для цього треба мати прямокутний трикутник, обидва гострі кути якого мають по 45°. Користуються ним так. Відходять від дерева на деяку відстань і прикладають трикутник до ока так, щоб один з його катетів був паралельним вертикальній осі дерева, другий — паралельний земній поверхні, а гіпотенуза була лінією візування. Змінюючи поступово точку стояння, добиваються такого положення, щоб лінія візування пройшла через верхівку дерева
В (мал. 20).
Тоді матимемо два подібних трикутники АВС і Аbс. У трикутнику Аbс bс=Ас, тому і в трикутнику АВС ВС=АС, де АС = а — відстань від спостерігача до дерева.
Висоту дерева визначають за формулою D = а + К, де К — зріст спостерігача, D — висота дерева, Отже, висота дерева дорівнює відстані від спостерігача до дерева плюс зріст спостерігача.
Цим способом часто користуються топографи і геодезисти при польовому дешифруванні аерофотознімків, для визначення середньої висоти лісу з точністю до 1 м.
ЛІТЕРАТУРА
1.Курилова В.И.Туризм –М.: Просвещение, 1988
2. Рощин О.М. Без компаса і карти. – Київ: Радянська школа, 1971
3. Рощин А.Н. Ориентирование на местности. – Київ: «Вища школа», 1982