Geografische breedte bepalen

 

Inleiding

In dit experiment ga je metingen doen aan de hoogte van de zon. Aan de hand van deze hoogte kun je dan de geografische breedte worden bepaald.

 

Benodigdheden

Een stift (of puntig stokje) die rechtop kan staan, een groot vel papier, een liniaal en grafiekpapier.

Methode

geografische breedte bepalen

Plak op een zonnige dag een groot vel wit papier (A3) met stukjes plakband op tafel. Zet in het midden een stift (of recht puntig stokje) verticaal op tafel. Let er op dat het stokje op precies dezelfde plaats blijft staan tijdens de metingen.

Begin met meten om ongeveer 11 uur ’s ochtends en ga ermee door tot ongeveer 3 uur ’s middags. Zet ongeveer elk kwartier een stipje bij de top van de schaduw op het papier. Noteer de tijd van elke meting zo nauwkeurig mogelijk.

Zet na afloop je resultaten in een tabel. Zet boven de eerst kolom tijd en boven de tweede kolom lengte schaduw. Noteer ook de datum en de lengte van de stift of het stokje.

Maak een grafiek. Zet verticaal de schaduwlengte en horizontaal de tijd uit. Maak de grafiek zo, dat je een heel vel grafiekpapier vult. Trek een vloeiende lijn door de punten. Bepaal de minimale schaduwlengte zo nauwkeurig mogelijk. Bepaal de maximale zonshoogte met een tekening op schaal. Hoe je dat doet zie je in de figuur. De maximale zonshoogte is de hoek α in de tekening. Hoek α wordt bepaald door de lengte van de stift te delen door de lengte van de schaduw en van deze uitkomst met een rekenmachine de tangens te bepalen. (N.B. met een tekening op schaal lukt het natuurlijk ook.)

 

Zelf navigeren

Uit de metingen die je aan de zon heb gedaan ga je nu aan de hand van de volgende vragen de breedtegraad bepalen.

  1. Hoe verplaatst de zon zich tijdens een dag?

  2. Rond welke tijd staat de zon elke tijd op zijn hoogste punt?

  3. Is de maximale zonshoogte op de evenaar groot of klein? Leg dit uit.

  4. En hoe is dat op de noordpool?

  5. Is de maximale zonshoogte het hele jaar gelijk? Hoe verandert die?

 

Op 21 maart is de maximale zonshoogte op de evenaar 90°.

  1. Onder welke hoek zie je de zon dan op de noord- en zuidpool?

  2. Wat is dan de maximale zonshoogte op 25° en 54° noorderbreedte?

  3. Hoe kun je dus geografische breedte uitrekenen als de maximale zonshoogte op 21 maart weet?

  4. Waarom is het op andere dagen niet zo gemakkelijk?

  5. Wat moet je weten om elke dag van het jaar de breedte te kunnen bepalen?

 

Om op elke dag van het jaar de breedte kunt bepalen, zijn er tabellen waarmee je de zonshoogte voor het seizoen kunt corrigeren.

  1. Wat is de seizoenscorrectie op de dag van jouw meting?

  2. Bereken je geografische breedte.

  3. Klopt jouw antwoord met de echte breedte? Hoever zit je er naast?

Tabel: De seizoenscorrectie (in graden) voor de zonshoogte

1 jan -23,0 17 mrt -1,3 31 mei 22,2 14 aug 13,6 28 okt 14,6
6 jan -22,5 22 mrt 0,7 5 jun 22,8 19 aug 11,9 2 nov -15,2
11 jan -21,8 27 mrt 2,7 10 jun 23,2 24 aug 10,1 7 nov -17,6
16 jan -21,0 1 apr 4,7 15 jun 23,4 29 aug 8,3 12 nov -18,8
21 jan -20,0 6 apr 6,7 20 jun 23,5 3 sep 6,4 17 nov -20,0
26 jan -18,9 11 apr 8,6 25 jun 23,4 8 sep 4,4 22 nov -21,0
31 jan -17,6 16 apr 10,4 30 jun 23,1 13 sep 2,4 27 nov -21,8
5 feb -16,2 21 apr 12,2 5 jul 22,7 18 sep 0,4 2 dec -22,5
10 feb -14,7 26 apr 13,9 10 jul 22,1 23 sep -1,6 7 dec -23,0
15 feb -13,1 1 mei 15,4 15 jul 21,3 28 sep -3,6 12 dec -23,3
20 feb -11,4 6 mei 16,9 20 jul 20,4 3 okt -5,6 17 dec -23,5
25 feb -9,5 11 mei 18,2 25 jul 19,3 8 okt -7,6 22 dec -23,5
2 mrt -7,3 16 mei 19,5 30 jul 18,1 13 okt -9,5 27 dec -23,3
7 mrt -5,3 21 mei 20,5 4 aug 16,7 18 okt -11,3 31 dec -23,0
12 mrt -3,3 26 mei 21,4 9 aug 15,2 23 okt -13,0    

 

Links