Отец у меня был геодезистом, у него в кабинете висела карта мира, а на столе лежал маленький глобус. Я проводил большую часть своего времени, изучая их. Меня очень интересовали маленькие цифры, которые мне удалось обнаружить. Но только в школе я смог узнать, что это координаты.
Что такое координаты
Человечество ещё давным-давно научилось ориентироваться в пространстве. Это могли быть: мох, горы, леса и т. п. Они оставляли ориентиры: рисунки, обозначения. Потом появились карта, глобус, навигатор. Посмотрев на них, вы сразу увидите вертикальные и горизонтальные линии, что пересекаются и создают квадраты. Эти линии — параллели и меридианы. Каждый квадрат имеет долготу и широту. Для наглядности возьмите глобус.
Широта, долгота, глубина и высота — координаты, определяющие нахождение точки на Земле.
Координаты — числа, величины, что обозначают место положения объекта в пространстве.
Где используются координаты
Сегодня использование координат в повседневной жизни не имеют большого значения, навигатор сможет доставить в точку назначения без лишних усилий и знаний, но в других, более сложных областях, координаты играют великую роль.
Приведу лишь несколько примеров, так как их очень много, перечисление заберёт очень большое количество времени.
- Топография.
- Математика.
- Компьютерные приложения для дизайна и моделирования.
- Геодезия.
В топографии и геодезии координаты имеют широкое использование. С их помощью создаются топографические карты, вычисляется территория, измеряется ширина и длина местности.
В математике вычисляют размеры фигур. Векторы, гиперболы тоже имеют свои координаты — (x; y), которые нашли своё применение и в моделировании.
Виды координат
Поскольку координаты встречаются в разных областях, то их решили поделить на такие виды:
- географические координаты;
- геодезические координаты;
- геоцентрические координаты;
- плоские прямоугольные координаты;
- пространственные прямоугольные координаты;
- полярные координаты;
- биполярные координаты.
Моё знакомство с географическими координатами произошло ещё в школе. Правда, тогда мне казалось, что это абсолютно бесполезная информация. Но я очень сильно ошибался. Как-то раз я поехал на машине в путешествие. У автомобиля как назло лопнуло колесо. Указателей или близлежащих поселений там не было. Позвонив другу, я не смог даже примерно описать, где нахожусь. В той ситуации меня спас навигатор, а точнее точные географические координаты моего местоположения.
Для чего понадобились географические координаты
В повседневной жизни географические координаты, как правило, совершенно бесполезная вещь. Но отправляясь в поездку своим ходом, вы пользуетесь навигатором или картой. Очевидно, что карта появилась значительно раньше навигатора. Составляя карту, древние люди задавались вполне логичным вопросом. А как, глядя на карту, можно понять, в какую именно сторону нужно идти, чтобы попасть в определённое место? Без этой информации было бы невозможно покорять неизведанные края. Для решения проблемы было придумано разделить весь земной шар линиями, которые бы делили его на своеобразные квадратики. Таким образом, можно было понять, глядя на компас, в какую сторону двигаться. Правда, компас появился только в 13-м веке, а для определения сторон света, люди ориентировались по Солнцу.
Кому нужны географические координаты
Область применения географических координат достигает колоссальных размеров. Географические координаты используют:
- астрономы;
- инженеры-геодезисты;
- военные;
- спелеологи.
Этот список очень большой. На перечисление всех видов деятельности, в которых используются географические координаты, элементарно не хватит времени.
Интересный факт о географических координатах
Оказывается, что не только на нашей планете есть широта и долгота. Астрономы позаботились и о других планетах нашей Солнечной системы. Они создали на тех планетах аналогичную систему координат, которая охватывает ещё и их сферы. Эта система координат потребовалась для различных астрономических исследований, а также активно применяется в космонавтике.
Как же часто я на уроках географии встречался с координатами. Также во многих играх мне приходилось их определять или просто наблюдать, как это делают герои. Поиск правильных координат также можно наблюдать и в фильмах. В общем, координаты являются очень важными, и необходимо знать про них, так как они могут пригодиться в реальной жизни.
Как в географии описываются координаты
Впервые каждый из нас узнал, что такое координаты, на уроках географии. Там мне ясно дали понять, что они нужны, чтобы не заблудиться в мире. С их помощью человек будет твердо знать, куда направляется и где находится на земном шаре в тот или иной момент. Чтобы их определить, необходимо уметь пользоваться картой или глобусом. На них, помимо материков, стран и городов, показаны цифры, которые особым образом располагаются по карте.
Расположение цифр выполняется по условным линиям. Их еще называют параллелями и медианами, которые показывают долготу и широту. Каждое место на планете имеет свою долготу и широту, которую можно определить по карте.
В географии Землю принято считать идеальной сферой, а не эллипсом. Сфера имеет угол в 360 градусов, поэтому на карте планета разделена на столько же условных линий. Планета крутится вокруг своей оси и имеет Северный и Южный полюса. Эти полюса указывают на долготу, и на планете существуют две важные такие линии. Одна называется нулевой, а вторая ─ 180 градусов.
Параллелями являются линии, которые показывают широту. Каждая линия широты расположена поперек вращения Земли вокруг своей оси. На экваторе располагается главная параллель, которая разделяет планету на 2 полушария, и в каждом насчитывается по 90 линий широты.
В географии градусы принято ещё делить на минуты и секунды.
Зачем нужны координаты
Мореплавателям приходится прибегать к помощи координат. Таким образом можно определить, где они находятся, чтобы выбрать правильный курс и не заблудится в морских или океанических водах.
Благодаря медианам и параллелям, наша планета для удобства поделена на следующие полушария:
- Западное;
- Восточное;
- Северное;
- Южное.
Насколько я помню, теория относительности слабо рассматривается в школьном курсе физики. Поэтому большинство людей привыкло, что координаты местоположения предмета в пространстве всего лишь два, ну, может быть, три показателя. Но вот пришел Эйнштейн со своей теорией, и все стало немного сложнее, а кому-то - проще.
Координаты в системе пространство-время
Евклидово пространство, которое плотно изучают в школе, не привязано ко времени, и там нет такого понятия как событие, а существует система неподвижных тел с тремя координатами:
- Высота.
- Ширина.
- Длина.
В теории относительности же введено понятие времени, и оно как бы идет параллельно с другими координатами.
С введением времени в пространстве появляется место событию, которым может быть изменение, перемещение, исчезновение тела. Таким образом, исходя из общих законов физики, время ограничивает существование тела в пространстве до момента перехода его энергии в другое состояние. Ведь известно, что энергия никуда не исчезает, а лишь меняет свою форму.
Координаты «летящей стрелы»
Эта апория (безысходность) была предложена древнегреческим философом Зеноном. Заключается она в том, что летящая стрела будет неподвижна в каждый отрезок времени, соответственно, координаты ее меняться не будут, поэтому относительно временного отрезка она двигаться не будет.
Предположить же, что если взять более мелкие периоды времени, то стрела все же будет двигаться — невозможно, т. к. дробление времени может быть бесконечным, и, соответственно, в каждом более мелком периоде стрела имеет постоянные координаты и не движется. Загвоздка состоит в том, что в природе нет физического эквивалента математическим понятиям времени.
Координаты при перемещении во времени
Вопрос хорошо отражен в теории Уэллса в «Машине времени». Если перемещаться относительно шкалы времени, то координаты предмета должны быть неподвижны.
Сам же предмет должен быть защищен особым полем, которое будет разрушать внешние объекты, которые могут находится в тех же 3-мерных координатах при перемещении путешествующего предмета.
Любой человек в мире имеет какие-то свои признаки для ориентации во времени, пространстве и так далее. Одним из таких признаков являются координаты, с помощью которых люди могут знать точное местоположение и не только. Но я задался в свое время вопросом, что такое эти координаты в научном понимании и какие они бывают.
Координаты в географии
По большей части, координаты используются все-таки в географии. Многие со школы помнят координатную ось и все тому подобное. Но это имеет узкую направленность, а именно - математическую. Координаты в географии же имеют более расширенный и важный смысл. Географические координаты можно назвать наследником астрономических и геодезических координат. То есть, это их обобщенное понятие. Для определения координат в географии указывают положение объекта на поверхности планеты. Такие же координаты можно применить и к другим планетам.
Широта, долгота и высота
Для точного и полного определения места нахождения той или иной точки, используются следующие три характеристики:
- долгота;
- широта;
- высота.
Эти три слова, думаю, слышал каждый. Ученые называются широту и долготу углами, которые проходят между экватором и направлением зенита и между нулевым меридианом и меридианом, проходящим через нужную нам точку соответственно. Если обратить внимание на широту, то в Северном полушарии она положительная, а в Южном, наоборот - отрицательная. Долгота, в свою очередь, делится на восточную и западную. Высота всегда берется для полного определения местоположения в трехмерном пространстве. В географии высота используя в качестве высоты над уровнем моря.
Применение координат в географии
Простыми словами из всего вышесказанного, географические координаты нужны для ориентации в пространстве или для навигации на какой-либо заданной местности. То есть, я могу знать координаты любого здания или города, или простого дерева, и тогда буду иметь возможность добраться до заданного места, имея навигатор.
В современных навигаторах все просто: вбил координаты места - и вперед!
Ответ на это вопрос для меня стал очевидным, когда я потерялся в таёжных лесах Сибири. Расскажу вам для чего нужны координаты, что это такое, и как я нашелся.
Необходимость координат
Координаты нужны для того, чтобы не потеряться или что-нибудь найти...
Координатами могут стать любые объекты или направления в пространстве. Например, мое место жительства – поселок Михайловский. Но такие поселки есть в каждой области России. Более точным будет указать область, например Московскую. Вы скажете: «В Московской области несколько таких поселков». Тогда нужно знать и район области. Например, Солнечногорский. Так, поселок вы уже нашли, но меня-то – нет. Меня нужно разыскать еще и в поселенке.
Область, район и поселок – это приблизительные, не точные координаты моего места пребывания. А вот знание географических координат поможет вам отыскать меня гораздо быстрее. Географические координаты указаны на полях любой мало-мальски точной карты региона и в современных телефонных устройствах, обрадованных системами навигации.
Географические координаты
Географические координаты – это числа, которые показывают ваше место в комнате, городе, стране или океане. Географические координаты определяются тремя параметрами:
- Широта – изменение положения предмета в направлении от экватора к любому географическому полюсу. Широта бывает северная (движемся от экватора к Антарктиде) и южная (движемся от экватора к Арктике). Широта – величина угловая, измеряется в градусах.
- Долгота - изменение положения предмета в направлении от нулевого меридиана в сторону Азии (восточная долгота) или Америки (западная долгота). Измеряется, как и широта, в градусах.
- Высота или глубина - изменение положения предмета вверх или вниз (в глубину) от поверхности мирового океана. Измеряется в метрах с отрицательным или положительным значением. Отрицательное значение говорит о том, что объект находится на глубине, ниже уровня мирового океана.
…А нашелся я очень просто: сообщил о своих координатах в лагерь геологической экспедиции. Координаты я определил по топографической карте (они записываются на полях), согласно двух ориентиров – озера и поселения, к которым я поочередно вышел.
Географические координаты - это точный адрес нужного места на карте. Ее можно вычислить благодаря географической карте. В состав координат входит широта и долгота. Географическая широта отсчитывается от экватора и параллелей. Она бывает северной и южной. Географическая долгота вычисляется по меридианах начиная от Гринвичского (нулевого). Долгота бывает восточная и западная. Географические координаты нужны чтобы определить точный адрес объекта.