Определение высоты дерева

Видео: №581. Для определения высоты дерева можно использовать зеркало так, как показано на рисунке 203

Содержание

Шагать
Метод 1 из 4: Использование листа бумаги
Метод 2 из 4. Сравните тени
Метод 3 из 4. Воспользуйтесь карандашом и помощником.
Метод 4 из 4: Использование инклинометра или транзита
Советы
Предупреждения
Необходимости

В секретном месте где-то в северной Калифорнии растет дерево рекордной высоты 115,61 метра! Вы не поверите, но это дерево было измерено очень длинной рулеткой, но есть более простые способы, которыми вы можете это испытать. Хотя ваши измерения не будут точными до сантиметра, эти методы дадут хорошую оценку и будут работать для любого высокого объекта. Телефонные столбы, здания или бобовый стебель: пока вы видите верхушку, вы можете ее измерить.

Шагать

Метод 1 из 4: Использование листа бумаги

Используйте этот метод, чтобы найти высоту дерева без всякой математики. Все, что вам нужно, это рулетка и бумага. Никаких расчетов не требуется; но если вы хотите узнать, как это работает, вы можете использовать тригонометрию.
- Метод с инклинометром или транзитом требует нескольких вычислений и объясняет, почему это работает, но для этого метода это не обязательно.
Сложите лист бумаги пополам, чтобы получился треугольник. Если бумага прямоугольная (не квадратная), то вам придется сделать квадрат из прямоугольного листа бумаги. Согните один угол, чтобы получился треугольник, и отрежьте или обрежьте лишнюю бумагу над треугольником. Теперь у вас есть подходящий треугольник.
- Треугольник имеет прямой угол (90 градусов) и два угла по 45 градусов.
Держите треугольник перед одним глазом. Держитесь под прямым углом (90º), остальная часть треугольника указывает в вашем направлении. Одна из коротких сторон должна быть горизонтальной, другая - вертикальной (прямо вверх). Вы должны уметь видеть гипотенузу.
- Наклонная (самая длинная) сторона, на которую вы смотрите, называется гипотенузой.
Идите вниз по дереву, пока не увидите вершину, расположенную вдоль треугольника. Закройте один глаз и смотрите другим глазом вдоль гипотенузы, пока не увидите верхушку дерева. Вы ищете точку на линии, проходящей вдоль гипотенузы.
Отметьте это место на земле и измерьте расстояние до основания дерева. Это расстояние почти во всю высоту дерева. Добавьте свой рост, потому что вы стояли во время измерения. Теперь у вас очень разумная оценка!
- Для объяснения см. «Использование инклинометра или транзита» ниже. В расчетах нет необходимости, потому что вы используете уловку: тангенс 45º равен 1. Уравнение тогда принимает следующий вид: (Высота) / (Расстояние) = 1. Умножьте каждую сторону на (расстояние), и вы получите: Высота = Расстояние.

Метод 2 из 4. Сравните тени

Используйте этот метод, если у вас есть только рулетка или линейка. Для точной оценки высоты дерева вам не потребуется никакого другого оборудования. Придется немного умножать и делить, но не более того.
- Если вы вообще не хотите рассчитывать, перейдите на этот сайт, чтобы ввести свои измерения, и рост будет рассчитан для вас.
Измерьте свой рост. Используйте для этого сантиметровую ленту или мерную линейку. Не снимайте обувь, встаньте прямо и измерьте свой рост. Запишите свой рост, чтобы не забыть.
- Если вы находитесь в инвалидном кресле или не можете стоять, измерьте высоту в зависимости от положения, в котором вы измеряете, при измерении дерева.
Встаньте на солнечном ровном месте возле дерева. Для правильного измерения тени вам потребуется ровная поверхность. Для наилучшего результата делайте это в солнечный день, иначе тень будет плохо различима.
Измерьте длину своей тени. Используйте рулетку или мерную палку, чтобы измерить длину вашей тени. Если у вас нет под рукой помощника, вы можете отметить верхнюю часть своей тени, поместив маркер с галькой, а затем расположившись так, чтобы верхняя часть вашей тени только касалась гальки; затем измерьте расстояние от пятки до головы.
- Записывайте каждое измеренное вами измерение, чтобы не перепутать их.
Измерьте длину тени дерева. Для этого используйте рулетку и измерьте расстояние от основания дерева до вершины тени.Лучше всего это работает на достаточно плоских горизонтальных поверхностях; ваши измерения будут значительно отклоняться на склоне. Измерьте оттенок дерева сразу после измерения собственной тени из-за движения солнца, которое изменяет длину тени.
- Если тень от дерева падает на склон, может быть другое время дня, когда тень избегает склона, либо будучи короче, либо направляя в другую сторону.
Добавьте половину ширины дерева к длине тени дерева. Большинство деревьев растут прямо вверх, поэтому самая высокая вершина дерева должна быть точно над его центром. Чтобы определить общую длину его тени, добавьте половину диаметра ствола дерева к измеренной тени. Это потому, что самый высокий пик на самом деле отбрасывает более длинную тень, чем вы измеряете; часть его падает на ствол дерева, где его не видно.
- Измерьте диаметр ствола рулеткой и разделите его на 2. Если вам трудно увидеть диаметр ствола, нарисуйте квадрат на земле вокруг ствола и измерьте одну сторону.
Рассчитайте высоту дерева по вашим меркам. Теперь у вас должно быть три числа: ваш рост, длина вашей тени и длина тени дерева (плюс половина диаметра). Длина вашей тени пропорциональна длине объекта. Другими словами, (длина вашей тени), деленная на (ваш рост), пропорциональна (длине тени дерева), деленной на (длине дерева). Мы можем использовать это уравнение, чтобы найти длину дерева:
- Умножьте длину тени дерева на свой рост. Если ваш рост 1,5 метра, а длина тени дерева 30,48 метра, это будет: 1,5 x 30,48 = 45,72).
- Разделите ответ на длину вашей тени. Если ваша тень имеет длину 2,4 метра, эффект будет: 45,72 / 2,4 = 19,05 метра.
- Если эти вычисления кажутся вам сложными, воспользуйтесь онлайн-калькулятором высоты деревьев, подобным этому.

Метод 3 из 4. Воспользуйтесь карандашом и помощником.

Используйте этот метод как альтернативу методу затенения. Хотя этот метод менее точен, вы можете использовать его, когда метод затенения не работает, например, в пасмурный день. Кроме того, если у вас есть рулетка, вы можете избежать расчетов. В противном случае вам позже придется использовать рулетку, чтобы выполнить простое умножение.
Встаньте достаточно далеко от дерева, чтобы вы могли видеть все дерево, не поворачивая головы. Для наиболее точного чтения расположитесь так, чтобы он находился на участке земли на уровне основания дерева, но не выше или ниже. Вам нужно, чтобы дерево было видно как можно более свободно.
Держите карандаш (или подобный предмет) на расстоянии вытянутой руки (руки вытянуты между вами и деревом).
Закройте один глаз и переместите карандаш так, чтобы его кончик «коснулся» верхушки дерева. Вы как бы смотрите сквозь карандаш.
Перемещайте большой палец вверх и вниз так, чтобы кончик большого пальца находился на одной линии с основанием дерева. Держите кончик карандаша около вершины дерева (как указано в шаге 3), перемещая большой палец к основанию ствола дерева. Теперь карандаш займет всю высоту дерева от основания до верхушки.
Теперь поверните руку так, чтобы карандаш был параллелен земле (горизонтально). Держите руку вытянутой на одинаковом расстоянии и убедитесь, что ваш большой палец совпадает с основанием туловища.
Попросите помощника каждый раз менять положение, чтобы вы могли видеть его или ее по кончику карандаша. Ноги вашего ассистента должны совпадать с нижней частью карандаша. Он или она находится примерно на таком же расстоянии от дерева, что и вы. Поскольку вы можете находиться на значительном расстоянии от своего помощника в зависимости от высоты дерева, рекомендуется использовать жесты рукой, чтобы указать ему / ей подойти ближе или дальше. или влево или вправо.
Измерьте расстояние между вашим помощником и деревом с помощью рулетки. Убедитесь, что позиция ассистента отмечена палкой или камнем. Затем измерьте расстояние от отметки до дерева. Это расстояние - высота дерева.
Если у вас нет с собой рулетки, отметьте на карандаше длину вашего помощника и высоту дерева. Отметьте на карандаше положение вашего эскиза; это высота дерева с вашей точки зрения. Используйте предыдущий метод, чтобы определить длину вашего помощника с помощью кончика карандаша и большого пальца, и также отметьте это на карандаше своим большим пальцем.
Вычислите ответ с помощью рулетки. Измерьте длину каждого маркера и длину вашего друга. Вы также можете сделать это дома. Сравните разницу в длине отметок на карандаше с ростом вашего ассистента. Например, если отметка роста вашего помощника составляет 5 см, а дерево - 17,5 см, то дерево в 3,5 раза больше высоты вашего друга, потому что 17,5 см / 5 см = 3, 5. Если длина вашего помощника 180 см, то дерево будет 180 см х 3,5 = 630 см в высоту.

Метод 4 из 4: Использование инклинометра или транзита

Используйте этот метод для более точного измерения. Другие методы удивительно точны, но с небольшой математикой и специальными инструментами можно добиться лучших результатов. Это не так страшно, как кажется: все, что вам нужно, это калькулятор, который может вычислять тангенс угла, и дешевый пластиковый транспортир, соломка и кусок веревки, чтобы сделать свой собственный инклинометр. Инклинометр измеряет наклон предметов или, в данном случае, угол между вами и вершиной дерева. Транзит - это несколько более сложное устройство, созданное для той же цели, но для большей точности использующее телескоп или лазер.
- Бумажный метод в основном использует лист бумаги в качестве инклинометра. Этот метод не только более точен, но и позволяет вам измерять высоту объектов с любого расстояния, вместо того, чтобы самостоятельно менять положение, чтобы выровнять бумагу с верхушкой дерева.
Измерьте расстояние до места измерения. Встаньте спиной к дереву и подойдите к точке, которая находится примерно на уровне основания ствола дерева, с хорошим видом на верхушку дерева. Идите по прямой и с помощью рулетки измерьте расстояние до дерева. Это может быть любое расстояние, но убедитесь, что вы используете расстояние примерно в 1-1,5 раза больше высоты дерева, так как это даст вам лучший результат.
Измерьте угол наклона к вершине дерева. Посмотрите на верхушку дерева и с помощью инклинометра или транзита рассчитайте угол между верхушкой дерева и землей. Это угол между воображаемой гипотенузой, прямой линией от вашего глаза до вершины дерева и горизонтальной линией от точки измерения до основания ствола дерева.
Определите тангенс угла наклона. Используйте для этого калькулятор. Метод определения тангенса может отличаться в зависимости от вашего калькулятора, но обычно вы просто нажимаете кнопку «TAN»> угол> «=». Итак, если угол наклона составляет 60 градусов, он выглядит так: «TAN»> «60»> «=».
- Щелкните эту ссылку, чтобы открыть онлайн-калькулятор касательной.
- Тангенс угла в прямоугольном треугольнике определяется "противоположной стороной угла, разделенного стороной, примыкающей к углу. В этом случае противоположная сторона - это высота дерева, а смежная сторона - это расстояние от дерева.
Умножьте расстояние от дерева на тангенс угла наклона. Помните, что вы измерили расстояние до дерева в начале этого метода. Умножьте полученное значение на вычисленную вами касательную. Произведение указывает, насколько высоко дерево находится от уровня глаз, потому что это уровень, который вы рассчитали по касательной.
- Если вы прочитали предыдущий промежуточный шаг по определению касательной, вы поймете, почему этот метод работает. Как описано ранее: касательная = (высота дерева) / (расстояние до дерева). Умножьте каждую сторону уравнения на (расстояние до дерева), и вы получите (касательная) x (расстояние до дерева) = (высота дерева)!
Добавьте свой собственный рост к высоте, рассчитанной на предыдущем шаге. Теперь вы определили высоту дерева. Поскольку инклинометр находился на уровне глаз, необходимо прибавить ваш рост к фактической высоте дерева. Вы можете получить более точный результат, измерив свой рост до уровня глаз, а не макушки.
- Если вы используете транспорт на штативе, добавьте в расчет высоту штатива, а не свой рост.

Советы

Вы можете повысить точность угла наклона и метода бумаги, сделав несколько измерений вокруг дерева.
Это также увлекательное занятие для детей 6-8 классов.
Используйте мерную линейку для большей точности с методом штриховки.
Всегда используйте одни и те же единицы измерения (например, умножайте и делите метры на метры, а не метры на сантиметры).
С помощью транспортира можно сделать простой инклинометр. Прочтите эту статью для получения инструкций.
Многие деревья имеют неправильную форму и вырастают кривыми. Используя метод наклона, вы можете компенсировать это, измеряя расстояние между вами и этой точкой на земле, если смотреть прямо сверху вниз, а не расстояние до низа дерева.

Предупреждения

Хотя метод уклона позволяет рассчитать высоту с точностью до одного метра, он оставляет много места для ошибок. Если необходима точность, обратитесь за помощью к специалисту в этой области.
Эти методы не сработают, если дерево стоит на склоне. В таких ситуациях профессиональный геодезист использует электронный транзит, но он слишком дорог для домашнего использования.