Experimentul lui Eratostene, la solstițiul de iarnă (22 dec.2015), realizat cu succes de douǎ şcoli partenere din România şi alte zeci de şcoli din lume

      Un interesant experiment de aplicare a cunoștințelor de matematică și fizică, s-a desfășurat pe parcursul lunii decembrie și la solstițiul de iarnă, la Colegiul I. Kalinderu Bușteni, România și Școala Gimnazială Gh. Popescu, Margineni-Slobozia, Olt, România. Cu această ocazie s-a reconstituit experimentul lui Eratostene, pentru a determina circumferința Pământului.

       Elevii noștri au  colaborat  cu elevi din Malaysia și Argentina. Școlile partenere sunt:  Thomas Secondary School Kuantan-Malaysia și Fundación Caminos de Anisacate-Argentina.      

        Profesorii care au coordonat elevii în desfășurarea experimentului sunt:

 Iuliana CIUBUC(România), Iuliana TRAȘCĂ(România), Khor Got Hun(Malaysia), Jose Luis Cabrera(Argentina).

      Eratostene a fost primul care a făcut măsuratori concrete pentru determinarea circumferinței Pământului, când deja se credea ca Pământul are forma unei sfere:

- în timpul solstițiului de vară (21 iulie), la ora 12:00, localitatea Assuan este la nadir (razele solare sunt perpendiculare pe suprafața Pământului), Assuan (Syenne) situându-se pe tropicul Racului.

- la aceeași dată și oră, în orasul Alexandria, situat aproximativ pe același meridian ca și Assuan (diferență de 2 grade), umbra lăsată de un turn reprezenta 1/50 din circumferința unui cerc. Aceasta corespunde unui unghi de aproximativ 7 grade și 12 minute.

- distanța dintre cele două localități este de aproximativ 5.000 de stadii (o stadie antică grecească are aproximativ 185 metri).

    Un cerc mare al sferei cu care era aproximat Pământul era de cca 50 x 5.000 = 252.000 stadii = aproximativ 39.690 km. Valoarea acceptată actual este de 40.008 km.

     Aceste măsurători au avut totodată și o altă importanță, Eratostene fiind primul care a descoperit că forma Pământului poate fi determinată prin măsuratori de arce de meridian.

      Elevii, având la îndemână materiale simple (băț cu lungimea de un metru, riglă gradată, fir cu plumb, ruletă), au reluat paşii efectuaţi de celebrul matematician şi astronom grec în încercarea lui de a măsura circumferinţa Pământului și au măsurat umbra lăsată de gnomon la orele 13:21.     

      Datele experimentale, cele calculate si reprezentate grafic, obținute de ei , au fost introduse pe platforma proiectului și au fost corelate cu datele elevilor din orașe aflate în alte țări participante la proiect. Aplicând proprietățile triunghiului dreptunghic și măsuratori unghiulare, elevii au obtinut valoarea circumferinţei planetei.

     Prin astfel de activități profesorii urmăresc:
- Stimularea interesului  elevilor pentru implementarea de proiecte educaționale ştiinţifice,
- Implicarea elevilor ȋn activități non-formale,
- Promovarea școlilor pe plan internațional prin intermediul proiectelor eTwinning,

-Realizarea de schimburi ştiinţifice de experienţǎ şi de utilizare TIC ȋntre elevi din şcoli de pe toate continentele,

- integrarea cunoştinţelor ȋn curriculum, ca aplicaţii ale matematicii, fizicii, geografiei, informaticii, istoriei ştiinţelor, limbilor strǎine, etc.

Colegiul “Ion Kalinderu” Şcoala Gimnazialǎ Sanatorialǎ, Buşteni, PH, România, care scolarizeazǎ elevi din toate zonele ţǎrii, internaţi ȋn regim de spital, participǎ cu mare interes şi implicare la multe proiectele internaţionale, dar proiectul Erathostenes le-a captivat cel mai mult interesul.

In anul 2015, Anul Internaţional al Luminii, micii noştri cercetǎtori au urmarit majoritatea fenomenelor astronomice (fazele Lunii, eclipsa de Soare, eclipsa de Lunǎ, Superluna, luna Albastrǎ, perseidele, solstiţiile de  varǎ şi de iarnǎ, şi echinocţiile de primavarǎ şi de toamnǎ, au efectuat umeroase studii, observaţii şi mǎsuratori pentru experimentul Eratostene.

Rezultatele muncii lor sunt prezentate pe scurt ȋntrun articol  susţinut la Conferinţa Naţionalǎ de ȋnvǎţǎmânt Virtual - CNIV-Timisoara  - 31.oct 2015 , publicat ȋn revista CNIV şi pe site-urile eTwinning, facebook, bloguri personale, blogurile şcolilor, etc.

Atât elevii , cât şi cadrele didactice au dobândit numeroase competenţe, ȋn plus faţǎ de cele pe care le deţineau.

Avantajul elevilor nostri este acela cǎ vin din şcoli din ţara, iar la revenirea la şcoala de bazǎ disemineaza experienţele din proiectele la care au participat , avand ȋn acest fel sentimentul utilitǎţii, ȋşi ȋnving handicapul,  ceea ce contribuie sinergic la ȋmbunǎţǎţirea stǎrii lor de sǎnǎtate.

Vǎ prezentǎm câteva din realizǎrile experimentate ale elevilor-pacienţi ȋn cadrul proiectului eTwinning Eratosthenes-2015, proiect fondat de prof. Eric Vayssie-Franta şi Athanasia Zafeiropoulou-Grecia ,  ȋn care şi şcoala noastrǎ este partenerǎ.

Mǎsurǎtorile realizate la solstiţiul de iarnǎ (22 dec. 2015) reprezintǎ a doua serie de experimente Eratostene, realizate de elevii noştri ȋn acest an, primele fiind efectuate la echinocţiul de toamnǎ (23 sept 2015).

Spre norocul nostru, la orele 13:15 GMT a fost soare şi am putut face mǎsurǎtori.

Împreunǎ cu grupele de elevi implicate ȋn proiect, am ieşit ȋn curtea sanatoriului, având pregǎtite mijloacele didactice de care aveam nevoie:  mai multe beţe de lungimi diferite ( pe post de gnomon), ruletǎ, riglǎ, echer, raportor, fir cu plumb, carneţel de ȋnsemnǎri, creion, aparat foto.

În prealabil, am determinat, folosind internetul:

-Ora la care trebuie realizate mǎsurǎtorile,

- coordonatele pe glob ale şcolii : latitudinea şi longitudinea

- distanta de la locul desfǎşurǎrii experimentului pâna la tropicul capricornului.

Apoi, am trecut la realizarea experimentului.

- Am mǎsurat ȋnǎlţimea gnomonului ,

-Am fixat gnomonul ȋn poziţie perpendicularǎ pe sol,

-Am mǎsurat lungimea umbrei ,

- am trecut rezultatele mǎsurǎtorilor ȋn carneţelul de date,

- am determinat , prin relatii trigonometrice, tangenta unghiului format de gnomon cu ipotenuza triunchiului dreptunghic format de gnomon cu umbra sa.

- Am calculat apoi arctangenta unghiului şi am transmis datele coordonatorului de proiect pentru a valida datele şi de a ne face reprezentarea graficǎ a circumferinţei Pǎmântului ȋn funcţie de tropicul capricornului şi ȋn comparatie cu şcoli partenere, care au efectuat experimentul ȋn acceasi zi. Rezultatele au fost spectaculoase. Mǎsurǎtorile noastre au avut eroare foarte micǎ.

Concluzie

Şi elevii din ȋnvǎţǎmântul special pot sǎ realize experimente ştiinţifice, se pot  compara cu şcoli de elitǎ din ţara şi din lume şi putem fi mândri cǎ scoala noastra micǎ, de tip special, se aflǎ ȋn lista celor mai bune şcoli din lume, cu rezultate remarcabile.

Iata cateva rezultate :

Colegiul  “Ion Kalinderu” BUŞTENI- ROMÂNIA

Today  22 dec . 2015 Winter solstice

Latitude: 45.416 N

Longitude: 25.535 E

Effemeride time=13:15

Gnomon=100cm

Shadow=241

Angle= 67,4ᵒ

Made by students :   Alex, Alina , Marian, Emilia,

 George, Mihai, Bogdan, Daria, Natalia & Cristiana .

Rezultatele mǎsurǎtorilor au fost prezentate ȋntro videoconferiţǎ internaţionalǎ , la care au participat 17 ţǎri, 38 de şcoli de pe 4 continente şi 3 şcoli din România, dintre care una este şcoala noastrǎ.

 Colegiul “Ion Kalinderu”, Şcoala Gimnazialǎ Sanatorialǎ , Buşteni, PH - coord. prof. Iuliana Ciubuc. 

Şcoala Gimnazialǎ “Gh. Popescu” Mǎrgineni, Slobozia, Scorniceşti, OT - coord. prof. Iuliana Traşcǎ