Mathe für Könner

Seit langem schon ist es einem Betrachter möglich, anhand der Festen Sterne des Himmels, welche ständig an gleichem Orte sich relativ zueinander befinden, zu ermitteln, wie weit in nördlicher oder südlicher Richtung der Betrachter sich befindet. Doch die Bestimmung der Ostkoordinate der eigenen Position ist es, was dem Betrachter blieb lange verborgen.

Uhren sollen nun lösen, das genannte Problem, durch den Zeitunterschied bestimmter Sternenaufgänge oder Sternenuntergänge relativ zum Ausgangspunkt der Reise, auf welche sich der Beobachter gemacht. Reist der Beobachter einmal um den gesamten Erdball, so findet er einen Zeitunterschied von vierundzwanzig Stunden. Findet genannter in Bezug auf eine Reise entlang des Äquators einen Zeitunterschied von einer Stunde, so hat er sich um ein Vierundzwanzigstel des Erdrumfangs fort bewegt.

Solch eine Entfernung ist es uns möglich zu messen. Gemessenes ermöglicht nun, ein Vierundzwanzigeck zu konstruieren, dessen Innenkreisradius dem Erdradius entspräche. Ein rechtwinkliges Dreieck der Hypotenuse v, der Gegenkathete g und der Ankathete r neben dem Winkel y zwischen v und r, lässt nun direkt auf den Erdradius schließen, wenn y der Hälfte eines vierundzwanzigstels von dreihundertsechzig entspräche, g die Hälfte der gemessenen Strecke ist, r der Erdradius bedeutet und v der Entfernung von einer Ecke des Vierundzwanzigecks zum Mittelpunkt desselben gleicht.

Mit Hilfe des errechneten Erdradius ist es nun möglich, die Entfernung der Erde zur Sonne zu bestimmen. Hierzu solle ein Schiff derart sich positionieren, dass es sich im Zenit der Sonne sehe. Ein zweites Schiff entfernt sich um eine messbare Strecke von dem ersteren in nördliche Richtung und misst mittels geeigneter Teleskope den Einstrahlwinkel des Sonnenlichtes.

Durch die Entfernung der beiden Schiffe, den Erdradius und den gemessenen Eistrahlwinkel des Lichtes lässt sich an dieser Stelle die Entfernung zwischen dem Erdmittelpunkt und dem Sonnenmittelpunkt errechnen.

Richtet man sein Teleskop im Zenit der Sonne auf den Rand des Himmelskörpers, so lässt sich aus dem gemessenen Winkel zwischen Rand und Mittelpunkt und der Entfernung zur Erde der Radius der Sonne bestimmen. Gleiches gelte auch für den Mond.

____________________________________________________________

So wäre es uns möglich, durch das Heranziehen von Ergebnissen einiger im Laufe der Zeit eines Jahres, die Größe der Großen und der kleinen Halbachse der Ellipse zu ermitteln, welche der Erde zur Bahn um die Sonne ist gegeben.

Eine Sonnenfinsternis war es, die vor einiger Zeit uns beschäftigt, doch mit oben genannten Erkenntnissen ermöglicht es sich sogar, die von der Sonne beschienene Fläche des Mondes während der genannten Sonnenfinsternis zu berechnen, da uns nun ist bekannt, dass dieselbe an dem Tage sich ereignete, als die Erde sich an der Stelle ihrer Bahn befand, an welcher die durch den zweiten Brennpunkt des Systems verlaufende Orthogonale zur großen Halbachse den Weg unseres Planeten kreuzt und dass Sonne, Mond und Erde annähernd exakt auf einer Linie standen während beschriebenem Ereignis. Alle gefundenen Werte sind nun nötig, um beschriebene größe zu errechnen, da die von der Sonne beschienene Fläche des Mondes durch das gefundene Verhältniss der Radien von der Sonne und dem Mond stets größer als die Hälfte der Oberfläche des Mondes sich wird finden.“

Anbei findet sich ein Notizzettel auf welchem einigen in dem Text vorkommenden Größen Zahlenwerte zugeordnet sind, welche anscheinend einigen Messungen entstammen. Hier heißt es:

„So können wir über den Erdradius e, die Entfernung p zwischen Sonnenmittelpunkt und Erdmittelpunkt bei Periheldurchgang, die Entfernung a zwischen Sonnenmittelpunkt und Erdmittelpunkt bei Apheldurchgang, die Entfernung b zwischen Mondoberfläche und Erdoberfläche, den Mondradius m, den Sonnenradius s und die von der Sonne beschienene Fläche M des Mondes bei der genannten Sonnenfinsternis nun folgendes sagen:

e = 6368 km
s = 695700 km
m = 1738 km
a = 152100000 km
p = 147100000 km
b = 37385 km
M = ?

Nur das M gilt es nun noch zu finden, und in die am Schlusse stehende Rechnung ein zu binden. Während der Rechnung seien alle Ergebnisse bis auf die zehnte Stelle hinter dem Komma zu ermitteln, wobei für die Zahl des Kreises der Wert 3,141592654 zu verwenden sei.

Hallo Darksky19,

mit einer mathematischen Formel kann ich leider nicht dienen, da ich keine Mathe studiert habe. Ich habe meine Bücher gewälzt, aber leider nichts gefunden. Wieviel Prozent genau wirklich von der Sonne bestrahlt wird, kann sicher ein Astronomie-Kenner beantworten. Wenn man aber davon ausgeht, daß bei einer Sonnenfinsternis Erde, Mond und Sonne auf einer Linie stehen, könnte man sagen, daß die von der Erde abgewandte Seite von der Sonne bestrahlt wird, also die Hälfte der gesamten Mondfläche.
Die Fläche einer Kugel ist 4 mal Pi mal Radius zum Quadrat. Würde sich also für die halbe Mondfläche sich folgende Formel ergeben:
M=4Πm²/2

Mit freundlichen Grüßen
maeusl1976