جواب به کارببندیم صفحه ۱۴ مطالعات نهم

در این نوشته با جواب به کارببندیم صفحه ۱۴ مطالعات نهم همراه شما هستیم.

جواب صفحه ۱۴ مطالعات نهم

۱- الف) با استفاده از یک نقشه، طول و عرض جغرافیایی کشور ایران را بخوانید و بنویسید. 

طول و عرض جغرافیایی ایران: ۲۵ درجه و ۳ دقیقه الی ۳۹ درجه و ۴۷ دقیقه عرض شمالی و ۴۴ درجه و ۵ دقیقه الی ۶۳ درجه و ۱۸ دقیقه طول شرقی

ب) به کمک معلم و با مراجعه به منابع، طول و عرض جغرافیایی شهر یا روستای محل زندگی خود را پیدا کنید و بنویسید. 

به عهده دانش آموز

۲- به کمک معلم، طرز کار یک گیرندهٔ سامانهٔ موقعیت‌یابی جهانی (GPS) را مشاهده و بررسی کنید.

آشنایی با سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS) و نحوهٔ عملکرد آن

سیستم موقعیت یابی جهانی یا GPS می‌تواند موقعیت دقیق شما را در زمین و در هر زمانی و در هر موقعیت آب و هوایی نشان دهد. این سیستم از یک مجموعه ۲۴ تایی ماهواره‌ای (حدود ۶ قطعه زاپاس) تشکیل شده که ۱۱ هزار میل دریایی بالای سطح زمین می‌چرخند و به طور مداوم سیگنال‌هایی به ایستگاه‌های زمینی می‌فرستند که عملکرد GPS را کنترل می کنند. سیگنال‌های ماهواره‌ای GPS همچنین توسط دریافت کننده‌های GPS مشخص می‌شود، که موقعیت مکانی خودشان را در هر جای زمین با کمتر از یک متر و تعیین فواصل از حداقل ۳ ماهواره GPS محاسبه می‌کنند. هیچ سیستم راهیابی دیگر تاکنون آنقدر جهانی یا صحیح نبوده است. از اولین پرتاب در سال ۱۹۷۸، پیشرفت سیستم راه یابی جهانی به دهه ۱۹۶۰ برمی‌گردد یعنی زمانی که سازمان همکاری هوا و فضا بخش اصلی در مفهوم و پیشرفت GPS بود، تکنولوژی ای که به طور بارز قابلیت‌های نیروی نظامی مان را افزایش داد و هم چنان به دنبال کشف کاربردهای جدید در زندگی روزمره است. کمک کردیم تا GPS به عنوان یکی از مهیج‌ترین و انقلاب آورترین تکنولوژی‌های تاریخ معرفی شود و در گسترش و عملکرد آینده هم شرکت داشته باشد

اجزای GPS

سه بخش دارد: بخش فضایی، بخش کابر و بخش کنترل.
بخش فضا از یک مجموعه ۲۴ تایی ماهواره تشکیل می‌شود (و حدود ۶ قطعه اضافه که هر کدام ۱۱ هزار میل دریایی بالای زمین در چرخش هستند). بخش کاربر از دریافت کننده که می‌توانید در دست خود بگیرید یا در یک وسیله جاسازی کنید مثل ماشین‌تان، تشکیل می‌شود. بخش کنترل از ایستگاه‌های زمینی (شش مورد از آن‌ها در سرتاسر دنیا قرار گرفته‌اند) تشکیل شده‌اند که این اطمینان را ایجاد می‌کنند که ماهواره‌ها به طور صحیح کار می‌کنند. ایستگاه کنترل مرکزی در پایگاه نیروی هوایی Schriever نزدیک کلورادو اسپیرینگ قرار گرفته و کلرادو و سیستم را هدایت می‌کند. به منظور فهم بیشتر شما از  GPS اجازه دهید در مورد سه بخش از این سیستم بحث کنیم. ماهواره‌ها، دریافت کننده‌ها و ایستگاه‌های زمینی و سپس بررسی کنیم که GPS چگونه کار می‌کند

مجموعه ماهواره‌ها

چرخش سفر فضایی به دور زمین است. ماهواره‌های GPS در عرض ۱۲ ساعت به دور زمین می‌چرخند. هر ماهواره به یک ساعت اتمی خیلی دقیق مجهز شده طوری که زمان را به صورت نانوثانیه بیان می‌کند که ۰/۰۰۰۰۰۰۰۰۰۳ یا سه بیلیون‌ام یک ثانیه است و این امکان را ایجاد می‌کند تا سیگنال‌هایش را با سیگنال‌های هم زمان از ماهواره‌های دیگر به زمین می‌فرستد. سیگنال با سرعت نور به سمت زمین در حرکت است. حتی با این سرعت با یک زمان قابل توجه به هر دریافت کننده می‌رسد. تفاوت بین زمانی که سیگنال دریافت می‌شود و زمانی که فرستاده می‌شود، با سرعت نور ضرب می‌شود و دریافت کننده می‌تواند فاصله تا ماهواره را محاسبه نماید. بر اینکه این مقیاس تا حد ممکن دقیق باشد، سیگنال‌های راهیابی GPS بطور خاص طراحی می‌شوند تا این قابلیت را برای دریافت کننده‌های GPS تسهیل کنند تا زمان ورود را اندازه گیری کنند و به تمام ماهواره‌ها اجازه دهند تا در فرکانس مشابه بدون فعالیت با یکدیگر عمل کنند. برای محاسبه دقیق طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و ارتفاع، دریافت کننده اجرای کنترل GPS از قبیل بخش‌های کنترل، فضا و کاربر را اندازه گیری می‌کند. فاصله تا چهار ماهواره مجزا GPS با استفاده از چهار ماهواره، دریافت کننده موقعیت خودمان را محاسبه می‌کند و به ساعت اتمی هم در ماهواره نیاز نمی‌باشد

دریافت کننده‌ها

دریافت کننده GPS را می‌توانید در دست خود نگه دارید یا روی هواپیما، کشتی، تانک، زیردریایی، ماشین و کامیون نصب کنید. دریافت کننده‌ها و سیگنال‌های ماهواره‌ای GPS را شناسایی، رمزگشایی و پردازش می‌کند. بیش از ۱۰۰ مدل دریافت کننده مختلف استفاده می‌شود. دریافت کننده دستی به اندازه یک موبایل است و مدل‌های جدیدتر، کوچک‌تر می‌باشند و در یک ساعت مچی یا سرویس اطلاعات شخصی نصب می‌شوند. واحدهای GPS دستی در نیروهای مسلح آمریکا طی جنگ خلیج فارس فقط ۲۸ اونس (کمتر از ۳ پوند) بودند. از آن زمان به بعد، عملکردهای دریافت کننده‌ها به مدارهای بر هم مرتبط کاهش یافت که وزنی حدود یک اونس داشتند.

ایستگاه‌های زمینی

بخش کنترل GPS متشکل از ایستگاه‌های زمینی متعدد می‌باشد که در سرتا سر جهان واقع شده است.  ایستگاه کنترل مرکزی در پایگاه نیروی هوایی شریور (Schriever) در کلورادو. شش ایستگاه نظارتی بدون پرسنل: هاوایی و کواجه لاین در اقیانوس آرام، دیگو گارسیا در اقیانوس هند، جزیره اسنسن در اقیانوس اطلس، کیپ کاناورال، فلوریدا و کلورادو اسپیرینگ، کلورادو. چهار ایستگاه بزرگ با آنتن زمینی که دستورات و اطلاعات را به ماهواره‌ها می‌فرستند و تله متری آنها را جمع آوری می‌کنند. ایستگاه‌های نظارتی سیگنال‌های راهیابی را پی گیری می‌کنند و دیتا خود را به ایستگاه کنترل اصلی می‌فرستند. در آنجا کنترل گرها هرگونه تنظیمات یا آپدیت‌های سیگنال‌های راهیابی مورد نیاز برای راهیابی دقیق و ماهواره‌های آپدیت شده مشخص می‌کنند (از طریق آنتن‌های زمینی). برای بهبود دقت سیستم، در سال ۲۰۰۵ ایستگاه کنترل مرکزی دیتا را از ۶ ایستگاه نظارتی اضافه کرد که توسط آژانس ژئومکانی ملی (National Geo spatial – lutelliguno) به شش ایستگاه نظارتی GPS فرستاده شد

GPS چگونه کار می‌کند؟

اصل کلی در مورد GPS مقیاس مسافت (یا دامنه) بین ماهواره‌ها و دریافت کننده‌ها است. ماهواره‌ها دقیقا به ما می‌گویند که در چه وضعیتی از چرخه هستند و دنیا را به دریافت کننده می‌رسانند و موقعیت‌شان محاسبه می‌شود. عملکرد آنها به این صورت است: اگر بدانیم مسافت دقیق از یک ماهواره در فضا چقدر است، می‌دانیم که جایی در سطح یک موقعیت تصوری با شعاع برابر با فاصله تا شعاع ماهواره هستیم. اگر بدانیم که فاصله دقیق از دو ماهواره چقدر است، می‌دانیم که در جایی بین خط یعنی جایی که دو جسم خارجی (سیار) واقع شده‌اند، قرار داریم. و اگر برای بار سوم و چهارم فاصله را از دو یا چند ماهواره دیگر اندازه گیری کنیم، می‌توانیم موقعیت خود را مشخص کنیم. دریافت کننده GPS مقیاس دامنه ماهواره را پردازش می‌کند و موقعیتش را نشان می‌دهد .GPS از سیستمی هماهنگ به نام WGS 84 استفاده می‌کند که به معنای سیستم زمین سنجی جهانی است (۱۹۸۴). به همه این امکان را می‌دهد تا نقشه‌هایی مانند مواردی که در مدرسه دیده‌اید، تهیه کنید و همگی از طریق قالب ارجاعی کلی برای خطوط عرضی جغرافیایی و طولی جغرافیایی استفاده می شود که موقعیت های مکانی و اشیاء را نشان می دهد. GPS از زمان موجود در لابراتوار دریایی امریکا در واشنگتن استفاده می کند تا تمام زمان بندی سیستم GPS را هم زمان کند. مانند کرنومتر هریسون که با زمان گرینویچ هماهنگ بود. اکنون بایستی تصویری واضح از سیستمGPS  در اختیار داشته باشید. می‌دانید که آن از ماهواره‌هایی تشکیل شده که مسیرهایشان توسط ایستگاه‌های زمینی کنترل می‌شود. هر ماهواره سیگنال‌های رادیویی تولید می‌کند که دریافت کننده موقعیت مکانی و فاصله بین ماهواره و دریافت کننده را برآورد می‌کند .دریافت کننده از مقیاس‌هایی برای محاسبه موقعیت مکانی کاربر (بالا یا روی زمین) استفاده می‌کند

 GPS امروزی چگونه کار می‌کند؟ (کاربردهای نظامی GPS)

گرچه سیستم GPS به طورکامل در ۱۹۹۴ بوجود آمد، به اثبات رسید که برای نیروی نظامی آمریکا یک کمک ارزشمند بود.تصویر سازی بیابان با عرض وتوسعه بی‌اندازه ماسه را نشان می‌داد.این ناحیه در فاصله مایل‌ها یکسان است.بدون یک سیستم راه‌یابی قابل اعتماد ، نیروهای آمریکایی نمی‌توانستند مانورهای عملیاتی طوفان بیابانی را انجام دهند.به وسیله GPS سربازان می‌توانستند به همه جا بروند و در طوفان شن یا در شب هنگام وقتی سربازان عراقی ساکن آنجا این امکان را نداشتند، مانورهای عملیاتی‌شان را اجرا کنند.بیش از ۱۰۰۰ دریافت کننده تجاری پرتابل برای مصرف آنها خریداری شد. تقاضا آنقدر زیاد بود که قبل از پایان درگیری، بیش از ۹۰۰۰ دریافت کننده ی تجاری در منطقه ی خلیج استفاده می‌شد.آنها توسط سربازان روی زمین حمل می‌شدند و به وسایل، هلی کوپتر وپانل‌های ابزار هواپیما متصل بودند.دریافت کننده‌های GPS در چندین هواپیما شامل جنگنده‌های F16، تانکرهای هوایی KC 135 وبمب افکن‌های B52 نصب می‌شدند. کشتی‌های دریایی از GPS برای محل اجتماع، مین روبی وعملیات هوایی استفاده می‌کردند .GPS برای تمام عملیات نظامی وسیستم‌های سلاحی دارای اهمیت بود. همچنین در ماهواره‌ها استفاده می‌شد تا اطلاعات چرخش درست را بدست آورد وجهت گیر سفینه فضایی را کنترل کنند

GPS در زندگی روزمره

سیستم GPS برای برآورده کردن نیازهای نظامی ساخته شد، ولی روش‌های جدید برای استفاده از قابلیت‌هایش در زندگی روزمره به طور دائم بدست آمد.همان طور که خواندید، سیستم در هواپیما وکشتی به کار برده می‌شود ولی روش‌های دیگری هم وجود دارد که می‌توان از GPS استفاده کرد. ما فقط چند مورد از کاربردهای گسترده‌اش را به شما می‌گوییم .GPS برای نجات زندگی و اموال مردم به کار برده می‌شود.در سال ۲۰۰۲ به امدادگران کمک کرد تا یک چاه حفر کنند ومعدنچی‌های گرفتار در Somerset PA را نجات دهند.بسیاری از واحدهای پلیس ،آتش نشانی، اورژانس وپزشکی از دریافت کننده‌های GPS استفاده می‌کنند تا ماشین پلیس، کامیون آتش نشانی یا آمبولانس نزدیک به یک اورژانس را بیابند ودر واقع سریع‌ترین پاسخ ممکن را در موقعیت‌های مرگ وزندگی فراهم می‌کند.هواپیمای مجهز به GPS می‌تواند به سرعت محیط جنگل آتش گرفته را پیدا کند وناظرین مربوطه نقشه‌ای به روز تهیه می‌کنند و آتش نشانان را با امنیت کامل به نقاط آتش گرفته می‌فرستند. نقشه کشی، بازسازی وشرکت‌های تحقیقاتی به طورگسترده از GPS استفاده می‌کنند. طی ساخت تونل کانال انگلیس، کارکنان بریتانیایی وفرانسوی از پایانه‌های مخالف شروع به حفاری کردند یکی از داور (Dover) انگلستان ویکی از کالایس فرانسه آنها به دریافت کننده‌های  GPS خارج از تونل اعتماد داشتند، طوری که موقعیت آنها را در طول مسیر کنترل می‌کرد واین اطمینان را می‌داد که آنها در وسط یکدیگر را ملاقات می‌کنند. در غیر این صورت تونل ممکن بود از مسیرش منحرف شود .GPS به مجریان معدن این امکان را می‌دهد تا تجهیزات معدن را با ایمنی راه‌یابی کنند، حتی وقتی قدرت دید مشکل باشد. مثال ماشین با یک نمایشگر ویدئو روی داشبورد را به یاد می‌آورید؟ ردیابی وسیله یکی از کاربردهای روبه رشد GPS در دنیای امروز است.وسایل مجهز به GPS، سیستم های حمل ونقل عمومی، کامیون های تحویل کالا خدمات مسافربری از دریافت کننده استفاده می کنند تا موقعیت‌شان را در هر زمان هم از لحاظ ضرورت وهم از لحاظ ایمنی راننده تأمین کنند. تولید کنندگان خودرو نمایشگرها نقشه متحرک با راهنمای GPS را تهیه می‌کنند که گزینه‌ای جدید روی خودروهای تولیدی می‌باشد. نمایشگر می‌تواند از محل نصب خود برداشته شود وبه خانه برده شود تا یک سفر را طراحی کنید. شرکت‌های ماشین اجاره‌ای وسایل مجهز به GPS دارند که مسیرهای راننده را روی صفحه نمایش واز طریق دستورالعمل‌های صوتی ترکیبی ارائه می‌دهند. تصور کنید که دیگر در زمان تعطیلات گم نمی‌شوید، مهم نیست که کجا هستید. بالن‌های مجهز به GPS سوراخ‌های موجود در لایه ازن را در مناطق قطبی بررسی می‌کنند تا کیفیت هوایی منطقه ی خاص را ارزیابی کنند. ردیاب‌های شناور، کشتی‌های نفت را با استفاده از GPS پیدا می‌کنند تا عملیات تصفیه اعمال شود. باستان شناسان، زیست شناسان وکاشفان با استفاده از این سیستم خرابی‌های باستانی، کوچ گله حیوانات وانواع گونه‌های در معرض خطر مثل گوسفند دریایی، پلنگ سفید وپانداهای بزرگ پیدا می‌کنند. آینده GPS به اندازه تصور شما نامحدود است. کاربردهای جدید با پیشرفت تکنولوژی ادامه دارد.GPS ، ماهواره مانند ستاره‌های آسمان، ما را به قرن ۲۱ ام هدایت می‌کنند.

۴- میانگین سرعت گردش زمین به دور خورشید در یک ثانیه ۳۰ کیلومتر است، سرعت حرکت زمین به دور خورشید در یک ساعت چقدر است؟

حساب کنید. هر ساعت برابر با ۶۰ دقیقه و هر دقیقه برابر با ۶۰ ثانیه است. بنابراین سرعت حرکت زمین به دور خورشید در یک ساعت 3600×۳۰=۱۰۸۰۰۰۳۶۰۰×۳۰=۱۰۸۰۰۰

همچنین ببینید: سوالات متن درس ۲ مطالعات نهم