檔案軼事:艦炮射擊公式

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


我害怕數學課的原因之一是,總覺得我學到的東西會變得毫無用處。無論我多麼努力,我都無法想象在學校以外的任何情況下,我需要知道如何繪製對數圖或求未知角的度數。 如果我早點去 19 世紀早期的直布羅陀駐防地旅行,我可能會有不同的想法。

亞歷山大·阿爾科克給《大眾科學》投稿,講述了在測量無法到達的距離時如何運用幾何學和三角學,這篇文章刊登在 1854 年 3 月 25 日的期刊上。 阿爾科克解釋說,這個方法是他大約 25 年前在直布羅陀的駐防地服役時設計的,那裡有幾個炮臺位於不同的海拔高度。


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以下是指示,引自雜誌原文,因為我不相信自己能改述數學公式。 為了澄清,A 是蝕刻圖的左下角,B 是火炮的位置,C 是右下角的船,D 是右上角

“設 B 為高地上的火炮位置,其高度 BA 高於海平面,C 為水平面上的船隻或其他物體的位置;假設 BD 與 AC 平行。 透過金屬瞄準線將火炮對準物體 C,並使用象限儀確定俯角 DBC,這將是內錯角 BCA 的度量。 現在在直角三角形 ABC 中,我們已知三個量,可以求出所有其餘量。 然後,角 ACB 的正弦與 AB 的比值,等於半徑與無法到達的距離 BC 的比值。 因此,我們得到一個通用公式,即火炮高於水平面的高度除以俯角的正弦,在任何情況下都將給出無法到達的物體與火炮之間的距離。”

然後,阿爾科克建立了一個包含不同炮臺高度的表格。 利用這些公式,一旦人們計算出火炮位置和高於海平面的高度之間的俯角,他就能讓其他人輕鬆找到到目標的距離。 因此,感謝阿爾科克先生,我被糾正了。 數學可能非常有用……尤其是在涉及到火炮的情況下。

 

關於作者:瑪麗·卡梅萊克是自然出版集團的製作助理,目前正在參與《大眾科學》的數字檔案館專案,她在該專案中花費了無數個小時來搜尋很久以前的文章和廣告。 她於 2010 年畢業於福特漢姆大學,獲得英語文學碩士學位,目前居住在紐約市。 她的教育背景是現代主義文學中的性別和戰爭創傷,但瑪麗也對科學、自然和醫學的歷史和視覺文獻有著濃厚的興趣。

In 1845 大眾科學 magazine made its debut on newsstands and has continued to be published ever since. Now, Nature Publishing Group and 大眾科學 are working to digitize all past issues of the magazine. Mary Karmelek is in charge of checking over each issue, and in the process she uncovers fascinating, captivating and humorous material buried in the yellowed pages of our past. In this blog she shares the highlights of her discoveries. Additional archival material appears every month in our 50, 100 and 150 Years Ago column.

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