As coordenadas esféricas estão relacionadas com as coordenadas em longitude e latitude usadas na navegação. Para ver como, vamos definir um sistema de coordenadas retangulares (ou cartesianas) com sua origem no centro da Terra, o seu eixo zz positivo passando pelo Pólo Norte e o seu eixo xx positivo passando pelo meridiano principal. Supondo a Terra uma esfera de raio , então cada ponto sobre a Terra tem coordenadas esféricas da forma , onde e determinam a latitude e a longitude do ponto. É comum especificar longitudes em graus leste ou oeste do meridiano principal e latitudes em graus norte ou sul do Equador. A cidade de New Orleans, nos EUA, está localizada a de longitude oeste e de latitude norte. Determine as coordenadas retangulares associadas a esta localização (suponha que a distância esteja em milhas).
Passo 1
Parece complicado, mas é de boinhas! Vamos por partes.
Vamos relembrar nossas relações entre as coordenadas esféricas e cartesianas!
Belezoca! Agora, pensa comigo.
Uma longitude de oeste corresponde a
, ou seja,
Enquanto de latitude norte corresponde a
Só para você entender de onde eu tirei isso a latitude é a coordenada geográfica definida na esfera, então o seu ângulo corresponde a . Além disso, ela varia de em um polo até na linha do equador. Já a longitude mostra a localização de um lugar na terra, indo de leste a oeste, ou seja, circundando a Terra. Logo, ela corresponde ao .
Assim, as coordenadas esféricas de New Orleans são
Para determinarmos as coordenadas retangulares (cartesianas) , aplicamos as fórmulas de conversão. Assim, obteremos