Как найти высоту через скорость звука

Барометр — это прибор, с помощью которого в XX веке измеряли давление атмосферы пивного бара, насыщенного парами алкоголя. И иногда — высоту небоскрёбов.

~ «Большая Остзейская Энциклопедия» 2110 года про барометр.

Первым использовать барометр для измерения высоты зданий предложил Нильс Бор, когда взял отпуск от путешествий с дикими гусями по Швеции, чтобы посетить своего друга Резерфорда, строящего дом и потерявшего свой лазерный метр.

Список различных способов[править]

1. Привязать барометр к длинной верёвке и спустить его с крыши до уровня земли, а затем, втянув обратно, измерить длину веревки, которая покажет точную высоту здания.
2. Засечь на секундомере время и сбросить барометр с крыши вниз, замеряя время падения. Затем, используя формулу L=(a*t^2)/2, вычислить высоту здания.
3. Выйти на улицу в солнечный день и измерить высоту барометра и его тени, после чего измерить длину тени здания. Затем, вычислить высоту самого здания по элементарной пропорции H_з=h_зт*(H_б/h_бт)
4. Стараясь не разрушить здание, свалить его горизонтально на землю. Перекатывая барометр от вершины к основанию, посчитать число оборотов и умножить на длину барометра.
5. Если свалить здание мешают местные жители, то можно взять барометр в руки и самому идти вверх по лестнице. Во время подъёма по лестнице, непрерывно прикладывать барометр к стене на всю длину и делать отметки. Подсчёт количества этих меток, даёт высоту здания в барометрических единицах длины.
6. Привязать к барометру длинный шнурок и, раскачивая его, как маятник, определить величину гравитации у основания здания и на его крыше. Из разницы между этими величинами можно вычислить высоту здания по периоду прецессии.
7. Найти архитектора и обменять у него барометр на информацию о высоте спроектированного им здания.
8. Если архитектор отказывается и у него уже есть барометр, то угрожать ему насилием посредством приложения барометром по макушке головы, пока он не найдёт нужный чертёж с отмеченной высотой.
9. Использовать барометр как пресс-папье при рассмотрении планов здания.
10. Продать барометр и купить монтажную рулетку.
11. Если после продажи барометра рулетки не нашлось, купить бутылку водки, вернуться к архитектору, споить его и выведать высоту через тесное общение с собутыльником между песнями и закусками.
12. Использовать стекло барометра, лежащего у основания башни, как обратный отражатель луча фонарика, пущенного с крыши. Высота башни рассчитывается с учётом знания скорости света.
13. Зная угол высоты солнца над горизонтом, замерить тень здания, установив барометр на земле у границы тени. Рассчитать по правилам тригонометрии.
14. Установить барометр на известное расстояние от здания, обеспечивая прямую видимость между верхней и нижней частями здания. Позаимствовать теодолит у дорожных рабочих, которым замерить угол от основания до верхней части здания, прислонив его к барометру. По известным углам (с учётом что здание не Пизанская башня) и длине катета, найти другой катет.
15. Уронить барометр на крыше и, с учётом того, что скорость звука бьющегося стекла составляет 331,46 м/с, рассчитать по времени появления звука у основания высоту его источника по формуле H=cT-c^2/g(√(1+2gТ/с)-1), где Т — показание секундомера, с — скорость звука.
16. Зная начальную мощность ударной волны от взрыва ящика с динамитом на крыше и её угасание на расстоянии, замерить давление ударной волны у основания здания барометром.
17. Если взрывать на крышах с сугубо научными целями в вашем городе строго запрещено, то займите из лаборатории двухканальный цифровой осциллограф, подключив по микрофону к каждому каналу. Поместите один микрофон на уровень земли (датчик 1) вместе с барометром, а второй с длинным кабелем на крыше (датчик 2) . Стукните барометр молотком или булыжником для создания резкого импульса. Замерив разницу во времени прихода импульса на каждом канале, по скорости звука найдёте высоту здания.
18. Измерить давление у основания здания и на крыше. Разность давлений (в миллиметрах ртутного столба) умножить на 12 метров.
19. Насыпать песок с определённой вязкостью у основания здания, сбросив в него барометр. Учтя, что ускорение свободного падения равно 9,8 м/с, по величине образующейся воронки и массе барометра можно вычислить скорость его удара и, соответственно, определить высоту падения.
20. Упрощая предыдущую задачу можно просто замерить время падения барометра с крыши, зная ускорение свободного падения. И узнать высоту падения.
21. Сбросить барометр с крыши на лобовое стекло дорогой машины. На следующий день придёт бумага, где должна быть названа высота здания с которой упал барометр.
22. Надуть барометр гелием и закупорить в нём все щели. Затем замерить скорость всплывания прибора в ведре с водой. Доверху наполнив водой подъезд здания, замерить время всплытия барометра от его основания до крыши. При этом двери подъезда должны быть герметично закрыты, чтобы истечение воды не вносило погрешность.
23. Положить барометр на крышу здания. Измерить величину деформации сжатия. Высота находится через закон Гука.
24. Насыпать две кучи барометров, сравняв большую с высотой здания. Через диаметр основания большей кучи и коэффициент осыпания (вычисляемый с помощью меньшей кучи), можно рассчитать высоту большой кучи барометров, которая по условиям равна высоте здания.
25. Закрепить барометр на вершине здания. Послать кого-нибудь по пожарной лестнице вертикально вверх, чтобы снять показания с барометра. Высота здания рассчитывается исходя из постоянной и равномерной скорости передвижения посланного человека и времени его достижения крыши.
26. Снять с прохожих два шерстяных свитера, положив один на крыше, другой у основания здания. Натереть оба свитера стеклом барометра и замерить силу взаимного отталкивания вершины и основания. Она будет обратно пропорциональна высоте здания.
27. Найти рядом со зданием дерево одинаковой высоты. Свалить его, орудуя барометром как пилой, или полить его ртутью из барометра, и дождаться пока растение засохнет. Обрубить лишние ветви, сжечь ствол. По количеству выделившейся энергии можно элементарно определить высоту дерева, а следовательно, и здания.
28. Залить яму цементом. С помощью Годзиллы опустить в получившуюся жидкую массу здание. Вынуть. Полученный слепок, доверху заполнить жидкостью черпая её корпусом барометра и считая количество черпаний. Зная объём корпуса и вычислив общий объём жидкости, форму и периметр краёв слепка, можно рассчитать его глубину, которая будет совпадать с высотой здания.
29. Для проверки результата предыдущего опыта, измерить вес барометра на поверхности и на дне ямы. Разность значений, благодаря разнице в силе тяжести в зависимости от приближения к центру масс Земли, однозначно определит высоту здания. H=R*(sqrt(W/w)-1); R~6378140 м.
30. Если известна масса и диаметр здания, то можно поднять и поставить его на барометр, затем снять и измерить величину деформации барометра по формулам сопротивления материалов.
31. Убедиться в наличии загробной жизни. Выпить ртуть из барометра. После попадания на тот свет, можно всё узнать, включая высоту здания.
32. Убедиться в отсутствии загробной жизни. Угрожая напоить ртутью из барометра атеистов, шантажом и уговорами набрать 100 человек. Попросить каждого из них догадаться о высоте здания 100 раз. Это даёт размер выборки 10000. Рассчитать среднее значение образца Xn и дисперсию выборки s^2. Поскольку размер выборки велик, s^2 аппроксимирует истинную дисперсию. Использовать Xn-Z(s^2)/100 и Xn+Z(s^2)/100, чтобы построить вероятностный интервал для высоты здания.
33. Нагреть воздух в герметичном здании до уровня плазмы. Проделать отверстие диаметром 1 см, закрепив рядом пружину с висящим на ней барометром. Построить график зависимости натяжения пружины от времени. Проинтегрировав график с учётом диаметра отверстия, найти количество воздуха, вышедшее из здания вследствие теплового расширения. Эта величина будет прямо пропорциональна объёму здания. Зная объём и диаметр рассчитываем высоту.
34. Выкачать из здания воздух. Закачать его туда снова в строго фиксированном количестве. Измерить барометром давление внутри. Оно будет обратно пропорционально объёму здания. Уточнить диаметр здания. Воспользоваться определением высоты по известным объёму и диаметру.
35. Измерить разность потенциальных энергий барометра на крыше и у основания здания. Она будет прямо пропорциональна высоте здания.
36. Зная сопротивление на метр провода, сначала дайте на корпус барометра постоянный электроток у основания здания, замерив напряжение микровольтметром. Отнесите барометр на крышу, отмеряя длину разматывающегося провода. Пустите ток и заметьте напряжение на барометре. Разница напряжений укажет на потерю из-за сопротивления, которая пропорциональна длине провода и соответственно высоте здания.

Источники[править]

• ^англ. Журнал «The Saturday Review» (21 декабря 1968, стр. 60)
• Фёдор Пиркинсонов «Занимательные опыты с высотными зданиями для студентов технических ВУЗов» (1971)

См. также[править]

• Как узнать вес человеческой головы
• Как поймать льва в пустыне

п·о·в Физика
Термины	Антивещество · Безвоздушное пространство · Вакуумная бомба · Газы (СПГ) · Градиент · Гравитационная постоянная · Дыра · Жирафогерметика · Излучение Морра-Найта · Искривление · КГ/АМ · Кротовая нора · Обратимость · Огонь · Плазма Сандуловичиу · Полупроводник · Примат · Радиация · Радуга · Разумное падение · Сейчас · Сила · Скорость света · Сферический конь в вакууме (Устойчивость) · Температура · Туннельный эффект · Электричество · Элементарные частицы · Эффект бабочки
Теории, методы, законы	Глаженье · Законы физики: · Закон всемирного тяготения · Закон Мёрфи · Законы Ньютона (4-й закон) · Закон сохранения массы · Измерение высоты здания барометром · Теорема Нётер · Теория брёвен · Теория всего · Теория всего сущего · Теория Омлетного Поля · Теория относительности · Теория струн · Ускорение свободного падения
Приборы	Большой адронный коллайдер · Большой гудронный коллайдер · Бредовый адронный коллайдер · Детектор лжи · Зарядное устройство · Карусель · Котобутербродный генератор · Малый адронный коллайдер · Микроскоп · Токомер · Ускоритель элементарных частиц · Часы · Электрокотостатический генератор · Яйцелограф
Учёные	Ньютон · Тесла · Хокинг · Эдисон · Эйнштейн
Разделы физики	Термодинамика
Разное	ТЗ на КЗ · Как выполнять лабораторную работу по физике · Как построить адронный коллайдер · Коробочка фотонов

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

temruk — 24 декабря, 2011 — 19:44

• версия для печати