Как найти высоту небоскреба

На первом общероссийском турнире блогеров по Что?Где?Когда? был задан вопрос про то, как измерить высоту небоскреба с помощью барометра в том числе. Необходимо было предложить 8 реальных способов. Порыскав чуть позже в интернете, мы нашли гораздо больше вариантов. Наслаждайтесь)))

1. Измерить время падения барометра с вершины небоскреба. Высота небоскреба однозначно рассчитывается через время и ускорение свободного падения. Данное решение является наиболее традиционным и потому наименее интересным.

2. С помощью барометра, находящегося на одном уровне с основанием небоскреба, пустить солнечный зайчик в глаз наблюдателя, находящегося на его вершине. Высота небоскреба рассчитывается исходя из угла возвышения солнца над горизонтом, угла наклона барометра и расстояния от барометра до небоскреба.

3. Измерить время всплывания барометра со дна заполненного водой небоскреба. Скорость всплывания барометра измерить в ближайшем бассейне или ведре. В случае, если барометр тяжелее воды, привязать к нему воздушный шарик.

4. Положить барометр на небоскреб . Измерить величину деформации сжатия небоскреба. Высота небоскреба находится через закон Гука.

5. Засыпать кучу барометров такой же высоты, что и небоскреб. Высота небоскреба рассчитывается через диаметр основания кучи и коэффициент осыпания барометров, который можно вычислить, например, с помощью меньшей кучи.

6. Закрепить барометр на вершине небоскреба . Послать кого-нибудь наверх снять показания с барометра . Высота небоскреба рассчитывается исходя из скорости передвижения посланного человека и времени его отсутствия.

7. Затереть барометром шерсть на вершине и у основания небоскреба. Измерить силу взаимного отталкивания вершины и основания. Она будет обратно пропорциональна высоте небоскреба.

8. Вывести небоскреб и барометр в открытый космос. Установить их неподвижно друг относительно друга на фиксированном расстоянии. Измерить время падения барометра на небоскреб. Высота небоскреба находится через массу барометра, время падения, диаметр и плотность небоскреба.

9. Положить небоскреб на землю. Перекатывать барометр от вершины к основанию, считая число оборотов. (Способ имени 38 попугаев)

10. Закопать небоскреб в землю. Вынуть небоскреб. Полученную яму заполнить барометрами. Зная диаметр небоскреба и количество барометров, приходящееся на единицу объема, рассчитать высоту небоскреба.

11. Измерить вес барометра на поверхности и на дне ямы, полученной в предыдущем опыте. Разность значений однозначно определит высоту небоскреба.

12. Наклонить небоскреб. Привязать к барометру длинную веревку и спустить его до поверхности земли. Рассчитать высоту небоскреба по расстоянию от места касания барометром земли до небоскреба и углу между небоскребом и веревкой.

13. Поставить небоскреб на барометр, измерить величину деформации барометра. Для расчета высоты небоскреба необходимо также знать ее массу и диаметр.

14. Взять один атом барометра. Положить его на вершину небоскреба. Измерить вероятность нахождения электронов данного атома у подножия небоскреба. Она однозначно определит высоту небоскреба.

15. Продать барометр на рынке. а вырученные деньги купить бутылку водки, с помощью которой узнать у архитектора высоту небоскреба.

16. Нагреть воздух в небоскреба до определенной температуры, предварительно его загерметизировав. Проделать в небоскребе дырочку, около которой закрепить на пружине барометр. Построить график зависимости натяжения пружины от времени. Проинтегрировать график и, зная диаметр отверстия, найти количество воздуха, вышедшее из небоскреба вследствие теплового расширения. Эта величина будет прямо пропорциональна объему небоскреба. Зная объем и диаметр небоскреба, элементарно находим его высоту.

17. Измерить с помощью барометра высоту половины небоскреба. Высоту небоскреба вычислить, умножив полученное значение на 2.

18. Привязать к барометру веревку длиной с небоскреб. Использовать полученную конструкцию вместо маятника. Период колебаний этого маятника однозначно определит высоту небоскреба.

19. Выкачать из небоскреба воздух. Закачать его туда снова в строго фиксированном количестве. Измерить барометром давление (!) внутри небоскреба. Оно будет обратно пропорционально объему небоскреба. А по объему высоту мы уже находили.

20. Соединить небоскреб и барометр в электрическую цепь сначала последовательно, а потом параллельно. Зная напряжение, сопротивление барометра, удельное сопротивление небоскреба и измерив в обоих случаях силу тока, рассчитать высоту башни.

21. Положить небоскреб на две опоры. Посередине подвесить барометр. Высота (или в данном случае длина) небоскреба определяется по величине изгиба, возникшего под действием веса барометра.

22. Уравновесить небоскреб и барометр на рычаге. Зная плотность и диаметр небоскреба, плечи рычага и массу барометра, рассчитать высоту небоскреба.

23. Измерить разность потенциальных энергий барометра на вершине и у основания небоскреба. Она будет прямо пропорциональна высоте небоскреба.

24. Посадить внутри небоскреба дерево. Вынуть из корпуса барометра ненужные детали и использовать полученный сосуд для полива дерева. Когда дерево дорастет до вершины небоскреба, спилить его и сжечь. По количеству выделившейся энергии определить высоту небоскреба.

25. Поместить барометр в произвольной точке пространства. Измерить расстояние между барометром и вершиной и между барометром и основанием небоскреба, а также угол между направлением от барометра на вершину и основание. Высоту небоскребарассчитать по теореме косинусов.

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Этот вопрос действительно имел место на квалификационном экзамене по физике в Копенгагене. 

Один из студентов ответил так:
«Привяжите кусок прочной верёвки к основанию барометра, затем опустите барометр на верёвке с крыши небоскрёба так, чтобы он достал до земли. Длина верёвки и длина барометра в сумме дадут высоту небоскрёба.»

Высокооригинальный ответ настолько поразил преподавателя (в плохом смысле этого слова), что студент получил «неуд». Студент подал жалобу, утверждая, что его ответ был абсолютно точен, и университет попросил независимого судью решить дело. Судья установил, что решение было верным и достаточно точным, но студенту необходимо прийти и за шесть минут предоставить устный ответ, который показывал бы знание хотя бы основных принципов физики.

В течение первых пяти минут студент сидел молча, собираясь с мыслями. Судья напомнил ему, что время подходит к концу, на что студент ответил, что у него есть несколько абсолютно точных вариантов решения и он не знает, какой из них выбрать.

Наконец студент сказал следующее:
«Для начала, вы можете поднять барометр на крышу, перекинуть его через парапет и засечь время, за которое он достигнет земли. Высота здания в таком случае может быть рассчитана по формуле H = gt²/2. К сожалению, барометр в таком случае мы потеряем.»

«В случае, если стоит солнечная погода, вы можете измерить длину барометра, а затем вычислить отношение полученного числа к высоте его тени. Затем вы измеряете длину тени небоскрёба и нахождение решения будет возможно путём несложных арифметических вычислений.»

«Но если вы хотите себя показать настоящим учёным, вы можете привязать барометр к верёвке и качать его, как маятник, с нижней точкой у земли и верхней — на уровне крыши небоскрёба. Высота находится путём вычисления разницы между силой гравитации T = 2 Пи (l / g).» <за точность формулы не ручаюсь>

«Если пожарная лестница находится на внешней стене небоскрёба, будет легче пройти её и вычислить длину небоскрёба в барометрах, затем соответственно умножив на длину прибора.»

«Конечно, если вы — скучный сторонник консервативных методов, вы можете использовать барометр для измерения давления воздуха на крыше небоскрёба и на земле, перевести разницу в метры и получить искомое число.»

«Но пока мы упражняем нашу силу ума в применении исключительно научных методов, несомненно, лучшим способом было бы постучать к швейцару и сказать ему: «Если вы хотите получить отличный новенький барометр, всего лишь скажите мне высоту этого небоскрёба.»»

Этим студентом был Нильс Бор, единственный датский учёный, получивший Нобелевскую премию по физике!

Этот случай произошел в Копенгагенском Университете. Однажды на экзамене по физике преподаватель задал вопрос: «Как определить высоту небоскреба при помощи барометра?» Один студент ответил: «Для этого нужно привязать к барометру длинную веревку, а затем опустить его с крыши небоскреба на землю. Длина веревки плюс длина барометра будет равняться высоте здания».

Этот чрезвычайно оригинальный ответ так рассердил экзаменатора, что тот без промедления выгнал студента из аудитории. Студент подал на апелляцию, основываясь на том, что его ответ был абсолютно правильным. Университет уполномочил разобраться с инцидентом независимого арбитра.

Арбитр сделал вывод, что ответ действительно был правильным, но явно не отображал знаний по физике. Чтобы покончить с создавшейся проблемой, было решено вызвать студента и предоставить ему шесть минут на обдумывание ответа, который показал бы хоть какую-нибудь ознакомленность с основами физики. В течение пяти минут студент молча морщил в размышлениях лоб. Арбитр напомнил ему, что время на исходе. Получив совет поторопиться, студент ответил следующим образом.

Во-первых, можно подняться на крышу небоскреба, бросить барометр вниз и засечь, сколько времени он будет лететь до земли. В этом случае высоту здания можно вычислить по формуле h=0.5gt², но тогда – прощай бедный барометр.

Или, если светит солнце, можно измерить высоту барометра, затем установить его на краю крыши и измерить длину отбрасываемой им тени. Потом измерить длину тени небоскреба; и затем вычислить высоту небоскреба не трудно. Для того, кто знает арифметику, не представит особого труда составить пропорцию.

Но если уж использовать научный подход, можно привязать к барометру небольшой кусок веревки и раскачивать его, как маятник, сначала на земле, а затем на крыше небоскреба. И вычислив период колебаний, вычислить ускорение свободного падения в каждом случае. Таким образом, высота здании будет равняться разнице значений g.

Если у небоскреба есть пожарная лестница, можно подняться по ней и, прикладывая барометр к стене, сосчитать количество приложений, а затем результат умножить на высоту барометра.

А если быть скучным и неоригинальным, можно просто при помощи барометра измерить атмосферное давление на крыше небоскреба и на земле, и разницу в миллибарах преобразовать в метры, так и узнаем высоту здания.

Но поскольку нас постоянно призывают проявлять свободу мышления, несомненно, лучший способ обратиться к вахтеру и сказать ему: «Я отдам вам отличный новый барометр взамен на то, что вы сообщите мне высоту этого здания».

Этим студентом был Нильс Бор, единственный датчанин, получивший впоследствии Нобелевскую премию по физике.