Янки при дворе короля Артура: задача-шутка

[stanislav-v-l.livejournal.com]

Предположим, что пространственно-временной вихрь забросил Вас глубоко в прошлое. Короче, Вы - "попаданец", с сомнительными шансами на возвращение. Ну или можем взять за основу "Таинственный остров" - кораблекрушение, Вы с товарищами попали на необитаемый остров, опять же со слабыми шансами быть найденными.

Голодная смерть не угрожает. А вот уровень комфорта хотелось бы повысить, поскольку застряли Вы надолго. Время есть. Полезных ископаемых есть. Из инструментов - есть молотки, гвозди, пилы... Все! Ну и собственные руки и голова.

Короче, большая задача: используя знания, имеющиеся в голове у Вас, человека 21-го века, поднять уровень цивилизации насколько сможется.

У Вас в памяти множество знаний по физике, химии, электронике, ... Вы помните множество формул и констант. И сталкиваетесь с проблемой: бОльшая часть этих знаний бесполезна ввиду отсутствия ЭТАЛОНОВ. Вы помните ускорение свободного падения, помните плотности всех веществ. Но у Вас нет ни метра, ни килограмма. В лучшем случае Вас окружают футы-дюймы, или аршины-вершки. Только в разное время в разных местах футы были разными; какие они конкретно здесь и сейчас - ХЗ, товарищ майор, википедия недоступна. Так что "чужие" эталоны, даже если есть - бесполезны.

Итак, задача маленькая, но абсолютно необходимая: восстановить для начала эталоны метра, килограмма, секунды. С достаточной для инженерных расчетов точностью.

Собственный рост и вес использовать можно как самое первое грубое приближение, для расчетов первых грубых механизмов, но в дальнейшем надо опереться на что-то более объективное.

Если Вы помните точно длин волн и какого излучения дадут метр - это великолепно! Но чтобы построить установку, которая их отмерит и восстановит метр абсолютно точно - придется потратить много лет, используя все это время какой-то "инженерный" метр.

Какие есть идеи ?

UPD: (чтоб не отвечать каждому второму)
1. "Восстановить" эталоны нужно только для того чтобы использовать цифры из головы. Можно ввести свои эталоны, можно. Но тогда все-все-все цифры что Вы помнили нужно забыть и измерять заново! - плотность воды, число Авогадро, универсальная газовая постоянная ... Пока Вы не проделаете этих измерений, не растиражируете результаты - инженерная деятельность будет сильно заторможена. Восстановление знакомых эталонов обойдется "дешевле" на один-два порядка.
2. Может быть в будущем человеческие тела будут изготавливать из платино-иридиевого сплава, но сегодня это не так. Параметры тела меняются весьма значительно. Кто не верит - попробуйте в течении одного дня 5-6 раз померить свой рост и вес. Утром и вечером. До игры в футбол и после. До туалета и после :)
3. Методику расчета погрешностей, когда погрешности из нескольких источников, кто-то еще помнит ?
Если метр мы определили с ошибкой 1%, то кубический метр мы отмерим с обшибкой 3%. Если килограмм тоже с ошибкой 1%, то в кг/м^3 - если повезет, то 2%, а если не повезет - 4%. Таким образом, в сложных расчетах набегут такие ошибки, с которыми даже каменную пещеру строить нельзя.
Поэтому, ляпну "с потолка": если ошибка эталонов не выше 0.1%, то есть шансы, что в большинстве практических расчетов мы за 1% ошибки не выскочим...

Comments

[alll]

Эталон длинны получается астрономическими наблюдениями как доля окружности Земли. Ваш К.О.

[-hog-.livejournal.com]

Кондамин, помнится, довольно долго и тяжело лазал по Андам, чтобы довольно приблизительно оценить длину меридиана =)

[allairodor.livejournal.com]

Придраться можно? Число авогадро - безразмерная величина. Количество частиц в моле вещества.

[stanislav-v-l.livejournal.com]

Да, пожалуйста. Вы уже научились отсчитывать молекулы поштучно ? Если нет - Вам придется 1 моль отмерять либо через литры, либо через килограммы.

[obormotttt.livejournal.com]

если не заниматься массовой и точной механикой с взаимозаменяемыми частями (пара пушка-снаряд, например, или двигатели), то сойдёт и так:

http://belvoin.narod.ru/images-a/mera.gif

http://img-fotki.yandex.ru/get/5501/galley42.6/0_46c49_374d32e2_XL.jpg

как-то ж справлялось всё человечество десять тыщ лет, вплоть до 18 века.

как говорил один мой знакомый, разница между крестьянином и рабочим в том, что для одного разница между десятой и сотой долей миллиметра - это что-то очень маленькое, а для другого - это что-то невероятно огромное.

"достаточная для инженерных расчетов точность" сильно зависит от решаемой задачи, вон некоторые до сих пор считают в фунтах на квадратный дюйм и плюют не весь остальной мир.

температура - по цельсию, думается, проще, 0 = замерзание, 100 = закипание.

меры веса гуглить лень, но имхо имперская система гораздо более удобна для расчетов "на глазок" и с голыми руками, антропометрические данные, вобщем и целом, не сильно между собой отличаются, выходит вполне приемлемая точность.

[woodenfriend.livejournal.com]

если не требуется повторить эталоны, а просто нужно получить измерительные инструменты, то первые шаги не такие уж сложные, вроде бы..

нужно сделать часы, тем более что они все равно полезны. маятниковое что-нибудь. замеряя приблизительные сутки по интервалу между одинаковыми событиями (восходом солнца, например), даже с учетом изменения длительности дня (скажем, 2 минуты против 24*60 минут), можно с неплохой точностью восстановить секунду. можно корректировать потом хоть каждый день, а для начала подойдёт и грубый результат.

длину маятника можно пересчитать в метры, вот тебе и длина. ну или специальный маятник для измерения сделать, близкий к математическому.

длина - это и площадь и объём. плотность воды (грубо) - единица - вот тебе и первичный эталон массы.

чтобы продвинуться дальше нужны калькулятор, халат, очки, борода и монтировка ибо требуются хитрые опыты :)

[mirang.livejournal.com]

760мм ртутного столба.

[takc.livejournal.com]

увы, давление не постоянно

[bash-m-ak.livejournal.com]

Если попаданец помнит любые константы, то относительно просто можно определить секунду через радиоактивные распады. Счетчик Гейгера - довольно простое изделие не требующее точности.
Реальность же такова, что к тому времени, когда прогресс дойдет до уровня что точность констант станет важна, попаданец будет уже в могиле - сотни лет как.
Точность констант - это прежде всего точность инструментов. Чтобы построить точные инструменты, надо сначала иметь меннее точные инструменты...
Если имеется какой-то процесс, где точность констант важна, то сам процесс уже является измерением константы с точностью выше известной. Пример такого - нобелевская премия 2005 за построение точных часов.
На время жизни автора эталон метра, определенный из его роста будет более чем достаточен, как и любой другой эталон. На технологическом уровне попаданца-робинзона он просто не важен.

[krazzzer.livejournal.com]

Эта тема уже перебиралась здесь http://www.popadancev.net/vosstanovlenie-metricheskoj-sistemy/

[sergei-fedorov.livejournal.com]

Максимально, что можно сделать в условиях крайне ограниченного количества людей - это овладеть азами агрономии, охоты и столярства. Всё остальное - это атрибуты цивилизации, которая подразумевает количество людей, которое не записывается одной цифрой.
Зачем нужны эталоны, если обмена информацией нет? эталон для одного человека? да длина среднего пальца - вот Вам и эталон.

[woodenfriend.livejournal.com]

ну вы же поняли постановку задачи, к чему придирки. это как на вопрос про сколько яблок у вас осталось отвечать, что я не дам некту яблоко. ну придумайте дополнительные условия. скажем, у вас осталась одна книжкарукопись на нестандартной бумаге с планом спасения, но там всё в метрической системе, которой у вас не осталось.

[guesst.livejournal.com]

ТКЛР?
из констант имеем 36,6, придется втыкать в себя гвозди и измерять удлинение )

[stanislav-v-l.livejournal.com]

Здрасьте! А 0 и 100 ?

[radmohoff.livejournal.com]

Длину, объем и вес определить 2мя пальцами об асфальт. А вот время я б сделал 10 тичным. И по фиг что 60 более кратно, чем 100. В сутках 10 часов х 100 мин . В году 10 месяцев по 36 и 37 дней.

[site php (from livejournal.com)]

Вы хоть постановку задачи читали?

[screwdriver78.livejournal.com]

Время - элементарно, делаем солнечные часы, рядом песочные. Солнечные - достаточно точные, то есть например две разнесенные на большое (скажем, 20 метров) расстояние диафрагмы с небольшими (скажем, 10 мм) отверстиями, оптическая ось которых проходит через траекторию Солнца; т.е. наблюдатель через эти диафрагмы фиксирует вспышку через 24 часа с очень небольшой погрешностью. В течении суток трудимся - постоянно заряжаем песочные часы просеянным просушенным песком, а пересыпанный выгребаем и складируем для последующего подсчета. Фиксируем объем песка за сутки. Далее на аптекарских весах с переменной длиной плеч делим песок на 24 ровные части, (пополам, пополам, пополам, 1/3 к 2/3), получаем песок за час; делим его на 60 частей (пополам, пополам, 1/5 к 4/5, 1/3 к 2/3) - получаем объем за минуту.
Если всё это проделать аккуратно - полагаю, за 1% точности не выйдем.
Повторяем 10 раз, усредняем, получаем точность 0,1%.
А дальше математический маятник - на подвесе один метр период колебаний 2 секунды, точность 0,5%. Подбираем подвес так, чтобы за минуту было 30 колебаний - и voila! Кому нужно точнее - T=2pi*sqrt(l/g), чем длиннее подвес и меньше амплитуда - тем точнее.

[de niel (from livejournal.com)]

с маятником все хреново, так как для его использования нужны секунды, которые в свою очередь зависят от того же маятника. Так что я бы использовал метод последовательных приближений.

1) выяснил, есть ли в моем прошлом часы с секундомером (что вряд ли, иначе был бы уже известен метр ). если есть - то маятник с периодом в 2 секунды будет иметь длину в 1 метр
2) если часы есть, но размерность максимум до минут, то час равен нашему с той или иной точностью (в прошлом умели считать не хуже чем сейчас), и есть хотя бы деление в час, то маятнику нужно совершить 1800 колебаний. Путем подбора можно найти метр. Конечно число колебаний можно уменьшить, если час разбит на части.
3.1.) если часов нет, то зная что в сутках примерно 24 часа, попробовал бы сконструировать водяные часы (просто набрал бы в емкость столько воды, чтобы к какому-то моменту жидкость закончилась), чтобы получить грубую оценку часа (все количество воды разделить на 24 части, получив грубый час). Для таких вычислений потребуются астрономические наблюдения или результаты астрономических наблюдений.
3.2) опять же время можно вычислить при помощи маятника. вместо воды нужно подобрать длину подвеса так, чтобы за сутки маятник вернулся в исходящую точку (если конечно нас не закинет на экватор). грубо прикидываем длину подвеса уже в метрах + время на одно колебание в секундах, и используя новые наблюдения выходим на метр

Уточнение результатов.
Имея грубые оценки метра и секунд, зная что ускорение свободного падения равно 9,8 метра в секунду. Я бы измерил своим метром какую-нибудь башню и из формулы H = g*T*T /2, получил бы свое значение g. - что показало бы мою погрешность.

[rus-art6820.livejournal.com]

Первое что приходит в голову это вычисление времени. Начинаем с простейшего "песочные часы",, набираем сухой песок и начинаем сыпать его через фильеру при этом тупо считая в слух до 60, получаем приблизительный эквивалент минуты, долее досыпаем в ёмкость дополнительно десять таких же порций песка и получаем 10 минут, делаем несколько ёмкостей с равным объёмом песка.
Втыкаем на поляне кол и отмечаем момент самой маленькой тени и начинаем считать время используя ёмкости с песком, отсчитываем до следующего дня, до момента самой маленькой тени, таким образом мы получили сутки.
Зная сколько песка нам понадобилось и имея эталонный размер фильеры через которую мы сыпали песок мы легко с большой точностью вычисляем и часы и минуты и секунды.
Ну, а вычислить остальные параметры зная минуты и секунды, уже дело техники.
В общем дней за 10 справитесь.

[chernidar.livejournal.com]

Берем алмаз, полируем до плоскопараллельных пластинок. Получаем интерферометр. А по нему - сколь угодно точные микроны. Получаем линейную шкалу, через обьем - вес (получить дисцилят несложно), через маятник - время.
Килограм-метр-секунда есть, остальные производные.
Конечно, переводить микроны в метры еще та задача, поэтому можно помежуточно отшлифовать пару линз (технология примитивная, там главное иметь понятие о интерферометре). Оптическая плотность алмаза известна, кривизну меряем интерферометром при шлифовке - получаем форусное расстояние уже в сантиметрах. Чистота алмаза - определяется на глаз очень хорошо, цифры все помним по условиям задачи. Результат - эталон расстояния с точностью до половины длинны волны, тоесть около 0.5 мкм
Я победил, да? ;)

[nizhlogger.livejournal.com]

Надо найти большую пещеру с хорошим эхо.
Скорость звука в воздухе -300м/с.
Соорудить в пещере маятник и настроить период колебания с эхом.
Грубо прикинуть расстояние до стенки пещеры.
Рссчитать длину маятника и отмасштабировать до 1 метра.
Измерить длину до стенки получившимся метром.
Уточнить длину маятника и метра.
Повторить много раз для увеличения точности эталонного метра.
С правильным метром сделать сосуд в 1 л. Налить пресной воды.
С помощью баланса взвесить эталонный килограмм.

[humanelement.livejournal.com]

вы сколько точность своего "метра" не повышайте, он будет стремиться к тому самому "метру" в которых вы выразили длину пещеры на первой итерации (когда "грубо прикидывали длину пещеры")

[porco.livejournal.com]

Не забыть захватить спичечный коробок и несколько монет, например.

[vendy-fog.livejournal.com]

А зачем все эти эталоны? Лучше просто поработить местных аборигенов, которые в конечном итоге и сделают вашу жизнь намного комфортнее)

[stanislav-v-l.livejournal.com]

Лучше просто поработить местных аборигенов
Я готов согласиться, что это лучше. Вы поделитесь рецептом как сделать это ПРОСТО ? :)
На соревнованиях с аборигенами по метанию копья - будем честны, Вам вряд ли светит призовое место.
При наличии какого-нибудь паршивенького автомата - действительно, все просто Но паршивенький автомат сначала придется таки своими руками сделать, что, увы - возвращает нас в начало :)

[agalakhov.livejournal.com]

Предположим, инструменты мы нашли на месте, а не взяли с собой. То есть, на молотке не написано "500 граммов", и линейка среди них не завалялась.

Рано или поздно настоящие эталоны мы получим: я на память знаю, что секунда - это 9192631770 периодов излучения цезия-133, а скорость света в вакууме 299792458 метров в секунду. Килограмм можно потом будет определить через углерод-12 и число Авогадро. Осталось до этого уровня добраться.

Сначала нам потребуются грубые метры и секунды. Килограмм получим из метра через плотность воды, электрические величины - через измерения сил. Метр получим из секунды через ускорение свободного падения: g=9.80665 м/с^2 в среднем по Земле. Секунда - это примерно 1/86400 суток.

Можно измерить часы по солнечным часам, потом по ним откалибровать водяные и т.д., но лучше сделать механические маятниковые часы сразу. Анкерный механизм достаточно прост, сделать его можно даже из дерева. Лишь бы тикало. Стрелки можно даже не делать, достаточно просто вечного маятника. Отсчитаем, сколько раз он колеблется за сутки, усредним за несколько дней, и получим довольно точную секунду. Если сможем сделать механический счет, можно измерить даже длину года, ориентируясь по звездам, и наша секунда будет тогда очень точной. На такой точности мы сможем довести технику до уровня примерно 19-го века, дальше дело в шляпе.

Покрыть зеркало амальгамой или провести реакцию серебряного зеркала - дело нехитрое, уровень средневековой алхимии. Шлифовка очень плоских зеркал делается через кольца Ньютона вручную. Как только мы научились делать хорошие зеркала, появляется возможность сделать интерферометр Фабри-Перо. Теперь мы можем с адовой точностью измерять расстояния по длинам волн спектральных линий, да хотя бы по линии натрия из поваренной соли. И, как только у нас появились спектральные приборы, мы можем привязаться к физическим константам вроде постоянной Планка.

[progman-rus.livejournal.com]

1. Через свой рост получаем эталонный метр
2. 1 килограмм получаем через воду. это будет кубик 10х10х10 сантиметров при температуре примерно 25 градусов. На самом деле погрешность не значительная в интервале 20-30 градусов.
3. Имея метр и килограмм мы через формулу периода колебаний математического маятника получаем эталонную секунду.

profit

[-hog-.livejournal.com]

Масса и время легко определятся через метр (скорость света известна с достаточной точностью - как измерять ее с помощью колеса и зеркала все знают из школы. масса литра воды при 16 градусах достаточно точно определит килограмм).

То есть задача сводится к поиску одного эталона из трех.
Выше чаще всего описывают измерение секунды. Наверное, так действительно проще. Тем более что она будет довольно точна.

[lrlay777.livejournal.com]

До изобретения, а тем более повсеместного распространения, единиц СИ, цивилизация довольно неплохо преуспела и отсутствие метров ей не сильно мешало)
Речь , в конечно счете, только об удобстве счисления. На уровне возможной создания изолированной микроцивилизации вполне подойдет длина любой эталонной палки и вес любого эталонного камня)

[prostak-1982.livejournal.com]

Вот один человек почти что приблизился к решению. Это когда сказал, что 760 мм рт. ст. Только ртуть добыть нужно еще суметь.
А вот вода есть в большем количестве мест...
10 м пресной воды в достаточно хорошем приближении равны 1 атмосфере. Изготовить комплект труб из свинцового сплава достаточно длинных, чтобы из них потом скомпоновать общую герметичную трубу длиной более 10 метров, могли еще в Древнем Риме. Правда потребуется еще башня, чтобы подвесить конструкцию.
Делаем толстостенный котел из глины, покрытый изнутри расплавленным свинцом. Припаиваем крышку из свинцового сплава, но в ней должен оставаться продух №1, чтобы потом можно было спустить воздух. И еще один закрытый продух №2 чтобы можно было потом снова связать конструкцию с атмосферой.
Подвешиваем нашу трубу в башне, потом устанавливаем снизу котел с крышкой. Впаиваем трубу в котел так, чтобы конец трубы был почти что возле дна.
Начинаем наливать в нашу конструкцию воду. Воздух из котла выходит через продух №1. Когда котел полностью заполняется водой, и вода начала вытекать через продух №1, запаиваем его этакой консервной банкой из свинцового сплава.
Продолжаем наливать воду через трубу. Так как котел на этот момент является "герметичным", то вся вода будет заполнять саму трубу. Наливаем воды до самого уреза трубы, чтобы она тоже полилась через край. Оставляем так конструкцию на сутки, чтобы отошли растворенные газы, заодно проверяем герметичность соединения трубы с котлом. Доливаем воды, запаиваем срез трубы еще одной "консервной банкой".
На высоте примерно 10 метров вымазываем трубу меловым раствором.
Теперь на котле пробиваем продух №2, который должен быть достаточно большого размера и должен находиться ниже продуха №1.
Что случилось? Правильно, теперь наш котел связан с атмоферой и вода начинает вытекать под своим весом. Но воздух в трубу не попадает, ведь срез ее у самого дна. Оставляем конструкцию на ночь. Утром наблюдаем, где роса оставила свои следы. Вода будет несколько охлаждать трубу, поэтому ниже среза воды, росы будет больше, чем над срезом. Поэтому и нужно было помазать трубу мелом, чтобы потеки были виднее.
Получившуюся от земли высоту делим на десять частей.
А найдете стеклодувов, то вообще проблем не будет.

[alaft.livejournal.com]

1. Сделать эталон времени.
Сделать песочные часы на несколько минут. Переворачивая их в течение суток, определить их длительность. Потом сделать маятник и определить сколько его качаний в печосных часах. Подогнать часы по маятнику на более точное время. Проверить по суткам. Потом подогнать маятник до секундного расстояния. Так, помаленьку, итерациями, за месяцок можно сделать себе эталоны секунды и, допустим, пяти минут.

2. Через маятник получить эталон метра;
через пресную воду - эталон килограмма
через гальванические элементы - вольта
ну и так далее

[ungarion.livejournal.com]

С расстоянием-дюйм. Все его знают. Перевод в см труда не составит(если надо). Именно так и приходил в свет дюйм. Собрать всех, с кем "повезло" и найти средний дюйм. Так как с одним молотком высокоточным строительством никто заниматься не будет, этого вполне достаточно.
Кг- дюйм есть, изготовить кубик для литра воды. Это и будет килограмм.

[s-tsariov.livejournal.com]

Завтра проверю на опыте, но пока предложение такое:

1. Вводим любую произвольную единицу длины.
2. При помощи тонкой нити, складываемой несколько раз пополам, размечаем единицу на доли (5,10,50,100 сколько угодно)
3. Берем молоток, измеряем его в условных единицах и вычисляем его объем в кубических условных единицах.
4. Берем кирпич или деревянный брусок, что угодно правильной геометрической формы и также обмеряем и вычисляем объем в кубических у.е.
5. Так как плотности материалов нам известны, то известна разница между значениями плотностей, а также их отношения. Одна плотность больше другой во столько-то раз.
7. Погружаем оба предмета в сосуд, до верха наполненный водой. Сливаем вытесненную воду. Объем воды в кубических у.е. в каждом случае нам известен, плотность воды в кг/м3 тоже.
8. Составляем систему уравнений с неизвестными кг, м, и переводной коэффицент у.е. к метрам (три неизвестных). Уравнение 1: отношение у.е. к метру=коэффициент. Уравнение 2: Отношение плотностей в СИ приравниваем к отношению плотностей в у.е. (отношение нам известно). Отношения массы и объема вытесненной воды обоими предметами нам известно - это уравнение три и четыре, с учетом известной плотности воды. В каждом уравнении выражаем у.е. через метр, множеный на коэффициент и в итоге, как мне видится, должны получить метр и массу двух объемов воды в кг.
9. Собираем коромысловые весы и собираем на противовесе с водой соответсвующие массы, например, песка.
10. Делим и удваиваем на весах песок до тех пор, пока не соберем килограмм.
11. При помощи у.е. и полученного коэффициента засекаем на тесьме метр..

[denis-lisin2.livejournal.com]

погодите вы с опытом
возьмите ручку и посокращайте всю эту хе*ню, если мысленно не получается

вы правда думаете, что чем больше наворотите избыточных уравнений и неизвестных, тем больше шансов, что получите какое-то решение уравнений??!

детский сад же (а если точнее уровень типичного 11 класса, которым ставят плюс на экзаменах только за правильно составленную систему без возможности решения)