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

[ggair.livejournal.com]

Ходики, затухание...


Получаем единицы времени - секунды, минуты. Имея, собственно, сутки - можно воспользоваться водяными часами (и не говорите что вода будет испаряться, с закрытыми ёмкостями этим можно пренебречь).

Из единиц времени получаем единицы длины - через маятник.

Из этого получаем всё остальное.

[yadren-fei.livejournal.com]

Сначала сделать часы. Разбивать их хронометраж через фиксированную длительность суток, это естественный эталон. А там уж и метры килограммы считать, через ускорение свободного падения хотя-бы.

[kiploks.livejournal.com]

Ускорение свободного падения зависит от географической широты и высоты над уровнем моря.

[amartyne.livejournal.com]

Сначала нужно определить секунду. Но не устным счетом( все считают с разной скоростью), а водными часами. Нужно 24 сосуда для водных часов, каждый сосуд в конечном итоге будет равен часу. Отсчет всегда начинать в полдень (определить можно по тени от солнца). Калибровать все это конечно придется долго, но в конечном итоге уровень воды в из каждого сосуда будет выливаться ровно за час.
Из часа можно таким же способом получить минуты и секунды.
После того как получим секунду, метр получить легко. Метр -это длинна маятника, чей период 2 секунды, с точностью до 3 мм(997мм).
Из метра кроме обьёма, можно ещё получить массу.
1 литр воды при комнатной температуре= 1 кг.

[qwertyneo.livejournal.com]

"Карат — название серии единиц измерения, происходящее от итал. carato, изначально от араб. قيراط‎ (кират) через др.-греч. κεράτιον (сerátion) — наименования стручка рожкового дерева (Ceratonia siliqua), семена которого, отличающиеся постоянством веса и размера, служили эталонной мерой массы, объёма, площади, впоследствии — чистоты вещества." По условиям задачи семки есть? А если найду?

[born-phoenix.livejournal.com]

Если у нас "Таинственный остров" - надо брать топор и строить дом. На глазок. Не до эталонов.

Если попаданцы в прошлое - "уровень цивилизации" поднимается в первую очередь введением продвинутых методов сельского хозяйства, а не эталоном метра. Когда один крестьянин сможет прокормить десяток не_крестьян - тогда уже всё остальное. А повышение плодородности почвы с раннесредневековых показателей до современных - дело не на один десяток лет.

[kiploks.livejournal.com]

Единая система мер и система обеспечения точности измерений в реальной истории стали востребованы только в начале 19 века, для обеспечения регулярной океанской навигации. Потом их применили к производству машин и механизмов с взаимозаменяемыми деталями и кооперации между однородными производствами. До этого система мер имеет чисто торговое значение, с точностью "как договоримся". Поэтому задача чисто развлекательная.

Если уж так важно восстанавливать излюбленную систему мер, то эталон секунды не без затрат труда и времени, но можно установить античным способом гномона и клепсидры :шкала гномона размечается с помощью египетского треугольника и метода биссектрис, клепсидра калибруется по минутным интервалам гномона.
Все рабочие инструменты и большая часть личных вещей у Вас изготовлены в соответствии с метрической системой, и вычислить по их размерам эталон длины - дело терпения. Вы ведь не забыли, что реальный эталон метра был выбран "от балды"?
Эталон температуры: кипение дистиллированной воды 100°С, спирта - 78,4°. Если есть возможность использовать сжатый воздух и сопло Лаваля, то можно получить лёд и точку смеси воды со льдом - 0°С.
Эталон объёма получается прямым измерением куба. Если измерение всех трёх сторон независимы и погрешности одинаковы (допустим, 1%) и не скореллированы, то погрешность эталона объёма будет √3*1% = 1,73%.
Эталон килограмма - вес литра воды при температуре тающего льда.
Всего вышеперечисленного хватит для техники уровня середины 20 века, даже и с запасом.

[elrond1-2eleven.livejournal.com]

Метр у меня с точностью до 1 см от кончиков пальцев до плеча, на первом этапе этого достаточно. Берём математический маятник длиной с полметра. Он будет временными часами. Берём маятник-стержень длиной с метр , определяем центр тяжести на двух пальцах, и строим зависимость периода его малых колебаний от расстояния от центра тяжести до точки подвеса. Эта зависимость имеет минимум, то есть на ней можно найти несколько пар точек с разными расстояниями но одним периодом. Через ускорение свободного падения - прекрасно известную мне константу - эти пары связаны и с моментом инерции, то есть неявно с массой, и в итоге я получаю этот физический маятник как эталон одновременно длины, времени и массы.