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

[denisafanasiev.livejournal.com]

Сутки определяются точно по местоположению солнца. Подсчитав количество колебаний маятника за сутки, можно высчитать длину маятника - получаем метр. Собственно, имея относительно точный метр, можно с уже большей точностью определить секунду.

[humanelement.livejournal.com]

Маятник затухнет за сутки-то.

[denisafanasiev.livejournal.com]

Его можно подталкивать, период колебаний при этом не изменится. Да и длину можно сделать достаточной, и груз потяжелей.

[staserofeev.livejournal.com]

Любой толчок - сдвиг фазы.

[denisafanasiev.livejournal.com]

При любом направлении силы, если ее вектор будет в плоскости движения маятника - поменяется только амплитуда, но не период. Фаза сдвинется только в случае временной задержки - то есть если маятник остановить, потом отпустить.

[staserofeev.livejournal.com]

Фаза не сдвинется только при толчке в нижней точке, которую поймать не просто.
Частный случай: Толчок в верхней точке, когда скорость груза нулевая - мгновенное изменение фазы.

[denisafanasiev.livejournal.com]

Хм. Да, пожалуй, вы правы. Надо обдумать)

[boud.livejournal.com]

Сутки не требуются, и меньше можно с достаточной точностью.
Давай вообще иначе немного.
Есть формула для маятника

Есть формула для центробежной силы


Определить угол вообще проблемы не представляется.
Соответственно, запускаем маятник, раскручиваем груз на нити той же длины, синхронизируем. Определяем угол отклонения, определяем длину нити, исходя из выбранной g.

[denisafanasiev.livejournal.com]

Сутки - единственный временной отрезок, который можно отметить с достаточной точностью (период между зенитами). Меньше уже проблематично.
Насчет второго не совсем вкурил чего-то. Я понял, что это для вычисления килограмма. Скажем, я раскрутил крысу на веревочке, привязав ее за хвост. Сила, действующая на отрыв хвоста, зависит от массы крысы (m), длины веревочки (R) и угловой скорости (w). Скажем, по моему способу мы определим период колебаний маятника и его длину, подвесим крысу на веревке известной длины, раскрутим, синхронизируем вращение крысы с маятником - тут бы мы уже смогли определить массу крысы, но недостает динамоментра, чтобы измерить силу, действующую на ее хвост. Плюс еще вторая сила действует - притяжения земли. Так что не получится)

[boud.livejournal.com]

Сила, действующая на хвост крысы, будет отклонять крысу от оси вращения. Я же говорю, если сила притяжения земли нами принимается за 9.81, либо какую-то другую константу, всё остальное вычисляемо. Отклонилась верфвка на 45°, значит F на веревке равна F притяжения. Даже масса крысы не важна в этом опыте. Отклонение всё равно будет зависить от частоты вращения, длины веревия и от силы притяжения.

[boud.livejournal.com]

Сила, действующая на хвост крысы, будет отклонять крысу от оси вращения. Я же говорю, если сила притяжения земли нами принимается за 9.81, либо какую-то другую константу, всё остальное вычисляемо. Отклонилась верфвка на 45°, значит F на веревке равна F притяжения. Даже масса крысы не важна в этом опыте. Отклонение всё равно будет зависить от частоты вращения, длины веревия и от силы притяжения.

[rolvel.livejournal.com]

Если не сложно, прошу подробнее описать процесс.

[denisafanasiev.livejournal.com]

Устанавливаем кол - чем выше, тем лучше. Фиксируем наименьшую тень (момент зенита). Запускаем маятник. Подсчитываем количество колебаний до следующего зенита. Узнаем период колебаний маятника. По формуле определяем длину маятника в метрах.

[rolvel.livejournal.com]

Что же это за маятник, который сутки не остановится? И как один человек может целые сутки непрерывно считать? Да даже если и не один. Точность подсчета сомнительна. Хотя можно несколько раз повторить и взять среднее?