Совет 1: Как измерить высоту здания барометром

Измерить высоту здания с помощью барометра — нетривиальная физическая задача, показывающая, как важно для физика мыслить вне обычных категорий. Барометр измеряет атмосферное давление, и тем не менее существует множество способов использовать этот прибор для определения высоты.
Вам понадобится
  • — барометр;
  • — знание физики;
  • — немного фантазии и чувства юмора.
Инструкция
1
Известно, что атмосферное давление зависит от высоты над уровнем моря. Поэтому, измерив давление воздуха у основания здания, а затем поднявшись на крышу и повторив измерение, можно из полученной разницы вывести высоту подъема. В среднем при подъеме на двенадцать метров атмосферное давление уменьшается на 1 миллиметр ртутного столба, или, что то же самое, 133 Па. Таким образом, если разница в показаниях у подножия и на крыше составила 260-270 Па, то высоту здания можно считать равной 24 метрам.
2
Для этого способа нужен не только барометр, но и секундомер. Сбросив барометр с крыши здания, секундомером засеките время его падения. Согласно уравнению, описывающему ускоренное движение, путь, пройденный телом в свободном падении, равен (g*t^2)/2, где g — ускорение свободного падения (9,8 м/с^2), а t — время падения. Вычислив по этой формуле дистанцию, которую пролетел барометр до падения на землю, вы получите высоту здания.
3
Привяжите барометр к длинной веревке и постепенно спускайте его с крыши здания на землю. Как только барометр коснется земли, измерение завершено. Остается только спуститься на землю и любым способом измерить длину веревки.
4
Если измерить длину веревки сложно, барометром можно воспользоваться как маятником. Время колебаний идеального математического маятника зависит только от его длины и ускорения свободного падения: T = 2π*√(L/g), где T — период колебаний, L — длина маятника, а g — ускорение свободного падения. Измерив период колебаний барометра, привязанного к веревке, длина которой равна высоте здания, вы сможете вычислить высоту по формуле: L = g*(T/2π)^2.
5
Тени, отбрасываемые предметами, пропорциональны высоте этих предметов. Поэтому, измерив высоту барометра и длину тени, которую он отбрасывает в солнечный день на горизонтальную поверхность в определенное время суток, вы сможете разделить их друг на друга, получив пропорцию. Измерив длину тени, отбрасываемой зданием в то же самое время суток и умножив ее на вычисленную пропорцию, вы определите высоту здания.

Совет 2: Как измерить высоту здания

Рассчитать высоту обычного пятиэтажного или девятиэтажного жилого здания не составит большого труда: высоту этажа нужно умножить на количество этажей, к результату прибавить высоту чердачного помещения (если такое имеется) и выступающей части фундамента. Но такой подход для определения высоты нестандартного строения, к примеру башни, не подходит.
Вам понадобится
  • - Барометр;
  • - измерительный прибор;
  • - секундомер;
  • - веревка;
  • - амперметр;
  • - калькулятор.
Инструкция
1
Взберитесь на вершину высотного здания и сбросьте с него барометр. Засеките время падения барометра. Затем, подставив в формулу L = (a*t^2)/2 полученные значения, вычислите высоту строения.
2
Поместите барометр на вершине высотного строения и измерьте величину деформации сжатия башни. Затем, приняв во внимание Закон Гука, определяющий связь между силой упругости и упругой деформацией тела, рассчитайте высоту строения.
3
С помощью барометра измерьте высоту половины здания, затем полученный показатель умножьте на два - это и будет требуемая величина.
4
Привяжите к барометру веревку такой длины, чтобы барометр, спущенный с вершины башни, касался земли. Эта конструкция может быть использована вместо маятника. Затем на основании формулы математического маятника (T = 2 Пи умножить на корень квадратный из L/g) вычислите высоту здания, то есть L.
5
Соедините высотную башню и барометр в электрическую цепь (первый раз создайте последовательное соединение, а второй раз - параллельное). Измерьте в обоих случаях силу тока. Учитывая сопротивление барометра, удельное сопротивление высотного строения, напряжение и показатели силы тока, рассчитайте высоту сооружения.
6
С вершины башни медленно спускайте веревку. Когда конец спускаемой веревки коснется земли, сделайте пометку в точке соприкосновения веревки с вершиной строения. После этого смотайте веревку и спуститесь с нею на землю. Размотайте веревку и с помощью измерительного прибора измерьте расстояние от конца веревки до точки отметки. Полученный результат и будет высотой измеряемого строения.
Видео по теме
Обратите внимание
Помните, что при любых подсчетах возможна погрешность, поэтому вычислить высоту строения с «аптечной» точностью не получится.
Совет полезен?
Теоретически существует еще множество других способов измерения высоты здания, к примеру, закопать башню в землю, потом откопать ее и вычислить высоту ямы. Но они далеки от реальности, поэтому используйте тот способ измерения, который приемлем в вашем случае.
Источники:
  • Статья о двадцати пяти способах измерения высоты здания
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500