Часы и горы

Сообщение №61737 от Леночка 08 апреля 2010 г. 15:49
Тема: Часы и горы

Экспериментально обнаружено,что точные механические ручные часы с балансиром в виде вращающегося колёсика с пружинкой(механический хронометр) нарушают точность хода,если подняться с ними в горы на высоту нескольких тысяч метров над уровнем моря.Как объяснить это явление?Часы в горах начинают спешить или отставать,как думаете?


Отклики на это сообщение:

> Экспериментально обнаружено,что точные механические ручные часы с балансиром в виде вращающегося колёсика с пружинкой(механический хронометр) нарушают точность хода,если подняться с ними в горы на высоту нескольких тысяч метров над уровнем моря.Как объяснить это явление?Часы в горах начинают спешить или отставать,как думаете?

Мне кажется они должны и в невесомости точно идти..


> Экспериментально обнаружено,что точные механические ручные часы с балансиром в виде вращающегося колёсика с пружинкой(механический хронометр) нарушают точность хода,если подняться с ними в горы на высоту нескольких тысяч метров над уровнем моря.Как объяснить это явление?Часы в горах начинают спешить или отставать,как думаете?

Вязкость воздуха?


> Вязкость воздуха?

Скорее - инерция.
Вязкость, трение, натяжение пружины -- они должны как-то компенсироваться.
Если считать, что к маятнику "прилипает" примерно объём равный маятнику, то разница в массе будет около 60 миллионных. Это около 3 секунд в сутки. Вперёд.


> Вязкость воздуха?

Кстати!
Как зависит вязкость воздуха от давления?!


Кстати,а почему разница в массе около 60 миллионных?И откуда берутся 3 секунды?Просто не совсем поняла))


Насколько я знаю вязкость воздуха не зависит от давления,зависит только от температуры,возрастая с ростом T


> Насколько я знаю, вязкость воздуха не зависит от давления, зависит только от температуры, возрастая с ростом T

Да.
Поэтому от вязкости период измениться не может.
(У точных часов есть компенсация температуры.)

> Кстати,а почему разница в массе около 60 миллионных?И откуда берутся 3 секунды?Просто не совсем поняла))

Плотность воздуха около 1.2 кг/м3.
На высоте 4 км давление 0.6 атм.
Стало быть плотность воздуха меньше на 1.2 * 0.4 = 0.48.
Плотность материала маятника примерно 8000 кг/м.
Если считать, что к маятнику "прилип" объём воздуха, равный объёму маятника (что очень-очень приблизительно), то масса маятника изменится на 0.48 / 8000 = 0.000060
Так как период маятника пропорционален корню из массы, то изменение периода будет в два раза меньше: 0.000060 / 2 = 0.000030
Умножаем это на число секунд в сутках:
0.000030 * 86400 = 2.6 секунды.


Спасибо!


> > Насколько я знаю, вязкость воздуха не зависит от давления, зависит только от температуры, возрастая с ростом T

> Да.
> Поэтому от вязкости период измениться не может.
> (У точных часов есть компенсация температуры.)

> > Кстати,а почему разница в массе около 60 миллионных?И откуда берутся 3 секунды?Просто не совсем поняла))

> Плотность воздуха около 1.2 кг/м3.
> На высоте 4 км давление 0.6 атм.
> Стало быть плотность воздуха меньше на 1.2 * 0.4 = 0.48.
> Плотность материала маятника примерно 8000 кг/м.
> Если считать, что к маятнику "прилип" объём воздуха, равный объёму маятника (что очень-очень приблизительно), то масса маятника изменится на 0.48 / 8000 = 0.000060
> Так как период маятника пропорционален корню из массы, то изменение периода будет в два раза меньше: 0.000060 / 2 = 0.000030
> Умножаем это на число секунд в сутках:
> 0.000030 * 86400 = 2.6 секунды.

Мне прилипание не понравилось.Может проще списать всё на уменьшение отдаваемой воздуху кинетической энергии маятника и др. подвижных частей ( нагрев воздуха)...молекул меньше - затрат меньше.


> Мне прилипание не понравилось.

"Прилипание" - это когда близкие к маятнику слои воздуха движутся почти вместе с ним. За счёт вязкости.
Какова эффективная толщина слоя - это надо считать. Там наверняка ламинарное течение.
Можно представить маятник как тор (не учитывая спицы), потом его распрямить в палку, потом по аналогии с электростатикой прикинуть поле скоростей около палки (как от круглого провода).
Или как для коаксиального конденсатора, учитывая, что рядом с маятником другие детали есть.
Скорее всего получится коэффициент порядка единицы. Плюс-минус полпорядка.


> Может проще списать всё на уменьшение отдаваемой воздуху кинетической энергии маятника и др. подвижных частей ( нагрев воздуха)...молекул меньше - затрат меньше.

Так вязкость-то не меняется. И, стало быть, потери на трение на меняются.


Запаздывание часов в движущейся системе за t секунд по покоящимся часам с точностью до членов второго порядка:. Именно из-за этого эффекта часы с балансиром на экваторе идут несколько медленнее, чем точно такие же часы, помещенные на полюсе. Если опустить широту, например случай экватора, то:, высота над уровнем моря. Эффект безусловно мал. Возможно есть и другие эффекты, но экспериментаторы выглядели бы по-крайней мере не оригинально, не попытавшись их минимизировать, создав тем самым равные условия для часов. Могли бы в ящике такую же атмосферу организовать.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100