Главная страница » Наука » Трёхмерный маятник Фуко спешит на помощь GPS

Чат
Варламов
awe2
Гусінь
Варламов, та то у меня. пятница нихера не пятница, понимаешь angry
Гусінь
Бухлишко, lol та полностью нельзя, мне на трешу к девяти утра
Варламов
а шо бахнуло?
Бухлишко
Цитата: Гусінь
прожгите уже меня
полностью?
Гусінь
Бухлишко, awe ну прожгите уже меня, ёмана!
Бухлишко
*чтобы захмелеть
Бухлишко
Гусінь, ну ты знаешь, прожженым алкашам много и не надо troll
Гусінь
Бухлишко, да это для втянувшегося в срач сфвшника все равно как тридцать грамм пива для алкоголика sad
Бухлишко
Гусінь, нихуясе ты зажралась. 3 пятничных поста + япония
Гусінь
дайте хоть кота и ведро говна
Гусінь
sad никакой люти. чемпа нет, бетмобиль не нужен. о блядська Данія, піздєц всім сподіванням. facepalm
Бухлишко
Цитата: Hevding
Напиздил черешни у соседей - сижу ем

уже пишу про тебя статейку на ебаное.ит
Pine from cellars
fenix312
Pine from cellars, пидорасы конгресские
Pine from cellars
Гусінь
Pine from cellars, стпдв
Pine from cellars
Гусінь, как зимний вечер
Гусінь
унылая пятница сегодня
Hevding
Pine from cellars, что поделаешь recourse
Pine from cellars
Hevding, замашки советские, взаимствовать еду у соседа
Hevding
Напиздил черешни у соседей - сижу ем
fenix312
Бухлишко, это пот ому что ты в рот всякую гадость тянешь...заканчивай с буликом водиться troll
Pine from cellars
Бухлишко, обращайся butthurt
Бухлишко
Pine from cellars, спасиба, пабливал rega4
Бухлишко
Pine from cellars
fenix312, это же передовые технологии... При том что живая сама она, ну не как все. А с DannyD 16 она снялась то сплошной позитив в плане игры актёров... awe2 Когда муж спит
Pine from cellars
Бухлишко, все видео со смыслом (красиво снято, профи снимал) забыл его фамилию...

Только зарегистрированные посетители могут писать в чате.
Опрос

Как часто вы думаете?

постоянно
иногда
ШТО
 
 
 
Низкая надёжность GPS в горах и лесах (и не только) не устраивает американских военных, требующих иной навигационной системы, столь же не зависящей от окружающей обстановки, как нынешние инерциальные гироскопы.

С апреля, когда мы известили вас о соответствующих намерениях Управления перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA), минуло всего полгода, а DARPA уже отчитывается о первых прототипах новых микроэлектромеханических (МЭМС) систем инерциальной навигации, готовых к внедрению и даже сейчас, на нынешнем технологическом уровне, по точности не уступающих военной версии GPS.

Трёхмерный маятник Фуко спешит на помощь GPS


Прототипы трёхмерных маятников Фуко в исполнении Мичиганского университета (вверху) и Технологического института Джорджии (внизу) (здесь и ниже фото DARPA).


Современные гироскопы для инерциальных систем навигации весьма сложны и дороги: одно устройство такого рода, собираемое вручную, изготавливается около месяца и стоит до $1 млн. В рамках проекта Microscale Rate Integrating Gyroscope («Интегрирование гироскопов на микроуровень», MRIG) DARPA нацеливается на реализацию программы Micro-Technology for Positioning, Navigation and Timing («Микротехнологии для позиционирования, навигации и точного измерения времени», Micro-PNT), сфокусированной на применении гироскопа с вибрирующей структурой из кварцевого или обычного стекла сверхнизкого расширения — вроде тех, что использовались в КА «Кассини–Гюйгенс».

При этом вместо традиционного для микроэлектромеханических устройств двумерного изготовления речь идёт о трёхмерной упаковке МЭМС, что позволяет сделать их более миниатюрными.

Принципиально такое устройство инерциальной навигации опирается на стандартный маятник Фуко, в котором плоскость колебаний слегка изменяется из-за вращения Земли. Однако вместо маятника в описываемых МЭМС-приборах инерциальный сенсор посылает вибрации по поверхности трёхмерных структур. Точность такой стоячей волны постоянно контролируется, и, как только инерциальный сенсор перемещается в пространстве в любом из трёх измерений, это немедленно отражается на колебаниях 3D-поверхности.

Справка:маятник Фуко

Ма́ятник Фуко́ — маятник, используемый для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли.

Трёхмерный маятник Фуко спешит на помощь GPS


Модель маятника Фуко, расположенного в южном полушарии Земли. Изображенная на анимации траектория движения соответствует случаю, когда маятник приводится в движение коротким толчком из положения равновесия.


Эксперимент Фуко

Впервые публичная демонстрация была осуществлена французским физиком и астрономом Жаном Фуко в 1851 г. в Парижском Пантеоне: под куполом Пантеона он подвесил металлический шар массой 28 кг с закреплённым на нём остриём на стальной проволоке длиной 67 м, крепление маятника позволяло ему свободно колебаться во всех направлениях, под точкой крепления было сделано круговое ограждение диаметром 6 метров, по краю ограждения была насыпана песчаная дорожка таким образом, чтобы маятник в своём движении мог при её пересечении прочерчивать на песке отметки. Чтобы избежать бокового толчка при пуске маятника, его отвели в сторону и привязали верёвкой, после чего верёвку пережгли.
Период колебания маятника при такой длине подвеса составлял 16,4 секунд, при каждом колебании отклонение от предыдущего пересечения песчаной дорожки составляло ~3 мм, за час плоскость колебаний маятника повернулась более чем на 11° по часовой стрелке, то есть примерно за 32 часа совершила полный оборот и вернулась в прежнее положение.

Трёхмерный маятник Фуко спешит на помощь GPS


Маятник Фуко в Парижском Пантеоне


Физика эксперимента

Маятник Фуко является математическим маятником, плоскость колебаний которого медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли. В популярной литературе распространено ошибочное объяснение, согласно которому маятник якобы совершает колебания в плоскости, неподвижной в инерциальной системе отсчёта (в данном случае — системе отсчёта, «связанной» со звёздами), и именно поэтому с точки зрения наблюдателя, находящегося на Земле и вращающегося вместе с нею, плоскость качания будет вращаться. В действительности ориентация плоскости качания остается неподвижной относительно звёзд только для маятника на полюсах.
На Северном или Южном полюсе Земли (ось вращения Земли лежит в плоскости колебаний маятника) плоскость колебаний маятника Фуко совершает поворот на 360° за звёздные сутки (на 15° за звёздный час).

Действующие маятники Фуко (в России и СНГ)

По длине нити.
24 февраля 2011 года модель маятника появилась в Киеве. Он установлен в Киевском политехническом институте. Шар из бронзы весит 43 килограмма, а длина нити составляет 22 метра. Киевский маятник Фуко считается самым большим в СНГ и одним из самых крупных в Европе.
12 июня 2011 года открылся Московский планетарий, где установлен действующий маятник Фуко с длиной нити 16 метров, массой шара - 50 килограммов.
8 февраля 2012 года открылся Новосибирский астрофизический комплекс, включающий в себя башню Фуко с маятником, длина нити которого 15 метров.
Действующий маятник Фуко c длиной нити 20 метров имеется в Сибирском федеральном университете (Красноярск).
Действующий маятник Фуко, массой 12 килограммов и длиной нити 8,5 метров, имеется в Волгоградском планетарии.
Действующий маятник Фуко в настоящее время есть в Санкт-Петербургском планетарии. Длина его нити — 8 метров.
В Беларуси маятники Фуко установлены в Белорусском государственном педагогическом университете имени Максима Танка (длина нити — 7,5 метров) и в каплице на мемориальном комплексе «Буйничское поле» (Могилёв) .
Ещё один маятник Фуко находится в Барнауле в АлтГТУ им. И. И. Ползунова на кафедре экспериментальной физики в 403 аудитории. Длина его нити составляет 5,5 метра.
Действующий маятник Фуко в настоящее время есть в Техническом Университете Молдовы

Интересные факты

Один из элементарных способов решения занимательной задачи П. Л. Капицы об облачности Венеры является измерение длины суток при помощи маятника Фуко. Текст задачи:
Астрономические наблюдения показывают, что на планете Венера полная облачность, так что «жители» Венеры лишены возможности наблюдать небесные светила. Опишите, каким методом они могли бы точно измерить длину своих суток.
В Исаакиевском соборе в Ленинграде маятник Фуко был запущен в ночь с 11 на 12 апреля 1931 года. Тогда это назвали триумфом науки над религией.
Однако представители церкви отметили, что этот опыт никак не опровергает догмат существования Бога. Хранитель экспозиции Исаакиевского собора Сергей Окунев прокомментировал это так:
На самом деле, всё было наоборот. Первый опыт Фуко был выполнен с благословения папы Римского для того, чтобы доказать могущество Бога.
Опыты Фуко в Пантеоне были проведены по требованию президента Второй республики Луи Бонапарта (будущего Наполеона III); о документальных доказательствах благословения демонстраций Фуко со стороны папы (на тот момент Пия IX) неизвестно.

Трёхмерный маятник Фуко спешит на помощь GPS


Маятник Фуко на северном полюсе. Ось вращения Земли лежит в плоскости колебаний маятника


Конец справки

Трёхмерный маятник Фуко спешит на помощь GPS


А это образец Калифорнийского университета в Ирвайне.


Среди использованных для решения такой задачи подходов DARPA особо выделило прототипы Мичиганского университета, Технологического института Джорджии и Калифорнийского университета в Ирвайне. Разработчики из первого вуза применили стеклянную структуру, полученную при помощи архаичной, казалось бы, технологии выдувания стекла. При этом дробление частоты для такого 3D-маятника составило всего 10 Гц (чем меньше дробление частоты, тем выше точность). Во втором прототипе также использовались стеклодувные технологии, но стекло было кварцевым, что позволило получить более однородную микроструктуру (при остывании кварцевое стекло испытывает меньшие размерные колебания). Кстати, если обычное стекло дуется при 800 ˚С, то кварцу нужно 1 700 ˚С, то есть речь идёт о значительно более сложной (хотя и потенциально более точной) технологии. Наконец, в третьем образце использовалось химическое парофазное осаждение, с помощью которого в микроуглублениях на выдувной поверхности из стекла были получены синтетические алмазы. Симметрия такого сенсора в перспективе обещает быть самой высокой.

Итак, вторая фаза проекта создания средств инерциальной навигации на базе МЭМС завершена, теперь DARPA планирует отточить технологию, сократив размер сенсоров с 20 до 10 мм³, а частоту дробления — с 10 до 5 Гц, что должно вдвое повысить точность новых средств навигации.

Подготовлено по материалам Управления перспективных исследований Министерства обороны США и Вики
54
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
#1
 
slon
22-09-2012 16:29
 
565
 
Старожилы S.F.W.
0
5

#2
22-09-2012 17:06
 
706
 
Старожилы S.F.W.
0
noid_4
__________________________________________

#3
 
Soyer
22-09-2012 17:16
 
94
 
8142
 
Старожилы S.F.W.
0
vsempohuy

#4
22-09-2012 17:55
 
3901
 
Старожилы S.F.W.
0
Как обычно - много умных слов, бессвязно и нихуя непонятно.... но, типа, круто

#5
22-09-2012 17:58
 
1087
 
3237
 
Мистер Комунист
0
Цитата: Custom Wing
Как обычно - много умных слов, бессвязно и нихуя непонятно.... но, типа, круто


а кому сейчас легко

#6
22-09-2012 18:05
 
3901
 
Старожилы S.F.W.
0
Комунист,
ЫЫЫ блджадъ smoka

#7
 
LURCER
22-09-2012 18:06
 
9
 
1478
 
Старожилы S.F.W.
0
ahuel

#8
 
dralex
22-09-2012 19:40
 
2
 
24849
 
Старожилы S.F.W.
0
vsempohuy

#9
 
Stepan
22-09-2012 21:30
 
47
 
Старожилы S.F.W.
0
Перечислили много маятников, и забыли тот, что в Харькове, в Большой Физической аудитории. На вид длина нити около 6 метров, масса около 10-15 кг, может кто-то знает точнее.

Перечислили много маятников, и забыли тот, что в Харькове, в Большой Физической аудитории. На вид длина нити около 6 метров, масса около 10-15 кг, может кто-то знает точнее.

#10
22-09-2012 23:23
 
3065
 
Старожилы S.F.W.
0
видел такой маятник в исаакиевском соборе в питере
еще в ссср
говорят, что был демонтирован в 1992 году, как не соответствующий назначению здания
за пост +1

#11
 
Xapuk
22-09-2012 23:36
 
1
 
1170
 
Старожилы S.F.W.
0
5

#12
 
Entaru
23-09-2012 07:04
 
3334
 
Старожилы S.F.W.
0
4
__________________________________________
-как ты узнал что я одинока?
-да ты страшная пи**ец!!!

#13
23-09-2012 07:22
 
7216
 
Старожилы S.F.W.
0
idea
__________________________________________

#14
 
dmitryz
23-09-2012 11:27
 
1
 
140
 
Старожилы S.F.W.
0
5

#15
 
Amune
24-09-2012 11:53
 
1995
 
Старожилы S.F.W.
0
4

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
наверх