22 февраля 2010 г.
Физика вокруг нас
Предложу-ка я вам такую задачку. Вот перед вами извержение вулкана, снятое на длинной выдержке (показан только фрагмент снимка, целиком фото здесь):
Можно заметить, что некоторые светящиеся траектории (показаны голубыми стрелками) выглядят прерывистыми или пульсирующими. Вопрос на засыпку: как такое получилось?
Думаю, что фиговины, что оттуда вылетают вращаются. А дальше вариантов два.
ОтветитьУдалить1. Один бок холоднее другого, и мы видим то один, то другой.
2. Фиговина имеет сильно вытянутую форму, и мы видим её то в узком сечении, то в широком
А больше ничего и не могу сказать, так как довольно смутно представляю, что оттуда вылетает
Какой-нибудь камушек светится с одной стороны, летит и вращается.
ОтветитьУдалитьРК.
уголек летит, крутиться, одна сторона тлеет, другая - нет
ОтветитьУдалитьпохоже что светящиеся прерывистые линии образуются движением валунов, которые имеют неравномерную светимость. скажем проще - летит камень снизу весь в магме, сверху темный с низкой температурой и вращается, летя по траектории.
ОтветитьУдалитьВот и выходит такое на длинной выдержке.
Ну да, правильно. А теперь вопрос чуть-чуть посложнее: оцените по фотографии скорость вращения.
ОтветитьУдалитьФигасе чуть-чуть! Тут считать надо, точки мерить
ОтветитьУдалитьy = -gT²/2·(N-N0)² [N — номер периода]
Дальше измеряем яркие точки на дугах, фитируем параболой y = a·(N-N0)², пересчитываем пиксели в метры, пользуясь «высота извержения метров 200». Период получается где-то полсекунды-секунда.
Расчитать скорость не сложно, но надо знать масштаб фотографии. какое расстояние, например, между отмеченными ВМТ (верхние мертвые точки) траекторий?
ОтветитьУдалитьto Shimuuar: ну за точностью никто не гонится, просят лишь оценить. :)
ОтветитьУдалитьto D!s: масштаб можно оценить на полной фотографии -- там высота подлета камушков 100-150 метров (оценка 200 м была всё же завышена, как мне кажется).
Igor Ivanov
ОтветитьУдалитьНу это по моему просто самый простой способ, при наличии компьютера, конечно
"Полсекунды-секунда" -- это все же занижено. Одна секунда -- это пять метров вниз от вершины траектории. Можно прикинуть, сколько будет пять метров на левой траектории и увидеть, что камушек оставляет там 4-5 "вспышек". Если считать 1 вспышка на оборот, то получается 4-5 об/секунду.
ОтветитьУдалить> "Полсекунды-секунда" -- это все же занижено.
ОтветитьУдалитьВ смысле, частота занижена.
два варианта на ум приходят:
ОтветитьУдалить1) В полете магма остывает - ее свечение затухает, но потом остывшие части отваливаются - и мы видим меньший кусок но светящийся ярче.
2) это может быть кусок неравномерно нагретый и вращаясь он рисует такую картинку.
Тут всё упирается в оценку масштаба на фотографии. И неясно как его можно оценить, кроме как прикидками на пальцах.
ОтветитьУдалитьЯ ж говорю -- можно считать, что полная высота 100-150 метров. Это и задает масштаб.
ОтветитьУдалить4 мигания на кусок примерно 50 метров в длину. От двух до четырех оборотов в секунду, где-то так.
ОтветитьУдалитьПричина мигания угадывается просто.
Параметр параболы определяется с точность ~10%, поэтому вся ошибка сидит в масштабе. В принципе, его можно оценить достаточно точно. Из EXIF можно добыть модель фотоаппарата (размер матрицы) и фокусное расстояние объектива. Отсюда получаем поле зрения. Зная расстояние до извержения оценить высоту становится несложно.
ОтветитьУдалить