Разомнем извилины? (Прямой и обратный отвесы)

Читая на форуме о разработке тахеометра своими руками, почему-то вспомнил давнюю историю с измерением (я не ошибся) величины уклонения отвеса. Какая связь между разработкой суперсовременного дальномера в тахеометре и той давней историей конца 70-х годов прошлого века? Может, никакой и нет, но почему-то вспомнилось.

Занимались мы тогда монтажом КИА – прямых и обратных отвесов в теле бетонной плотины.
Прямые отвесы длиной около 200 метров в виде стальной струны, закреплённой вверху, и груза внизу, в баке с водой для демпфирования.
Обратные отвесы – тоже струна, но закреплённая внизу (в скважине) на глубине до 70 метров, а натяжение вверх обеспечивалось поплавком, тоже в баке с водой.
Итого, общая длина отвеса составила 270 метров. То, что циклическое изменение объёма (массы) водохранилища будет влиять на показания отвеса, сомнений не вызывало. Но вот насколько будет отклоняться отвес под действием силы притяжения массы воды, действующей в поперечном направлении, был вопрос. Вопрос переменного уклонения отвесной линии касался и высокоточного нивелирования в районе плотины. Были выполнены теоретические расчёты, но хотелось бы как-то это проверить.
И мне пришла идея (идей у меня тогда было больше, чем на собаке блох), как можно измерить ту самую величину уклонения отвеса.

Я представлял себе это примерно так, что при увеличении объёма (массы) водохранилища на висящий прямой отвес подействует дополнительная сила притяжения поперечного направления, и отвес отклонится на некоторую величину – величину уклонения отвеса, вызванного изменением массы водохранилища. В натуре этого измерить нельзя, поскольку нет неподвижных точек отсчёта (плотина тоже наклоняется).
Но если рядом с прямым отвесом поместить обратный отвес, то, как я тогда рассуждал, на поплавок тоже подействует дополнительная сила притяжения, и поплавок тоже отклонится в ту же сторону, что и груз прямого отвеса.
По сравнению с силой земного притяжения, притяжение от дополнительной массы воды невелико и вызовет небольшие отклонения отвесов, но, измерив расстояние между отвесами до и после наполнения водохранилища, можно получить двойную величину уклонения отвеса.



Всё ли правильно в рассуждениях, и можно ли так измерить величину уклонения отвеса? Если нет, то почему?

 

Нет, не так. Абсолютно не так.

 

Расстояние между отвесами (10-15 см) можно измерить до сотых долей мм.
По закону всемирного тяготения, все тела притягиваются между собой.
Большая масса воды (слой наполнения и сработки 40 м) должна отклонять груз отвеса.
Тогда почему она не будет отклонять и поплавок?
Что не так?

 

Ну гравиметр я помню различает минимальную разницу в притяжении земли при изменении высоты всего 0.3 м, поэтому вопрос в чувствительности устройства что зафиксирует отклонение.
Хотя наверное отклонение отвесов настолько мало что его можно там не учитывать.... мне кажется

 

Дядя Вова, если Вы не укажете, где именно заключена ошибка, то это очень напоминает "смех без причины"

 

Сами уже ответили почему мне стало смешно.

 

Вы так и не ответили, где именно ошибка в рассуждениях. Или не можете догадаться?

То, что в рассуждениях ошибка есть, можно было сразу догадаться по заданному мной вопросу:

Ведь иначе и вопроса такого не было бы.

Кто-нибудь может сказать, где была допущена ошибка и с какого момента рассуждения пошли не туда?

 

Предположу, что согласно Вашей схеме угол приложения усилия разный, горизонтальная составляющая разная, перемещение разное. Т.е. принять измеренную разницу как двойное перемещение неправильно.

 

Жаль, но никто так и не смог назвать истинную причину невозможности определения уклонения отвесной линии по измеренным расстояниям между струнами прямого и обратного отвесов вверху и внизу.
Причина вовсе не в малости величины уклонения, вызываемой наполнением рабочего объёма водохранилища. По аналитическим расчётам величина уклонения составляет более 0.5 мм, что вполне можно было уловить измерениями. И рассуждения о притяжении грузов и поплавков дополнительной массой водохранилища тоже верны (закон всемирного тяготения). Ошибка состояла в отсутствии глубокого понимания всей ситуации.
С прямым отвесом всё просто и понятно. Появилась дополнительная (поперечная) сила притяжения – отвес отклонится на некоторую величину (будет висеть по новой отвесной линии).
С обратным отвесом (поплавок, выталкивающая сила…) несколько сложнее для понимания. Тут надо вспомнить закон Архимеда.

Понятия верх и низ привязаны к отвесной линии. В свободном состоянии струны отвесов занимают положение отвесной линии. Изменилось положение отвесной линии – изменилось и положение струн отвесов. Для прямого и обратного отвесов, расположенных в нескольких сантиметрах друг от друга, уклонение отвесной линии будет одинаковым, следовательно, оба отвеса отклонятся на одну величину (взаимное положение не изменится).

Тогда, во время каких-то обсуждений с установкой КИА, я вбросил эту идею с двумя отвесами. Главному геодезисту она очень понравилась. Ещё бы, казалось так просто можно измерить изменение уклонения отвесной линии. Мне же эта простота показалась подозрительной. На следующий день, поняв свою ошибку, сказал об этом шефу. Но не тут-то было. Целую неделю он не хотел отказываться от столь заманчивой идеи, и мне пришлось долго доказывать ему то, что идея ошибочна.
А вспомнилась мне эта давняя история в связи с обсуждаемой темой дальномера.
Как всё-таки трудно отказаться от заманчивых заблуждений.

 

На прямой отвес действует сила прияжения Земли , на обратный - выталкивающая сила. Эти две силы заставляют отвесы принять вертикальное положение, но не могут препятствовать горизонтальному перемещению.Какое-то невнятное у Вас ув. ЮС, получилось объяснение.

 

Другими словами осмелюсь предположить, что поплавок ведет себя не так, как подвешенный груз. Он под действием разности своего веса и выталкивающей силы жидкости.
Т. е. при изменении поля тяжести (тяготения-притяжения, путаюсь в терминах))) будет такая картина:
Справа внезапно появились значительные топографические массы.
Прямой отвес отклонился в сторону этих масс.
Жидкость тоже притягивается. Разность веса поплавка и выталкивающей силы не изменилась, а изменила направление.
Обратный такой же длины отклонился ровно на столько же, но в обратную сторону.
В итоге тросы отвесов параллельны и нет разницы в положении, которую можно измерить.
ЮС, так?

 

Стесняюсь спросить почему это он в обратную

 

Оффтоп

он же обратный, у него все наоборот! И наблюдают его, стоя на голове!

Так он же ОТВЕС, а не Пизанская башня! По определению конструкция должна обеспечивать отслеживание устройством вертикального положения...

 

Не аргумент.

 

Оффтоп

А куда по-Вашему он будет должен отклоняться? Подождем другие интерпретации явления;)