Самая большая гиря на свете [Veritasium]

Вот сайт с шаурмой.

[Музыка]

Вес яблоко примерно 1 ньютон. Сейчас рекордная тяга реактивного двигателя 570 тысяч ньютон. Чтобы доставить людей на луну, ракеты Сатурн-5 потребовалось тридцать три миллиона триста шестьдесят тысяч ньютонов.

Но как можно измерить такие гигантские силы? Спросим у Рика.

Я — Рик Afeard, физик в Национальном институте стандартов и технологий.

— Мне в камеру смотреть?

— Да, ладно, как вам удобнее.

Рик управляет устройством, которое способно создать силу в 4 миллиона четыреста сорок восемь тысяч двести двадцать два ньютона. Откуда такое странное число? Именно столько ньютонов в одном миллионе фунтов.

Здесь 20 грузов, каждой по 50 тысяч фунтов. 20 на 50 — миллион, то есть 4,45 мега ньютона. А кто-нибудь смог сделать вес больше вашего?

Я спрашиваю об этом всех посетителей и пока не слышал, чтобы где-то удалось откалибровать больший вес, так что думаю, я имею полное право похвастаться, что у нас самый тяжелый откалиброванный объект в мире.

Принцип работы таков: в подвале подвешены 20 тщательно откалиброванных грузов. Их вес в свою очередь нужен, чтобы откалибровать датчики силы в лаборатории наверху. Этот и на миллион фунтов — 445 мега ньютонов, а этот на 13 тремя га ньютона — 3 миллиона фунтов. Это самая большая разрывная машина в мире. Других таких нет.

Датчик ставится между зажимами, вон туда. Далее гидроцилиндр на крыше поднимает зеленую раму. Мы ждем, когда датчик силы коснется красной рамы и начнет поднимать грузы на этажи ниже. Чем выше будет подниматься зажим, тем больше грузов давит на датчик, добавляя каждый раз по 50 тысяч фунтов.

Поскольку нагрузку создает точно измеренная сила, мы можем откалибровать показания в самом датчике. После калибровки датчики готовы к бою.

Наши датчики откалиброваны. На этом устройстве используют, например, в тестовых стендах для ракетных двигателей. Огонь есть, зажигание твердотопливного двигателя. Насос по системам полета на Марс готов.

Двигатель крепится к стенду, на нем регулируют тягу и смотрят, какую силу показывает датчик. Как в кино можно услышать мощность 100 4 процента.

Откуда они знают, сколько это? Потому что кто-то когда-то все измерил. А еще эти ребята помешаны на минимизации погрешности. В данном грузии примерно 50 тысяч тридцать шесть целых двадцать семь сотых фунтов веса, примерно до, примерно.

Вдумайтесь, масса каждого груза равна массе 10 минивенов, а погрешность изготовления сопоставимо с массой пары монеток, пары 5-тицентовых монет, до всего-то до погрешность крохотные.

И вес откалибровали по национальному эталону килограмма до 20, который принят в качестве стандарта. Сша берут грузы с известной массой, начиная с K20, и с их помощью измеряют все более тяжелой, постепенно подбираясь к нужному нам весу.

Например, здесь сравнивают 5-килограммовую гирю с гирями 2 + 2 + 1. В процессе работы килограммы заменяются на фунты, от грузов по 50 фунтов переходят к грузам по 500, а дальше по две с половиной тысячи. Затем с помощью напольных весов измеряют веса по 10000, а затем по 20 и по 30.

С помощью этих гирь калибруют грузы по 50 тысяч фунтов, который и подвешивают в разрывную машину. Все это обязательно, ведь по сути мы продаем эталонный вертикальный вектор силы, создаваемой массы в гравитационном поле.

Мы гарантируем, что погрешность не превысит 5 10 тысячных процента. Это пять фунтов на миллион. Мы гарантируем, что ошибка при измерении миллиона фунтов будет меньше 5 фунтов. Значение имеет не только качество калибровки. Необходимо также учитывать гравитационное ускорение. Здесь она чуть лучше, чем в среднем на Земле, поэтому требуется дополнительно 600 фунтов.

А еще в дело вмешивается сила Архимеда: груз вытесняет 125 фунтов воздуха, поэтому к их весу надо добавить еще 125 фунтов, чтобы компенсировать выталкивающую силу.

Больше всего меня поражает, что нам в принципе необходимы такие машины. Да, я раньше задумывался, как Боинг определяет силу своих турбин. Наверное, у них есть датчик, который выдерживает нагрузки в неком диапазоне значений, а дальше они наугад.

Ну, я бы не стал так прямо. У нас есть золотое правило: один практический эксперимент лучше тысячи экспертных мнений. Эта формула проверена временем, особенно в вопросах метрологии.

На каком самолете вы бы предпочли лететь: на том, где погрешность всех параметров около десяти процентов, или на том, где все точно прочитано, что комар носа не подточит?

Да уж, выбор очевиден.

Переведено и озвучено студией Art Дай Дар.