Как определить высоту объекта вблизи или на расстоянии? Основные 5 способов!
Приветствую Вас, уважаемый читатель!
Как-то в юности я занимался альпинизмом и ориентированием на местности, и не знаю как сейчас, но в то время нужно было обязательно знать раздел "Выживание в экстремальных условиях", чтобы сдать экзамен и получить какой-либо разряд!
Собственно, решил поделиться с Вами и написать вкратце данную статью, полагая, что это будет очень познавательно и интересно! На самом деле способов еще гораздо больше, чем описано здесь, но они практически схожи, и вы в процессе чтения, вникнув в суть - сможете сами моделировать ситуации, и понять, что всё не так уж и сложно.
Ну что же, поехали...
Конечно не часто, но бывают в нашей жизни ситуации и обстоятельства, когда нужно знать высоту или расстояние до какого-либо объекта, например дома, дерева, да или похвастаться перед подругой))). Возможно придется строить траекторию для установки спутниковой тарелки, чтобы сигнал "стрелял" обходя высотки и не мешали кроны деревьев... ))) А мало ли, что еще...
Как ни парадоксально, но не забираясь с рулеткой на объект - расчет сделать не сложно, при том, что каждый метод может дать довольно точный результат. Конечно, с точностью до миллиметров не вычислить искомое значение, но погрешность будет точно уж небольшой.
Высота по отбрасываемой тени
Если погода солнечная и четко прослеживается тень, выбираем на объекте нижнюю контрольную точку от которой берет начало отбрасываемая тень будь-то дома, дерева, столба и пр.
Далее, ищем конец тени и производим замер длины тени.
После чего фиксируем в вертикальном положении любой предмет (на фото ниже - это обычный колышек) и аналогично замеряем длину его тени, а потом еще и высоту от точки начала тени до верхушки предмета.
Надеюсь, что у вас нет сомнения, что на фотографии треугольники с катетами Х1, Y1 и X2, Y2 подобны? Расчет строится на геометрическом свойстве подобных треугольников в которых отношения сторон равны и искомая высота объекта Y1 находится так:
Y1 (Высота столба) = (Y2*X1) / X2
Подручный предмет
Здесь требуется отойти от объекта и с помощью подручного предмета на вытянутой руке (ручки, карандаша, палки) замерить высоту. Конец предмета должен совпасть с верхней точкой объекта, а нижнюю точку требуется зафиксировать большим пальцем руки.
Разверните предмет горизонтально так, чтобы низ его по-прежнему оставался у основания объекта, а кончик касался земли и указывал на определенную точку. Важно запомнить эту точку или, если есть помощник, попросить встать на эту точку. Как раз эта точка будет являться точкой проекции верхушки на землю и теперь остается только замерить расстояние.
Угол падения и угол отражения
А если солнца нет и идет дождь, тоже не беда!
Согласно закону преломления из физики, о том что угол падения равен углу отражения - в зеркальном отражении любой лужи вы можете найти верхушку объекта и зная свой рост и расстояния соответственно, - получить искомую высоту (см.рисунок ниже).
Зафиксируйте точку О любым предметом, брошенным в лужу. Таким образом вы сможете измерить расстояния ОА, ОА1.
Зная все необходимые величины и основываясь на свойствах подобных треугольников, получите высоту, которая будет равна:
АВ = (А1В1 * ОА) / ОА1
Барометр и немного юмора
Нам понадобится немного знаний физики. Из школьного курса известно, что атмосферное давление зависит от высоты над уровнем моря и измерив давление у основания объекта и на вершине - можно вычислить расстояние подъема.
Средняя величина уменьшения атмосферного давления составляет 1 мм. рт. столба на каждые 12 м. высоты или 133,32 Па (Паскаль), что - то же самое. Поэтому, независимо от того, в каких единицах получено значение давления - вы всегда сможете посчитать высоту.А если у вас есть секундомер (он есть в каждом телефоне), то сбросьте барометр с высоты, при этом засекая время его падения )))))).
Путь, пройденный телом в свободном падении равен:
S = (g*t^2)/2, где:
g - ускорение свободного падения - 9.8 м./с^2;
t - время по секундомеру, с.
Определяем высоту объекта на расстоянии от вас
Для определения высоты нам в любом случае требуется расстояние до объекта, но основание его нам не доступно, - по-этому измерение нельзя произвести непосредственно.
Чтобы вычислить расстояние, нам нужно:
-
Остановиться напротив объекта и зафиксировать эту точку (На рисунке точка А).
-
Повернуться под прямым углом (на 90 град.) и сделать несколько шагов. Эта точка будет являться точкой О (здесь нужно воткнуть длинный предмет, например палку).
-
Пройти то же расстояние, что и от А к О, и в том же направлении. Отметить каким-либо предметом (точка В).
-
Повернуться под прямым углом (на 90 град.) и удаляться от объекта (в сторону точки Y) до тех пор, пока установленный ваш предмет в точке О не будет совмещен с объектом.
-
Расстояние от вас (Y) до точки В - это и есть расстояние от точки А до объекта (Х).
Теперь, зная расстояние до объекта, переходим к вычислению его высоты.
Для простоты построения опять же подобных треугольников - берется шест с подвижной планкой (две доски сбиваются гвоздем). Устройство фиксируется в точке А, планка настраивается (при помощи врожденного глазомера в каждого из нас) на верхнюю точку объекта (Х1) - как показано на иллюстрации, после чего фиксируется.
Далее, отмечается на земле точка С.
В итоге мы получаем два треугольника СХХ1 и САА1, которые подобны между собой. Зная расстояние ХС, АС и АА1 находим искомую высоту Н объекта!
Высота Н = (АА1 * ХС) / АС.