Звукометрия

[Нарада]

Сообщение от DEI

P.S. сообщение Д.И.В. удалено ?

Удаляются только эмоциональные собщения так или иначе оскобляющие участников дискуссии.

А решение Ваше интересное. Спасибо.

[Д.И.В.]

Сообщение от Нарада

Удаляются только эмоциональные собщения так или иначе оскобляющие участников дискуссии.

А решение Ваше интересное. Спасибо.

Кстати, Нарада – по-моему, над нами издеваются над обоими. Или же это вы издеваетесь надо мной! Так или иначе, я стараюсь говорить серьёзно. Поэтому удаление моих сообщений – говорит о Вашем предвзятом мнении.

[DEI]

На примере симметричного случая можно наглядно понять как именно работает метод.
Сигналы в точки А и В пришли одновременно. Здесь только одно время запаздывания, в течение которого фронт волны распространялся от «базы» - стороны АВ до дальней точки треугольника С (3-й пункт в Ваших терминах).
Самым главным фактом является то, что фронт волны не плоский. Он обладает кривизной. Окружность есть фигура постоянной кривизны. Кривизна фиксируется по трем точкам — отсчитав обратно вычисленное по времени запаздывания Т расстояние (V*T) от точки 3, (точки С) назад по линии выстрела, получаем точку М на окружности –линии фронта волны, в тот самый момент, когда на этой окружности располагались точки А и В «базы», основания треугольника.
Дуга между точками А и В отклоняется от самой линии основания АВ. По степени этого отклонения мы и вычисляем удаленность источника !Высоту треугольника найти просто, и, если бы фронт был плоским, то волна прошла бы до точки С за время (ВЫСОТА ∆) , деленная на скорость V (звука). А, благодаря измерениям времени запаздывания мы узнали, что реальное время было меньше (составило V*T) !
Не правда ли, красиво ?
Итак, зная координаты трех точек (А,В, и С-V*T (отсчитанное назад расстояние)) можно провести окружность по трем точкам. Но эта формула окружности по трем точкам здесь даже не нужна.
Выбирая систему отсчета в центре стороны АВ, к примеру, получим сильно упрощенные уравнения, и получим ответ.

Сильно надеюсь, что мне удастся прикрепить этот чертеж, ибо без него, действительно, плохо понятно.

---

---


Конечно, поймите, что это симметричный случай, призванный только показать возможность вычисления кривизны по трем точкам. И вывода характера зависимости.
Полагаю, что обратно квадратичная зависимость будет сохраняться и в полностью асимметричной ситуации.

Дополнительно можно отметить возможность вычисления таким же образом точного направления распространения плоской волны, фронта по двум точкам ! С помощью циркуля и линейки, как и хотелось.
(

)

Извиняюсь за качество рисунков.

[Дмитрий777]

А может еще проще? Из каждой из трех точек - мест нахождения наблюдателей строим три окружности (дуги) с радиусами : из самой ближней к взрыву (т.е. туда, куда звук пришел раньше всего) - А, из двух других - соответственно А+v*t1, A+v*t2, где А - произвольная величина, v - скорость звука, t1 и t2 - разница дохождения звука взрыва между первым и вторым и первым и третьим наблюдателями.
Три дуги дают при пересечении три точки (можно конечно придраться и сказать, что три дуги необязательно дадут при пересечении три точки, может две, а может и вообще ни одной, ну так надо подобрать значение А так, чтобы получилось именно три точки пересечения).
Затем описанный процесс повторяем, меняя при этом только значение произвольно выбранной величины, пусть теперь это будет В. три радиуса: В, В+v*t1, В+v*t2.
Получаем при их пересечении еще один треугольник. Линии, соединяющие соответствующие вершины этих треугольников пересекаются в одной точке, которая и есть искомая точка взрыва.
Для большей точности это можно повторить не два, а большее количество раз, т.е. чем больше количество полученных треугольников, тем точнее должна определиться точка взрыва. Наверное так.
Если непонятно, то могу нацарапать рисунок.

[Дмитрий777]

Решение этой задачи сводится по сути к нахождению С – расстояния от точки взрыва до ближайшего к ней наблюдателя 1, т.к. два других радиуса – C+v*t1 и C+v+t2 тогда тоже будут известны (и эти три дуги пересекутся именно в одной точке – Т.В.).
Все-таки для большей ясности приведу и рисунок.

[DEI]

Действительно, уже имеем два решения. Геометрическое решение Дмитрия, думаю, совершенно верно.
Хотя это и метод последовательных приближений, но прямое построение было бы все равно неточно. Погрешности есть и при измерениях, и в точных формулах.

При прямом построении нужно провести окружность касающуюся сразу всех трех вспомогательных окружностей Дмитрия777. См. уточняющий чертеж.

Правда, уравнения делают то же самое (строят окружность, касающуюся трех известных окружностей, или трех точек на них) - таков их смысл, и дают результат сразу, но мое аналитическиое представление было лишено наглядности.

Если брать прошлый век, то в походных условиях метод можно было бы взять на вооружение. Однако, простые счетные машины и механические арифмометры существовали давно. И для вычисления центра взрыва по координатам опорного треугольника и двум запаздываниям можно сразу дать ответ по одной формуле.

Можно полагать, выбор методов стоит за практиками. На пути решения этой задачи нас все равно ждут практические трудности - меняющиеся погодные условия, сила, направление ветра, влажность, температура, давление, ограниченная скорость реакции наблюдателей и т.п.

Погрешности зависят и от длины волны воспринимаемого звука -
отголоски взрыва определяются с точностью не хуже длины волны.
На низких частотах (100 Гц) - около 3 метров, на высоких частотах - до десятка сантиметров.

Но при времени реакции человека 0,1 сек и скорости звука 330м/с мы все равно имеем точность не выше +/- 30 метров !

Повысить точность можно механическими средствами, со временем реакции порядка длины волны. (Использовать микрофоны, к примеру и запись на магнитофон, или самописцы). Ведь существовали даже достаточно чувствительные древние катайские сейсмометры с определением направления эпицентра подземных толчков.

По поводу аналитического метода -приложу еще небольшой рисунок, поясняющий мое решение.

Успехов всем !

[Дмитрий777]

Сообщение от DEI

Можно полагать, выбор методов стоит за практиками. На пути решения этой задачи нас все равно ждут практические трудности - меняющиеся погодные условия, сила, направление ветра, влажность, температура, давление, ограниченная скорость реакции наблюдателей и т.п.

Да, все так. Для практического применения необходимо вводить множество корректировок.

[Д.И.В.]

Сообщение от Дмитрий777

А может еще проще? Из каждой из трех точек - мест нахождения наблюдателей строим три окружности (дуги) с радиусами : из самой ближней к взрыву (т.е. туда, куда звук пришел раньше всего)

В том то и дело, что это невозможно, если не видеть вспышку. Читайте первые сообщения. Там пишу, что для того, чтобы построить эти радиусы, надо знать время взрыва. То есть, иными совами - видеть его, не только слышать. Свет распространяется почти мгновенно, тогда как звук - медленнее. Хотя как то так и другое - волны, как это говорит нам физика. Поэтому, рассчитать расстояние которое прошел звук можно лишь тогда, когда знаем время когда взрыв произошел. Но, если видим вспышку, то тогда не надо 3- пунктов - хватит вполне 2-х. Читайте, что пишу о биноклях выше.

Исходя из этого не уверен, что ваши решения правильные, как вы пишете - и объяснил почему. Поэтому, надо подумать еще и поискать об этом материалы в сети.

[Д.И.В.]

Сообщение от DEI

На примере симметричного случая можно наглядно понять как именно работает метод. Сигналы в точки А и В пришли одновременно.

Я понял внешнюю суть того, о чем Вы говорите - Вы приводите чисто гипотетическую возможность прихода волны в два пункта одновременно. Но согласитесь, что в полевых условиях это практически невозможно - Вы согласны? Это прежде всего, что бы мне хотелось сказать. И, тем не менее, этот способ ПРАКТИЧЕСКИЙ. Он применялся на практике - конкретно, для засечки вражеской батареи противника. Значит, решение должно быть определенным. Сейчас нет времени искать в интернете материалы по этому вопросу о звукометрии, но думаю что они есть. Это не тайна.

Ваши рассуждения я не понимаю - скажу честно. Вы чертите треугольник, вершина которого направлена в тыл, тогда как основание - в сторону взрыва. И предлагаете рассмотреть возможность того, что звуковая волна придет в эти два пункта образующие основание одновременно. Всё остальное строится на этом утверждении. Вы говорите, что: "Самым главным фактом является то, что фронт волны не плоский. Он обладает кривизной". Это так, но понимаете ли Вы, что для того, чтобы знать эту кривизну необходимо знать радиус окружности прежде всего? Вот что необходимо найти в этой задаче. И как раз радиус-то найти и невозможно, как мне кажется, если исходить только из времени прихода волны. Поэтому и невозможно даже приблизительно очертить окружность не зная радиуса.

Вы правильно выше замечаете (наверное правильно, насколько я могу судить применимо к данной теме) - что кривизна дуги определяется ТРЕМЯ точками. У нас же их в основании треугольника только две. Поэтому, кривизна дуги этой звуковой волны может быть какая угодно - как более закругленная, что будет говорить о том, что волна пришла с более близкого расстояния. Так и менее закругленная, почти прямая - это будет говорить о том, что она пришла издалека. И что за это время она успела разойтись на очень большой радиус. Следовательно, радиус может быть какой угодно, как это показал на своём предыдущем рисунке. Поэтому даже такой Ваш гипотетический вариант, как мне кажется, не выдерживает критики. Повторяю: думаю, что не всё так просто и необходимо опираться не только на время прихода звука, но и на то, сколько он теряет в мощности при прохождении от одного пункта к другому.

Интересно, что по крайней мере приблизительно направление можно рассчитать, если использовать три пункта в виде треугольника. Но и только, как я думаю.

[DEI]

Сообщение от Д.И.В.

...суть того, о чем Вы говорите - Вы приводите чисто гипотетическую возможность прихода волны в два пункта одновременно. Но согласитесь, что в полевых условиях это практически невозможно - Вы согласны?

Да, маловероятно Но это никому не нужно. Мы рассматривали симметричную задачу только для того, чтобы показать принцип работы метода,связь кривизны и радиуса окружности.

После того, как мы пришли с Вами к взаимному пониманию этого факта (и обнаружили количественную оценку кривизны на примере симметричном см. формулу 2*R = D^2/(H-VT)^2 ) - осталось вывести формулу произвольного случая из готовых уравнений, которые приводил для асимметричной ситуации. Или, пользоваться на здоровье графическим методом Дмитрия777.

Сообщение от Д.И.В.

Вы чертите треугольник, вершина которого направлена в тыл, тогда как основание - в сторону взрыва. И предлагаете рассмотреть возможность того, что звуковая волна придет в эти два пункта образующие основание одновременно. Всё остальное строится на этом утверждении.

(Для симметричного случая.)

Сообщение от Д.И.В.

Вы правильно выше замечаете (наверное правильно, насколько я могу судить применимо к данной теме) - что кривизна дуги определяется ТРЕМЯ точками. У нас же их в основании треугольника только две.

Отлично. Вы почти поняли суть.
Знаете, откуда третья точка ? В симметричном случае ее особенно хорошо видно (хотя для уравнений это не важно). Это растояние V*T, отсчитанное от точки С, обращенной в тыл - в направлении выстрела, или основания АВ треугольника.
Представьте: Фронт волны коснулся точек А и В, затем за время Т прошел расстояние S=V*T, где его в этот момент и зарегистрировал наблюдатель в точке С (по условию задачи !). Значит, он - фронт- был на расстоянии V*T назад от точки С в момент времени 0.
Но где он был ? Он не лежал на плоской стороне стороне треугольника, ибо фронт выпуклый. В момент, когда фронт касается точек А и В он, в силу кривизны в центре стороны АВ уже проходит некоторое расстояние, которое мы не знаем. Но в момент времени Т определенно узнаем, сравнив V*T c размером высоты треугольника.
(Катет треугольника (от середины) АВ до точки С не равен V*T, а БОЛЬШЕ его именно на выпуклость, кривизну окружности.
Высота треугольника и V*T не равны. )

Дополнительную информацию о третьей точке, определяющей кривизну дает время запаздывания Т, или, для асимметричного случая - Т1, Т2.

Сообщение от Д.И.В.

Повторяю: думаю, что не всё так просто и необходимо опираться не только на время прихода звука, но и на то, сколько он теряет в мощности при прохождении от одного пункта к другому.

Мы пришли к соглашению с Дмитрием777, что ввиду многочисленных ошибок измерений никакие дополнителные средства не помешают...
Даже триангуляция по визуальному наблюдению.

Думаю, что теперь Вы поймете.

Решение Дмитрия нагляднее, попробуйте использовать его.
Он не использует выражение для кривизны искомой окружности, но пользуется тем, что визуально три окружности, касающиеся ее не совпадают, пока параметры их не согласованы. (Словесное описание уступает чертежу в наглядности).

С уважением,

[Дмитрий777]

Уважаемый Д.И.В., Вы пишите, что решить задачу - это найти радиус. Совершенно верно, радиус (на моем рисунке С) он же расстояние от ТВ до ближайшего наблюдателя.
Таким образом сама ТВ - это пересечение трех дуг - радиусами С, C+v*t1 и C+v*t2, эти три радиуса и есть расстояния от ТВ до каждого из наблюдателей.
Так вот мы и находим этот радиус, DEI с помощью формул, я графически, вооружившись циркулем.
При чем тут вспышка? Происходит взрыв, волна от которого идет равномерно и спустя время C/v достигает первого наблюдателя, через время (C+v*t1)/v после взрыва докатывается до второго, и наконец через время равное(C+v*t2)/v опять-таки,отсчитывая от момента взрыва доходит и до третьего. Причем располагаться наши габлюдатели не должны по одной линии, потому, как при условии расположения на этой же линии и точки взрыва, графически эту точку будет найти невозможно. А в любых других случаях достаточно просто.

[Д.И.В.]

Сообщение от DEI

Мы пришли к соглашению с Дмитрием777, что ввиду многочисленных ошибок измерений никакие дополнителные средства не помешают...
Даже триангуляция по визуальному наблюдению.

Думаю, что теперь Вы поймете.

«Дополнительные средства» – это обычно вирусы. Далёкие от Учения программисты утверждаются таким способом.

[gog]

Интересно -какая скорость распространения звука на Солнце?

[Д.И.В.]

Вот классический пример того, как люди пытаются победить теперь вот таким уже способом. Ребята, зачем вам это надо? Ну, создайте свою простую тему - и развивайте её. Обиделись, что пришел в вашу сложную ученую дискуссию и задал простой вопрос: "если говорите о таких недоступных для обычных людей вещах - то можете объяснить элементарное или нет?" А ведь то что тут обсуждается - это достаточно элементарно - то о чем спросил. И что, грош цена тогда всем вашим этим формулам, если они не могут объяснить просто самые простые вещи? Ведь нет же. Но зачем так усложнять? Зачем запутывать до такой степени это простое? Как-то Брюс Ли, кажется сказал, что чтобы поймать брошенный бумажник не надо делать двойное сальто вперед - можно просто протянуть руку и поймать этот бумажник. Можете и это тоже попытаться довести до абсурда. Дмитрий, это к Вам, как я думаю не относится. Вы не понимаете искренне. Подумайте, ну как можно прочертить радиус? Вы что, знаете истинное время, когда произошел взрыв? Ведь нет! Вы только СЛЫШИТЕ приход волны в три разных пункта. Но то, С КАКОГО РАССТОЯНИЯ она пришла Вам не известно. Для этого надо видеть вспышку взрыва. Понимаете? Вот спросите у Дрона, он должен знать.

Теперь еще несколько штрихов для тех, кого интересует суть этого простого явления: вот анимация взрыва на Солнце - тут очень хорошо видна природа волны. Взял из другой темы. Звук от взрыва распространяется примерно точно также – по окружности во все стороны:

И теперь, если расположить три пункта вот таким образом, как это показано на рисунках ниже - можно понять, каким образом можно установить примерно угол источника волны относительно центральной линии-оси:





Тут есть те же три пункта, выделенные синим – теперь они расположенные на одной линии. По линии фронта.
Примерный угол прихода источника волны устанавливается путём замеров времени прихода звука. На первом рисунке взрыв произошел под углом 0 градусов к линии расположения пунктов наблюдения. Как это можно установить? Для этого надо знать расстояние между пунктами – оно известно тем, кто производит этот эксперимент. Пусть оно будет примерно 1 км. Скорость звука тоже известна – она равна 337, 5 м/сек. Следовательно, делая замеры времени прихода волны и потом сравнив разности – можно примерно судить о том угле, под которым пришла волна относительно линии наблюдения. Как это практически может выглядеть? Ну, к примеру, в первом случае, если в пункт А время прихода волны принять за 00:00:00 – то в пункт В волна придет примерно через 3 секунды – то есть в 00:00:03 если расстояние между пунктами будет именно 1 км.
Во втором случае волна придет в пункт А также, как и в первом случае в 00:00:00. А вот в пункт В волна придет уже в два раза быстрее, чем в первом случае – то есть, не через 3 секунды, но через 1,5. Это можно проверить, взяв циркуль и прочертив эти окружности.
Потом, в третьем случае, на третьем рисунке отмечен вариант, когда взрыв произошел точно напротив линии наблюдения. В этом случае, волна придет прежде всего в пункт В и уже после, через некоторое время, одновременно в пункты А и С. Если взрыв произойдет с другой стороны от центральной оси – то тогда звуковая волна придет в первую очередь в пункт С. Ситуация будет в точности такая же как во втором случае, но только с другой стороны. Это будет зеркальным отражением второго рисунка.

[Дмитрий777]

Сообщение от Д.И.В.

Дмитрий, это к Вам, как я думаю не относится. Вы не понимаете искренне. Подумайте, ну как можно прочертить радиус? Вы что, знаете истинное время, когда произошел взрыв? Ведь нет! Вы только СЛЫШИТЕ приход волны в три разных пункта. Но то, С КАКОГО РАССТОЯНИЯ она пришла Вам не известно. Для этого надо видеть вспышку взрыва. Понимаете? .

Спасибо, что не причислили меня к непонимающим неискренне.
Как можно прочертить радиус, не зная времени, когда произошел взрыв? Нельзя. Точно также, как и нельзя узнать время, не зная радиуса. Давайте поступим следующим образом. Вопрос-ответ, только вопросы конкретные, например вот такой (всего их будет 5):
1. Согласны ли Вы, что если расстояние от ТВ до ближайшего наблюдателя С, то тогда расстояние от ТВ до следующих двух - соответственно C+v*t1 и C+v*t2, где v – скорость звука, а t1 и t2 – разница во времени прихода звуковой волны к первому и второму и к первому и третьему наблюдателям?

[DEI]

Мы пойдем другим путем.
Несмотря на непонимание, на общее благо выкладываю:
Сканы БСЭ, 1955 г.
---
P.S. Военные используют избыточное число точек, и регистрирующую аппаратуру одновременно ...

[Д.И.В.]

Сообщение от Дмитрий777

Спасибо, что не причислили меня к непонимающим неискренне.

А как модератор относится к этой, уже достаточно очевидной галиматье? Сам то он, с его опытом и знаниями, которые отражены в его многочисленных статьях, должен понимать суть этого вопроса. Если это просто непонимание – это одно. Можно обсудить спокойно и добиться понимания. Тогда претензий нет. Но если же это сознательное озорство, шутки такие – то это так умаляет форум в целом! Тогда это уже насмешка над форумом. Тогда это значит, что где-то можно писать серьезные статьи, а тут можно и повеселиться. Где-то можно порассуждать о «Космическом сознании» и проч., а тут можно и так поразвлекаться. Понимает ли он эти мои подозрения или же нет? Столько сил прикладывалось для того, чтобы этот форум выглядел достойно. Для чего? Зачем? И сколько уже форумов иссякло и из-за таких вот шуток тоже. Вот что хочется понять – сознательное ли это «веселье» с целью свести форум к разряду простых «комнат отдыха» или же это искреннее непонимание? Вот мой вопрос, который мне хотелось бы задать в ответ прежде всего.

Но, тем не менее, отвечу все-таки серьёзно на конкретный заданный вопрос по теме. Вы спрашиваете: «1. Согласны ли Вы, что если расстояние от ТВ до ближайшего наблюдателя С, то тогда расстояние от ТВ до следующих двух - соответственно C+v*t1 и C+v*t2, где v – скорость звука, а t1 и t2 – разница во времени прихода звуковой волны к первому и второму и к первому и третьему наблюдателям?»

Вот этот Ваш рисунок и на нем отмечена «точка ТВ» и где-то «ближайший наблюдатель С»:



Отбросив все нагромождения еще раз повторяю основное: расстояние от Точки Взрыва (или «Т.В.» как Вы это называете) до ближайшего наблюдателя может быть КАКИМ УГОДНО. И оно почти никак не влияет на взаимоотношения между этими тремя пунктами наблюдения. И только из времени прихода волны в каждый из пунктов невозможно определить это расстояние до «Т.В.». Вы это понимаете или нет? Если не понимаете это элементарное, то, как тут говорил один участник форума – «идите в школу и читайте букварь». Тогда всё остальное совершенно бессмысленно будет обсуждать. Писал об этом раньше уже несколько раз. Это расстояние может быть каким угодно по одной простой причине: мы не можем знать с какого расстояния пришла звуковая волна. Мы слышим только момент её прихода. Но сам источник может быть где угодно. Или на расстоянии 10 км. Или на расстоянии 5 км. Понимаете это или нет? Если нет – бессмысленно дальше делать построения, истязая свой и чужой интеллект при этом. Но может я ошибаюсь? Не исключаю и этой возможности тоже. Не раз ошибался ранее.

Но посмотрите на этот рисунок. Тут даже не отмечен этот «ближайший наблюдатель С».