Гравитация в реальности. Суточные изменения веса.

[Jury]

GraNiNi в сообщении #1589486 писал(а):

Дело не в изменении плотности гирьки, а в изменении с температурой плотности воздуха, в котором находится гирька.
Кроме того, при изменении температуры гирьки, например, гирька теплее воздуха, над ней возникают восходящие конвекционные потоки воздуха, в результате чего вес уменьшается, и - наоборот, когда гирька холоднее, то потоки - нисходящие - вес увеличивается.

Конечно. Место взвешивания выбирается так, чтобы на весы не попадал прямой солнечный свет. Но даже перепад температур в 10 градусов, между гирькой и окружающим воздухом, не вызовет заметного уменьшения веса.

-- 13.04.2023, 09:51 --

amon в сообщении #1589494 писал(а):

Класс точности (accuracy class) Вашего прибора можете сообщить?

https://drive.google.com/file/d/1md-HXKjXRLsEqw34hv0tNQjVicD8uFIv/view?usp=share_link FA2204

[Geen]

Jury в сообщении #1589481 писал(а):

Вначале взвешивания, для удобства, я калибрую весы с этой импровизированной гирькой в 200.0000г.

Простите?
Приведите, пожалуйста, детальное описание процедуры "измерений".
И все полученные данные без обработки.

-- 13.04.2023, 10:21 --

Jury в сообщении #1589390 писал(а):

взвешивающих 220 г с точностью 0,1 мг.

Это не "точность".

-- 13.04.2023, 10:27 --

Jury в сообщении #1589452 писал(а):

по причине наличия термостата.

В описании весов мне не удалось найти "термостат"...

-- 13.04.2023, 10:31 --

Jury в сообщении #1589457 писал(а):

Гирька поднималась и опускалась проволочной тягой от электропривода через маленькое 2 мм отверстие в верхней крышке.

В конструкции весов мне не удалось найти проволочной тяги.... и электропривода...

[wrest]

Из возможных причин изменения веса ещё приходит в голову вертикальное ускорение поверхности Земли при приливном движении . Мне правда неясно в какой фазе оно будет по отношению к приливному ускорению. На первый взгляд - в противофазе.
Оценка. Амплитуда смещения составляет 0,5м период 12 часов (Википедия, статья "Земной прилив").

Цитата:

Амплитуда смещения около 0,5 метра[1]. Самые значительные периодические составляющие земных приливов — полусуточные,

Я что-то сходу сомневаюсь как правильно тут посчитать ускорение. Ну допустим колебания гармонические, амплитуда $A=0,5$м период $T=12$ часов. Тогда максимальное ускорение будет $a_{max}=A \left( \dfrac{2\pi}{T}\right) ^2 \approx \dfrac{0,5\cdot 4 \cdot 10}{12^2 \cdot 60^2 \cdot 60^2} \approx 1,1 \cdot 10^{-8}$ (в СИ).

Да... по порядку видим, что маловато будет.

В общем, чисто гравитационные эффекты (приливное ускорение от Луны и Солнца и их следствия типа собственно приливного движения поверхности) измеренную вариацию показаний весов (силы тока компенсации веса стеклянной банки на чашке электронных весов) не объясняют, т.к. измеренная вариация по крайней мере на порядок больше, ну и период её (суточный) в два раза больше чем ожидается (полусуточный).

Остаются электромагнитные, термодинамические эффекты ну и сила Архимеда. Может ещё какая радиация проникающая (от Солнца) или что-то техногенное.

Я бы предложил Jury, на всякий случай, записать показания весов с грузом в 100г вместо 200г. а также БЕЗ груза, за сутки.

[Jury]

Geen в сообщении #1589516 писал(а):

В описании весов мне не удалось найти "термостат"...

В инструкции к весам прописано давать термостату 2 часа на прогрев перед началом взвешиваний.

-- 13.04.2023, 11:25 --

Geen в сообщении #1589516 писал(а):

В конструкции весов мне не удалось найти проволочной тяги.... и электропривода...

Это моя доработка для автоматизации измерений. Для точного взвешивания необходимо поднимать и опускать гирьку, что затруднительно делать вручную 24 часа в сутки.

[EUgeneUS]

wrest в сообщении #1589520 писал(а):

В общем, чисто гравитационные эффекты (приливное ускорение от Луны и Солнца и их следствия типа собственно приливного движения поверхности) измеренную вариацию показаний весов (силы тока компенсации веса стеклянной банки на чашке электронных весов) не объясняют, т.к. измеренная вариация по крайней мере на порядок больше, ну и период её (суточный) в два раза больше чем ожидается (полусуточный).

плюс 100500

wrest в сообщении #1589520 писал(а):

Остаются электромагнитные, термодинамические эффекты ну и сила Архимеда. Может ещё какая радиация проникающая (от Солнца) или что-то техногенное.

Если цикл показаний действительно существует, то он может иметь косвенную связь (через цепочку причин и следствий) с суточным циклом ("солнечным"). Солнце на много что влияет, например, на нагрузку в электрической сети (просто днём больше нагрузкука, чем ночью). Если же цикл связан с фазами Луны, то всё интереснее. Там сложнее построить косвенную цепочку причин и следствий, даже гипотетически. Поэтому нужны графики за разные сутки с разными фазами Луны.

-- 13.04.2023, 11:27 --

Jury в сообщении #1589525 писал(а):

Это моя доработка для автоматизации измерений. Для точного взвешивания необходимо поднимать и опускать гирьку, что затруднительно делать вручную 24 часа в сутки.

Нужно подробное описание установки и порядка проведения измерений.

[Jury]

Geen в сообщении #1589516 писал(а):

Приведите, пожалуйста, детальное описание процедуры "измерений".
И все полученные данные без обработки.

На начальном этапе взвешивания проводились вручную. Весы ставились на массивном столе, в закрытом помещении из кирпича и железобетона, без существенных сквозняков. Не допускалось попадание на весы прямого солнечного света и теплового излучения электроприборов. Весы выставлялись горизонтально по встроенному уровню. Взвешивания проводились при постоянной температуре (+-1-2 градуса), постоянном давлении (+-1-2 единицы) и постоянной влажности. Перед началом измерений весы прогревались 2 часа. В начале измерений выполнялась калибровка весов в 200.0000г. Стеклянная дверца сдвигалась в сторону. 200г гирька бралась рукой в специальной, прилагаемой к весам, перчатке и ставилась на весы. Дверка закрывалась и, после стабилизации, показания считывались и записывались. Раз в час делалась серия взвешиваний и усреднённое значение наносилось на график.
В дальнейшем процесс был частично автоматизирован. Гирьку стал поднимать и опускать электропривод, примерно раз в минуту, а показания весов записывались на видеорегистратор. На графики данные наносились как есть, без усреднений и прочих обработок. Если нужно, чуть позже, выложу ссылку на видеозапись взвешивания.

-- 13.04.2023, 12:03 --

wrest в сообщении #1589520 писал(а):

Я бы предложил Jury, на всякий случай, записать показания весов с грузом в 100г вместо 200г. а также БЕЗ груза, за сутки.

Масса груза выбиралась близкая к максимально допустимой для весов из соображений повышения точности измерений. Без груза весы автоматически калибруются в ноль. Измерений веса не происходит.

-- 13.04.2023, 12:13 --

Первое моё измерение суточных изменений веса, сделанное вручную 17-21 апреля 2019г.
https://drive.google.com/file/d/10wxSDLeNcge5zSytAJ2VOe90H--AUUzf/view?usp=share_link
Верхний график 17-18 апреля 2019г. Начало измерений в 19:00, калибровка веса гирьки в 200.0000г. Далее график идёт вправо до 24:00 и продолжается слева без существенных изменений веса. В 5:37 с заходом Луны вес начинает расти. На восходе и заходе Луны фиксировалась нестабильность веса- "гравитационные волны", на график нанесены усреднённые результаты. С 8:00 до 16:00 вес менялся не сильно. С 16:00 до 18:00 происходило уменьшение веса до захода Луны в 18:17. В 20:00 вес пришёл к тому же значению, что было в предыдущий день, что говорит о прекрасной точности и стабильности весов. Нижний график получен 20-21 апреля 2019г. Взвешивание начато в 12:00 с калибровки в 200г. До 17:00 происходит незначительное снижение веса. С 17:00 до 21:00 происходит снижение веса до восхода Луны в 21:01. Вес гирьки не меняется до 1:00 21 апреля. Далее взвешивание пришлось прекратить и возобновить в 9:00. В 12:00 вес пришёл примерно к 200,0000г, с которых и началось измерение. Графики расположены на разных уровнях по причине калибровки весов в разное время, на взошедшей (верхний) и зашедшей (нижний) Луне.

[wrest]

Jury в сообщении #1589539 писал(а):

Масса груза выбиралась близкая к максимально допустимой для весов из соображений повышения точности измерений.

Я понимаю. Но если колебания в миллиграммах будут для 100 грамм те же что и для 200 грамм, это будет вопрос. Ну померьте 150 грамм тогда... Надо постараться всяческих исключить систематическую погрешность. Вплоть до того, что брать разные экземпляры весов и мерить одновременно, или ориентировать весы каждый день по-другому (по сторонам света, сегодня с запада на восток а завтра с северо-запада на юго-восток и т.п.).
Мы сейчас видим, что результаты измерений не укладываются в ожидаемые, поэтому есть некоторое недоверие к ним - измеряется ли именно действующая на гирьку сила тяжести а не что-то ещё постороннее.

[GraNiNi]

Jury в сообщении #1589512 писал(а):

Но даже перепад температур в 10 градусов, между гирькой и окружающим воздухом, не вызовет заметного уменьшения веса.

Это не так, конвекцию никто не отменял, а она в воздухе возникает всегда, когда имеется разница температур.

Прикинул, что при скорости движения потока воздуха всего в 1 мм в секунду, на чашу весов будет действовать сила эквивалентная 0,4 мг, что вполне укладывается в наблюдаемые величины.

Еще один момент, который влияет на показания весов - резкое изменение давления (волна) в помещении, и даже на значительном удалении, которая возникает при открытии (закрытии) дверей, окон и пр. Я это наблюдал лично, так как работал с аналитическими весами большую часть своей трудовой жизни.
То есть, воздушные массы в разных смежных помещениях взаимосвязаны и очень чувствительны к изменению их состояния (давления).
Это может объяснить резкие всплески и падения на графике веса.

Это же явление я наблюдаю у себя в квартире.
Защелка на одной двери - слабовата и когда открываешь другую дверь в эту комнату, возникающее разрежение открывает и дверь с этой защелкой. Это даже происходит тогда, когда открывается входная дверь на лестницу, которая расположена намного дальше.

Чтобы исключить влияние движения воздуха нужно поместить весы в контейнер, бочку и пр. с герметичной крышкой. Ну и все провода тоже должны подводиться к весам через герметичные вводы.

[Jury]

GraNiNi в сообщении #1589545 писал(а):

Еще один момент, который влияет на показания весов - резкое изменение давления (волна) в помещении, и даже на значительном удалении, которая возникает при открытии (закрытии) дверей, окон и пр. Я это наблюдал лично, так как работал с аналитическими весами большую часть своей трудовой жизни.
То есть, воздушные массы в разных смежных помещениях взаимосвязаны и очень чувствительны к изменению их состояния (давления).
Это может объяснить резкие всплески и падения на графике веса.

Это же явление я наблюдаю у себя в квартире.
Защелка на одной двери - слабовата и когда открываешь другую дверь в эту комнату, возникающее разрежение открывает и дверь с этой защелкой. Это даже происходит тогда, когда открывается входная дверь на лестницу, которая расположена намного дальше.

При автоматических измерениях весы стоят в отдельном помещении несколько дней, обычно хлопать дверьми там некому. У весов есть система защиты от вибраций. Она не позволяет проводить измерения в такие моменты. Показания на мониторе просто не стабилизируются. Я выложил свой первый график изменений веса чуть выше.

-- 13.04.2023, 12:52 --

wrest в сообщении #1589542 писал(а):

Мы сейчас видим, что результаты измерений не укладываются в ожидаемые, поэтому есть некоторое недоверие к ним - измеряется ли именно действующая на гирьку сила тяжести а не что-то ещё постороннее.

Я выложил чуть выше график изменений веса в середине апреля 2019г. Может его добавить в 1-е сообщение темы?

-- 13.04.2023, 12:57 --

EUgeneUS в сообщении #1589528 писал(а):

Нужно подробное описание установки и порядка проведения измерений.

Чуть выше ответил. Примерно там же график изменений веса в середине апреля 2019г. Нужно ли его, для удобства добавить в 1-е сообщение темы?

[Geen]

Jury в сообщении #1589539 писал(а):

Масса груза выбиралась близкая к максимально допустимой для весов из соображений повышения точности измерений.

Обычно, к границе допустимого диапазона относительная погрешность растёт....

Jury в сообщении #1589539 писал(а):

Гирьку стал поднимать и опускать электропривод

Поподробнее, пожалуйста.

Jury в сообщении #1589539 писал(а):

В начале измерений выполнялась калибровка весов в 200.0000г.

Поподробнее, пожалуйста.

Jury в сообщении #1589539 писал(а):

Взвешивания проводились при постоянной температуре (+-1-2 градуса), постоянном давлении (+-1-2 единицы) и постоянной влажности.

Вы в барокамере измеряли?

Jury в сообщении #1589539 писал(а):

Не допускалось попадание на весы прямого солнечного света и теплового излучения электроприборов.

А магнитные поля?

-- 13.04.2023, 13:02 --

Jury в сообщении #1589548 писал(а):

Нужно ли его, для удобства добавить в 1-е сообщение темы?

Для удобства, его лучше выложить так, что бы не запрашивались персональные данные....
И не "график", лучше, а результаты измерений.

-- 13.04.2023, 13:07 --

Jury в сообщении #1589539 писал(а):

а показания весов записывались на видеорегистратор.

Почему так сложно? И что делалось с записями потом?

[wrest]

GraNiNi в сообщении #1589545 писал(а):

Чтобы исключить влияние движения воздуха нужно поместить весы в контейнер, бочку и пр. с герметичной крышкой. Ну и все провода тоже должны подводиться к весам через герметичные вводы.

Тогда там будет греться воздух от обогревателя термостата весов и прочей электроники в них

-- 13.04.2023, 14:02 --

Geen в сообщении #1589550 писал(а):

Почему так сложно? И что делалось с записями потом?

Ну это как раз понятно почему. Измерения же идут сутки. Автоматизированно. Но у весов только дисплей, вот его в том числе на видео и снимали. А потом в табличку заносили.

(Оффтоп)

Я примерно так однажды делал когда проверял точность хода механических часов по мере роспуска пружины: просто фоткал автоматом раз в минуту, предварительно убедившись что фотки действительно делаются раз в минуту, убеждался фоткая "эталонные часы", которые перед этим так же проверял на "эталонность".

-- 13.04.2023, 14:04 --

Jury в сообщении #1589548 писал(а):

Может его добавить в 1-е сообщение темы?

Мне кажется, вы уже не сможете туда ничего добавить, сообщения блокируются на редактирование автором через час или два. Редактирование остается у модераторов (или на свои сообщения у "заслуженных участников" тоже, но тут я не помню точно, но короче вы не сможете).

[GraNiNi]

wrest в сообщении #1589556 писал(а):

Тогда там будет греться воздух от обогревателя термостата весов

Тогда термостат не понадобится.

[Geen]

wrest в сообщении #1589556 писал(а):

Но у весов только дисплей

в описаниях указан RS-232...

[wrest]

Geen в сообщении #1589565 писал(а):

в описаниях указан RS-232...

Да, это бы наверное упростило автоматизацию. Хотя... Вместо борьбы с RS-232, я б наверное тоже фото-видео использовал. Особенно если на видео хорошо видно что гирьку подняли, гирьку опустили и т.п.

[Geen]

wrest в сообщении #1589567 писал(а):

Особенно если на видео хорошо видно что гирьку подняли, гирьку опустили и т.п.

А это в самом деле видно?...
И какой смысл в поднятии гирьки?

wrest в сообщении #1589567 писал(а):

Хотя... Вместо борьбы с RS-232

Берётся кабель com-usb, ставится драйвер, и почти в любом ЯП (perl, python, matlab, C/++) данные считываются и записываются хоть 10 раз в секунду. А если рядом поставить "метеостанцию", магнитометр, анализатор состояния сети, то и вместе со всей "сопутствующей" информацией....