Kunnskap

Hvordan måle hastighet

Posted on
Forfatter: John Stephens
Opprettelsesdato: 24 Januar 2021
Oppdater Dato: 17 Kan 2024
Anonim
Hvordan måle hastighet - Kunnskap
Hvordan måle hastighet - Kunnskap

Innhold

I denne artikkelen: Måling av hastigheten på en løper Måling av lydens hastighet Måling av vindhastighet8 Referanser

Hastighet er et mål på hastigheten eller langsomheten til et objekt (i fysisk forstand av begrepet) i bevegelse. Hastighetene til et objekt er den tilbakelagte avstanden per tidsenhet. Hastighetsenheter inkluderer meter per sekund (m / s), kilometer per time (km / t) og knop (navigasjon). For å måle en hastighet er det nødvendig å kjenne til eller måle avstanden dekket i et bestemt tidsrom. Når du har disse to dataene, er det bare å dele avstanden etter tiden og du får en hastighet.


stadier

Metode 1 Mål hastigheten til en løper



  1. Bestem avstanden løperen må reise. Hvis du har tilgang til et friidrettsbane, kan du velge en kjørefelt som er 100 m, eller plante to innsatser 100 m fra hverandre i et flatt felt.
    • Hvis du er i et felt eller på en sti, kan du ta en dekameter for å måle hundre meter.
    • Angi start- og målstreken med en streng plassert på bakken eller to kjegler på stedet.



  2. Gjør deg klar. Rytteren vil velge og for å kjenne hastigheten sin under løpet, må du vite hvor lang tid han vil sette av for å reise den planlagte distansen. For at målingen av tiden skal være rettferdig, vil løperen gå til signalet ditt ("Gå!" For eksempel). Forsikre deg om at den er på null før du starter tidtakeren. Rytteren må bare sette seg på startstreken.
    • Du kan også bruke en klokke, men tidsmålingen vil være mindre nøyaktig.




  3. Utløs stoppeklokken. Utløs det i det øyeblikket løperen krysser startstreken. Du vil ha gitt rytteren signalet som er avtalt mellom deg. Hvis syklisten startet en falsk start, må du gjøre som i konkurranse: du setter klokken til null og du gir en start.



  4. Stopp stoppeklokken. Stopp det når løperen krysser målstreken. Følg løpet forsiktig og spesielt når syklisten krysser målstreken. Stoppuret må stoppes på det tidspunktet.



  5. Del avstanden som løperen har reist etter den tid det tok. Denne divisjonen gjør det mulig å få hastigheten til løperen. Formelen for hastigheten er, husk det, følgende: tilbakelagt avstand / tid det tok å gå . Ta eksempelet på hundre meter: hvis rytteren setter 10 sekunder, vil han ha løpt i en hastighet på: 100 m delt på 10 (100 m / 10 s), eller 10 m / s.
    • Multipliser 10 m / s med 3600 (antall sekunder på en time). Løperen ville ha tilbakelagt 36 000 meter på en time. Når han visste at det er 1000 meter på en kilometer, var hastigheten hans 36 km / t (36.000 / 1.000).
    • Hvis denne rytteren hadde dekket 200 meter på 25 sekunder, ville han ha kjørt 28 800 meter (200/25 x 3600) på en time: hastigheten hans var derfor 28,8 km / t.

Metode 2 Mål hastigheten på lyden




  1. Finn en vegg som ser bra ut. Finn en solid vegg, som en mur eller betongvegg. Test veggens retur (ekko) ved å klappe eller skrike. Hvis lecho er hørbar, er dette veggen du trenger for din opplevelse.



  2. Sett deg femti meter fra veggen. Denne avstanden gjør det mulig å synkronisere godt med ekko, å ha nok tid til å utføre presise målinger (fordi enhver forskjell vil forvrenge resultatet i stor grad). Endelig er denne avstanden på femti meter veldig praktisk for beregninger, for med lydens retur har du hundre meter.
    • Mål avstanden med en decameter. Forsøk å være så nøyaktig som mulig i målingene dine.



  3. Treffer hendene. Gjør det i rytme med lecho. Forsikre deg om at du er i riktig avstand og treffer sakte i hendene. Du må kunne høre lecho når du slår hendene igjen. Utvid eller reduser rytmen din når du klapper på hendene for å være synkron med ekkoet fra den forrige takten.
    • Når du er perfekt synkron, vil du bare høre lyden fra klappet ditt, lyden av ekko blir dekket.



  4. Treff elleve ganger i hendene. En tidholder vil måle tiden. Han vil utløse sin tidvakt ved den første streiken og vil stoppe ved den siste. Med elleve klappende hender har du ti tidsintervaller. På avstand har lyden reist ti ganger hundre meter, lengden frem og tilbake til veggen.
    • Å slå elleve ganger i hendene gjør at tidtageren kan starte i tide og ikke bli overrasket på slutten, målingen er ganske nøyaktig.
    • For å få en mer nøyaktig måling, gjør du flere ganger av denne typen, og gjør deretter et gjennomsnitt. For å gjøre dette, legg opp alle oppnådde tider, og del deretter med antall ganger.



  5. Multipliser avstanden med ti. Som du har slått elleve ganger i hendene, har lyden reist ti ganger avstanden frem og tilbake fra deg til veggen, ti ganger hundre meter, noe som gir tusen meter.



  6. Gjør inndelingen. Del distansen som er reist etter den tid det tok å oppnå den samme distansen. Du vil ha den gjennomsnittlige lydhastigheten i banen fra hendene til veggen og ryggen.
    • Så la oss si at i elleve klapper målte du 2,89 sekunder. Lydens hastighet beregnes ved å ta avstanden, eller 1.000 meter, delt på varigheten, eller 2.89 sekunder, noe som gir en lydhastighet på 346 m / s.
    • Lydens hastighet på havnivået er 340,29 m / s. Med den erfaringen du har gjort, finner du ikke den sanne hastigheten, men en nær hastighet. Dette vil være enda mer sant hvis du ikke er i havnivå. Hvis du er i høyde, er luften mindre tett, og lyden sprer seg mindre raskt.
    • Lyd beveger seg raskere i væske eller fast stoff enn i luften, fordi den overraskende er mindre bremset i medier med høyere tetthet.

Metode 3 Mål vindhastigheten



  1. Ha en anemometer. Et anemometer er et apparat spesielt utviklet for å måle vindhastighet. Den består av en sentral roterende akse som er festet tre eller fire kopper montert i enden av en liten akse. Vinden synker ned i hule kopper og får slappen til å snu. Jo sterkere vinden er, jo raskere blir koppene, jo raskere svinger den sentrale slappen.
    • Du kan kjøpe anemometeret ditt, men du kan også produsere det selv.
    • For å lage et anemometer trenger du fem kopper stivt materiale 8 til 10 cm i diameter, to sugerør, en skarp blyant med viskelær, en stiftemaskin, en stift og en linjal. Fargelegg en av koppene for å kunne oppdage den under eksperimentet.
    • Lag et hull på siden av fire av de fem koppene ca 3 cm fra kanten. I den femte bollen, lag fire jevnt fordelt hull, alle 3 cm fra kanten. Lag også et hull på toppen av denne koppen.
    • Introduser et sugerør i hullet på en tallerken over en lengde på 2 til 3 cm. Fest den i denne posisjonen med en stift. Ta den andre enden av halmen og kryss koppen gjennom de fire hullene. Når strået er på plass, fest en andre kopp til den andre enden på samme måte som den første. Du vil bekrefte at de to enkle koppene er orientert i samme retning.
    • Gjenta det samme med det andre strået og de to andre koppene, og bruk de to andre hullene i den femte retten. Sjekk denne gangen at de fire koppene er orientert i samme retning.
    • Bruk pinnen og stikk forsiktig de to stråene som skjærer seg inni den femte retten.
    • Sett blyanten i senterhullet på den femte retten. Viskelæret vil komme inn først fordi pinnen skyves inn. Sjekk at anemometeret ditt snurrer fritt. Hvis det er tilfelle, kan du starte eksperimentet. Hvis det fastkjørt, fjern en liten stift eller blyant og se om koppene dreier fritt.



  2. Beregn omkrets av måleren. En kopp som utfører en fullstendig sving, beskriver en sirkel og reiser en avstand som tilsvarer omkretsen av den sirkelen. For å beregne sistnevnte, trenger du sirkelens diameter.
    • Mål lengden på måleren i midten av en av koppene. Dette kalles målerens radius. Ved å doble denne avstanden har du diameteren.
    • Omkretsen av en sirkel er lik produktet av diameteren med konstanten π (pi) eller med produktet med dobbelt radius per π.
    • Så hvis lengden mellom midten av en av koppene ved den sentrale aksen til måleren er 30 cm, reiser en kopp som gjør en fullstendig sving en avstand på: 2 x 30 x 3,14 (avrunding π til to desimaler), eller 188,4 cm.



  3. Plasser måleren riktig. Plasser den på et sted der vinden er følsom, men unngå å plassere den på et sted der den er for voldsom, ellers vil du ikke kunne finne antall rotasjoner. Fest den godt slik at den ikke flyr og hold den vertikalt.



  4. Telle antall svinger. Regn det på en fast periode. Sitt foran maskinen og tel en tur hver gang den fargede koppen går foran deg. Det siste kan ta en variabel tid å fullføre en omgang: 5, 10, 15, 20, 30 sekunder, til og med et minutt, alt avhenger av styrken til vindens øyeblikk. Sett en timer på et gitt tidspunkt, som lar deg telle svingene stille.
    • Hvis du ikke har en tidtaker, kan du be en venn om tid mens du teller svingene.
    • Hvis du kjøper et anemometer, markerer du en av koppene, slik at du enkelt kan telle antall svinger.



  5. Multipliser antall svinger med omkretsen. I løpet av tiden du har angitt, telte du et antall svinger. Hvis du multipliserer dette tallet med omkretsen av sirkelen som er beskrevet av referansekoppen, får du den tilbakelagte avstanden med den markerte koppen.
    • Hvis anemometeret ditt har en radius på 30 cm, løper en av koppene i en sving 188,4 cm. Hvis det gjør 50 svinger under observasjonen din, vil avstanden som har tilbakelagt være: 50 x 188,4 = 9,420 cm.



  6. Del den totale avstanden med den forløpte tiden. Det sies over: hastighet er den tilbakelagte strekningen per tidsenhet. Ta den totale avstanden du har kjørt med den markerte koppen på forhånd, og del den deretter med valgt rotasjonstid: du har vindhastigheten.
    • Så hvis du har sett koppen i 10 sekunder, må du dele avstanden dekket med 10. For å ta eksemplet igjen, har vi: 9 420 cm / 10 s = 942 cm / s.
    • Multipliser 942 cm / s med 3600 (som er antall sekunder på en time) og du får 3.391.200 cm / t. Del med 100 000 (antall centimeter i en kilometer) og du får 33,9 km / t: det er en moderat vind!
    • Hvis observasjonsperioden hadde gått 15 sekunder for et identisk antall omdreininger, ville koppen alltid reist 9 420 cm, eller 2 260 800 cm (9 420/15 x 3600) på en time, en hastighet på 22,6 km / t.