Sådan måles hastighed

Indhold

• etaper
• Metode 1 Mål hastigheden på en løber
• Metode 2 Mål lydens hastighed
• Metode 3 Mål vindhastigheden

I denne artikel: Måling af løberens hastighed Måling af lydens hastighed Måling af vindhastighed8 Referencer

Hastighed er et mål på hastigheden eller langsomheden af ​​et objekt (i fysisk forstand af udtrykket) i bevægelse. Et objekts hastighed er den kørte afstand pr. Tidsenhed. Hastighedsenheder inkluderer meter pr. Sekund (m / s), kilometer i timen (km / t) og knob (navigation). For at måle en hastighed er det nødvendigt at kende eller måle afstanden dækket i et bestemt tidsrum. Når du er i besiddelse af disse to data, skal du blot dele afstanden med tiden, og du får en hastighed.

etaper

Metode 1 Mål hastigheden på en løber

1. 
   

   
   Bestem afstanden, som løberen skal rejse. Hvis du har adgang til en atletikbane, skal du vælge en bane, der er 100 m, eller plante to indsatser 100 m fra hinanden i et fladt felt.
   • Hvis du er i et felt eller på en sti, skal du tage en dekameter for at måle dine hundrede meter.
   • Angiv start- og slutlinjer med en streng placeret på jorden eller to kegler på stedet.

2. 
   

   
   Bliv klar. Rytteren vælger, og for at kende hans hastighed under løbet, skal du vide, hvor længe han vil stille for at rejse den planlagte afstand. For at målingen af ​​tid skal være retfærdig, går løberen til dit signal ("Gå!" For eksempel). Før du starter timeren, skal du sørge for, at den er på nul. Rytteren skal bare sætte sig selv på startlinjen.
   • Du kan også bruge et ur, men din tidsmåling vil være mindre nøjagtig.

3. 
   

   
   
   
   Udløs dit stopur. Udløs det i det øjeblik, løberen krydser startlinjen. Du vil have givet rytteren det signal, der er aftalt mellem dig. Hvis rytteren startede en falsk start, skal du gøre som i konkurrence: du indstiller uret til nul og du starter.

4. 
   

   
   Stop din stopur. Stop det, når løberen krydser målstregen. Følg løbet omhyggeligt og især når rytteren krydser målstregen. Stopuret skal stoppes på det tidspunkt.

5. 
   

   
   Del afstanden, som løberen har rejst, inden for den tid, det tager. Denne afdeling giver mulighed for at få løberens hastighed. Formlen for hastigheden er, husk det, følgende: rejset afstand / det tog tid at gå . Tag eksemplet på de hundrede meter: hvis rytteren sætter 10 sekunder, vil han have løbet i en hastighed på: 100 m divideret med 10 (100 m / 10 s) eller 10 m / s.
   • Multipliser 10 m / s med 3.600 (antallet af sekunder i en time). Løberen ville have kørt 36.000 meter på en time. Når han vidste, at der er 1.000 meter i en kilometer, var hans hastighed 36 km / t (36.000 / 1.000).
   • Hvis denne rytter havde dækket 200 m på 25 sekunder, ville han have kørt 28.800 m (200/25 x 3.600) på en time: hans hastighed var derfor 28,8 km / t.

Metode 2 Mål lydens hastighed

1. 
   

   
   
   
   Find en mur, der ser godt ud. Find en solid væg, som en mur eller betonvæg. Test væggens (ekko) returkvalitet ved at klappe eller skrige. Hvis lecho er hørbar, er dette den væg, du har brug for til din oplevelse.

2. 
   

   
   Sæt dig selv 50 meter fra væggen. Denne afstand gør det muligt at synkronisere godt med ekko, have tid nok til at foretage præcise målinger (fordi enhver forskel vil meget forvrænge resultatet). Endelig er denne afstand på 50 meter meget praktisk til beregninger, for med lydens tilbagevenden har du hundrede meter.
   • Mål afstanden med et decameter. Forsøg at være så nøjagtig som muligt i dine målinger.

3. 
   

   
   Hit dine hænder. Gør det i rytme med lecho. Sørg for, at du er i den rigtige afstand og slå dine hænder langsomt. Du skal kunne høre lecho, når du rammer dine hænder igen. Udvid eller mindsk din rytme i klapperne på hænderne for at være synkron med ekkoet fra det forrige takt.
   • Når du er perfekt synkron, hører du kun lyden fra din klapp, lyden af ​​ekko vil blive dækket.

4. 
   

   
   Hit elleve gange i dine hænder. En tidholder vil måle tiden. Han udløser sin tidtager ved den første strejke og stopper ved den sidste. Med elleve klappende hænder har du ti tidsintervaller. På afstand har lyden kørt ti gange hundrede meter, længden frem og tilbage til væggen.
   • At slå elleve gange i hænderne gør det muligt for tidtageren at starte i tide og ikke blive overrasket i slutningen, målingen er ganske nøjagtig.
   • For at have en mere nøjagtig måling skal du foretage flere gange af denne type og derefter foretage et gennemsnit. For at gøre dette skal du tilføje alle opnåede tider og derefter dele med antallet af gange.

5. 
   

   
   Multiplicer afstanden med ti. Som du har slået elleve gange i dine hænder, har lyden kørt ti gange afstanden frem og tilbage fra dig til væggen, ti gange hundrede meter, hvilket giver tusind meter.

6. 
   

   
   Foretag opdelingen. Del afstanden, der er rejst inden for den tid, det tager at opnå den samme afstand. Du har den gennemsnitlige lydhastighed i dens sti fra dine hænder til væggen og tilbage.
   • Så lad os sige, at i 11 klapper målte du 2,89 sekunder. Lydens hastighed beregnes ved at tage afstanden, eller 1.000 meter, divideret med varigheden eller 2,89 sekunder, hvilket giver en lydhastighed på 346 m / s.
   • Lydhastigheden ved havoverfladen er 340,29 m / s. Med den erfaring, du har gjort, finder du ikke den rigtige hastighed, men en nær hastighed. Dette vil være endnu mere sandt, hvis du ikke er i havoverfladen. Hvis du er i højden, er luften mindre tæt, og lyden spreder sig mindre hurtigt.
   • Lyd bevæger sig hurtigere i væske eller fast stof end i luften, fordi den overraskende er mindre bremset i medier med højere densitet.

Metode 3 Mål vindhastigheden

1. 
   

   
   Har et anemometer. Et anemometer er et udstyr, der er specifikt designet til at måle vindhastighed. Den består af en central roterende akse, hvorpå der er fastgjort tre eller fire kopper monteret i enden af ​​en lille akse. Vinden synker ned i hule kopper, hvilket får slaven til at dreje. Jo stærkere vinden er, jo hurtigere drejer kopperne, jo hurtigere drejer den centrale slappe.
   • Du kan købe dit anemometer, men du kan også fremstille det selv.
   • For at lave et anemometer har du brug for fem kopper stift materiale 8 til 10 cm i diameter, to strå, en skarp blyant med et viskelæder, en hæfteklammer, en stift og en lineal. Farv en af ​​kopperne for at kunne se den under eksperimentet.
   • Lav et hul på siden af ​​fire af de fem kopper ca. 3 cm fra kanten. I den femte skål laves fire jævnt fordrevne huller, alle 3 cm fra kanten. Lav også et hul øverst i denne kop.
   • Indfør et halm i hullet på en skål over en længde på 2 til 3 cm. Fastgør den i denne position med en hæfteklammer. Tag den anden ende af halmen og kryds koppen gennem de fire huller. Når strået er på plads, skal du fastgøre en anden kop til den anden ende på samme måde som den første. Du vil verificere, at de to enkelt kopper er orienteret i samme retning.
   • Gentag det samme med det andet halm og de to andre kopper ved hjælp af de to andre huller i den femte skål. Kontroller denne gang, at de fire kopper er orienteret i samme retning.
   • Brug stiften og gennembor forsigtigt de to strå, der krydser hinanden i den femte skål.
   • Indsæt blyanten i midten af ​​det femte skål. Viskelædet kommer først ind, fordi stiften skubbes ind. Kontroller, at dit anemometer roterer frit. Hvis det er tilfældet, kan du starte eksperimentet. Hvis det sidder fast, skal du fjerne en lille stift eller blyant og se, om kopperne drejer frit.

2. 
   

   
   Beregn omkreds af måleren. En kop, der udfører en komplet drej, beskriver en cirkel og rejser en afstand, der er lig med omkredsen af ​​den cirkel. For at beregne sidstnævnte har du brug for cirkelens diameter.
   • Mål længden af ​​måleren i midten af ​​en af ​​kopperne. Dette kaldes målerens radius. Ved at fordoble denne afstand har du diameteren.
   • Omkretsen af ​​en cirkel er lig med produktet med diameteren med konstanten π (pi) eller med produktet med dobbelt radius pr.
   • Hvis længden mellem midten af ​​en af ​​kopperne ved målerens centrale akse således er 30 cm, bevæger en kop, der gør en komplet drejning, en afstand på: 2 x 30 x 3,14 (afrunding π til to decimaler), eller 188,4 cm.

3. 
   

   
   Placer måleren korrekt. Placer det på et sted, hvor vinden er følsom, men undgå at placere den på et sted, hvor den er for voldelig, ellers vil du ikke være i stand til at lokalisere antallet af rotationer. Fix det godt, så det ikke flyver og hold det lodret.

4. 
   

   
   Tæl antallet af drejninger. Regn det med en fast periode. Sæt dig foran maskinen og tæl en tur hver gang den farvede kop går foran dig. Sidstnævnte kan tage en variabel tid at gennemføre en omgang: 5, 10, 15, 20, 30 sekunder, endda et minut, alt afhænger af styrken af ​​vindens øjeblik. Indstil en timer på et givet tidspunkt, som giver dig mulighed for at tælle svingene stille.
   • Hvis du ikke har en timer, skal du bede en ven om tid, mens du tæller svingene.
   • Hvis du køber et anemometer, skal du sætte et mærke på en af ​​kopperne, så du nemt kan tælle antallet af vendinger.

5. 
   

   
   Multiplicer antallet af sving med omkredsen. I den periode, du har indstillet, tællede du et antal vendinger. Hvis du multiplicerer dette tal med omkredsen af ​​den cirkel, der er beskrevet af referencekoppen, får du den tilbagelagte afstand af den markerede kop.
   • Så hvis dit anemometer har en radius på 30 cm, løber en af ​​kopperne i en tur 188,4 cm. Hvis det foretager 50 vendinger under din observation, vil afstanden, der har kørt, være: 50 x 188,4 = 9,420 cm.

6. 
   

   
   Del den samlede afstand med den forløbne tid. Det siges ovenfor: hastighed er den kørte afstand pr. Tidsenhed. Tag den samlede afstand, der er kørt af den markerede kop på forhånd, og del den derefter med den valgte rotationstid: Du har vindhastigheden.
   • Så hvis du har set koppen i 10 sekunder, er du nødt til at dele afstanden dækket af 10. For at tage eksemplet igen, har vi: 9 420 cm / 10 s = 942 cm / s.
   • Multipliser 942 cm / s med 3.600 (hvilket er antallet af sekunder på en time), og du får 3.391.200 cm / t. Del med 100.000 (antallet af centimeter i en kilometer), og du får 33,9 km / t: det er en moderat vind!
   • Hvis observationsperioden havde været 15 sekunder for et identisk antal omdrejninger, ville koppen altid have kørt 9 420 cm eller 2 260 800 cm (9 420/15 x 3600) på en time, en hastighed på 22,6 km / t.