Як виміряти швидкість
Швидкість характеризує швидкість переміщення тіла. Швидкість тіла є відстань, пройдену за певний час. Одиниці швидкості включають сантиметри на секунду (см / с), метри в секунду (м / с) або кілометри на годину (км / ч). Вимірювання швидкості включає вимірювання пройденої відстані і часу, за який ця відстань пройдено, а потім з отриманих величин обчислюють швидкість. Нижче наведено кілька способів вимірювання швидкості бігуна, звуку і вітру.
Кроки
Метод 1 з 3: Вимірювання швидкості бігуна
1
Визначте відстань, яку пробіг бігун. Це може бути зроблено на доріжці для бігу відомої довжини, наприклад, 100 м, або на будь-який інший з засеченного відстанню.2
Скиньте секундомір на нуль.3
Нехай бігун займе стартову позицію.4
Пускайте секундомір в момент старту бігуна.5
Зупиніть секундомір, коли бігун перетинає фінішну межу.6
Розділіть відстань, яку пробіг бігун на кількість пройдених секунд. Використовуючи як приклад довжину 100 м і пройдений час 10 секунд, швидкість бігуна буде 100 розділити на 10, або 10 м / с.- Помножимо 10 м / с на 3600 секунд (кількість секунд у годині) і знайдемо, що бігун втік зі швидкістю 36000 м / год або 36 км / год (1 км = 1000 м).
Метод 2 з 3: Вимірювання швидкості звуку
1
Знайдіть стіну, яка відображає звук.2
Виміряйте відстань не менше 50 м від стіни. Пропонується 50 м, тому що звук буде йти від вас до стіни і назад, тобто всього пройде 100 м.- Ви можете виміряти відстань рулеткою або будь-яким іншим способом (мотузкою з відсічення і т.п.).
3
Встаньте перед стіною на відстані 50 м з одним, що тримає секундомір.4
Хлопайте в долоні 10 разів. Ваш друг повинен пустити секундомір на першому бавовні і зупинити його на останньому. Ви ляскаєте в 10 разів (а не один раз), щоб дати одному достатньо часу пустити і зупинити секундомір.5
Розділіть відстань, яку пройшов звук, на заміряне час.6
Розділіть знову на кількість разів, яке ви плескали. Це дасть значення швидкості звуку одного бавовни ваших рук.- Швидкість звуку на рівні моря складає 340.29 м / с. Ваші розрахунки повинні наблизитися до цієї цифри, але можуть не відповідати їй точно, так як це значення наводиться для швидкості звуку на рівні моря. Чим більше розряджений повітря, тим менше швидкість звуку. Звук також рухається швидше через рідини і тверді тіла, ніж через повітря.
Метод 3 з 3: Вимірювання швидкості вітру
1
Візьміть анемометр. Анемометр - це пристрій, який вимірює швидкість вітру. Воно складається з 3 або 4 чашок, встановлених на спиці, які кріпляться до центральної осі. Вітер стикається з чашками і змушує їх обертатися.- Ви можете або купити анемометр, або створити свій власний. Якщо ви робите анемометр самі, розфарбуйте чашки в різні кольори для цього експерименту.
2
Виміряйте відстань від центральної осі анемометра до центру одній з чашок. Це радіус анемометра. Подвоєне відстань - діаметр.- Коли одна з чашок завершує повний оберт, пройдена нею відстань дорівнює подвоєному добутку радіуса анемометра на пі. Якщо радіус анемометра = 30 см, то відстань, пройдену чашкою за одне обертання = 2 х 30 х 3,14 (округляем пі до 2 знаків після коми) = 188,4 см.
3
Помістіть анемометр на вітряну місцевість. Вам потрібен такий вітер, щоб обертати анемометр, але не зривати його. Можливо, вам доведеться зміцнити прилад, щоб зберегти його у вертикальному положенні.4
Підрахуйте, скільки анемометр робить оборотів за певний інтервал часу. Можливі інтервали часу: 5, 10, 15, 20, або 30 секунд, або навіть ціла хвилина.5
Розділіть число обертів на кількість секунд. Якщо анемометр скоїв 50 оборотів протягом 10 секунд, це буде 50/10 або 5 оборотів в секунду.6
Помножте кількість обертів на секунду на відстань, що проходить анемометр за один оборот. Анемометр з радіусом 30 см проходить 188,4 см за один оборот. Якщо він робить 5 оборотів в секунду, то за секунду проходить 942 см (188,4 * 5). Таким чином, швидкість вітру 942 см / с.- Множачи 942 см / с на 3600 секунд, отримуємо 3391200 см / год. Ділимо останнє число на 100 000 (кількість сантиметрів в кілометрі) і отримуємо 33,9 км / год.
Поради
- Не плутайте значення швидкості і швидкість (як векторну величину). Наприклад, анемометр вимірює значення швидкості вітру, але не швидкість вітру, тому що він обертається по колу. З іншого боку, конус-Вітропокажчики вимірює швидкість вітру, тому що він вказує в напрямку, куди дме вітер (тобто задає вектор).
Попередження
- Деякі тіла рухаються занадто швидко, щоб бути виявленими звичайними засобами. Перша успішна спроба виміряти швидкість світла зажадала порівняти час між затемненнями супутників Юпітера. Більш сучасні способи вивчають відбивається світло від ряду обертових дзеркал.
Що вам знадобиться
- Секундомір
- Помічник
- Бігова доріжка (для вимірювання швидкості бігуна)
- Звукоотражающие стіни (для вимірювання швидкості звуку)
- Рулетка або мотузка (для вимірювання швидкості звуку)
- Анемометр (для вимірювання швидкості вітру)
