Obsah
V tomto článku: Měření rychlosti běžceMěření rychlosti zvukuMěření rychlosti větru8 Reference
Rychlost je míra rychlosti nebo zpomalení objektu (ve fyzickém slova smyslu) v pohybu. Rychlost objektu je vzdálenost ujetá za jednotku času. Jednotky rychlosti zahrnují metry za sekundu (m / s), kilometry za hodinu (km / h) a uzly (navigaci). Pro měření rychlosti je nutné znát nebo změřit ujetou vzdálenost v určitém časovém období. Jakmile budete mít tato dvě data k dispozici, jednoduše rozdělte vzdálenost časem a získáte rychlost.
stupně
Metoda 1 Změřte rychlost běžce
-
Určete vzdálenost, kterou musí běžec ujet. Pokud máte přístup na atletickou dráhu, vyberte pruh, který je 100 m, nebo umístěte dva stávky ve vzdálenosti 100 m do rovného pole.- Pokud jste na poli nebo na cestě, vezměte dekametr k měření stovek metrů.
- Označte počáteční a cílovou čáru strunou umístěnou na zemi nebo dvěma kužely na místě.
-
Připravte se. Jezdec si vybere a znát jeho rychlost během závodu, musíte vědět, jak dlouho bude trvat, než projede plánovanou vzdálenost. Aby byla míra času spravedlivá, běžec přejde k vašemu signálu (například „Jdi!“). Před spuštěním časovače se ujistěte, že je na nule. Jezdec se prostě musí postavit na startovní čáru.- Můžete také použít hodinky, ale vaše měření času bude méně přesné.
-
Spusťte stopky. Spusťte to v okamžiku, kdy běžec překročí startovní čáru. Dáte jezdci signál dohodnutý mezi vámi. Pokud jezdec provedl nesprávný start, musíte dělat jako v soutěži: nastavíte hodiny na nulu a vyrazíte. -
Zastavte stopky. Zastavte to, když běžec překročí cílovou čáru. Sledujte závod pečlivě a zvláště, když jezdec překročí cílovou čáru. V tuto chvíli musí být stopky zastaveny. -
Vydělte vzdálenost, kterou běžec uběhl, podle času. Toto rozdělení umožňuje získat rychlost běžce. Vzorec rychlosti je následující: ujetá vzdálenost / čas potřebný k ujetí , Vezměme si příklad sto metrů: pokud jezdec dá 10 sekund, bude běhat rychlostí: 100 m děleno 10 (100 m / 10 s), nebo 10 m / s.- Vynásobte 10 m / s 3 600 (počet sekund za hodinu). Běžec by urazil 36 000 metrů za hodinu. S vědomím, že v kilometru je 1 000 metrů, jeho rychlost byla 36 km / h (36 000/1 000).
- Pokud by tento jezdec uběhl 200 m za 25 sekund, musel by za hodinu ujet 28 800 m (200/25 x 3 600): jeho rychlost byla 28,8 km / h.
Metoda 2 Změřte rychlost zvuku
-
Najděte zeď, která vypadá dobře. Najděte pevnou zeď, jako je cihla nebo betonová zeď. Otestujte návratovou kvalitu stěny (echo) tleskáním nebo křikem. Pokud je lecho slyšitelné, pak je to zeď, kterou potřebujete pro svůj zážitek. -
Dejte si padesát metrů od zdi. Tato vzdálenost umožňuje dobře synchronizovat s ozvěnou, mít dostatek času na provedení přesných měření (protože jakýkoli rozdíl výrazně zkreslí výsledek). Nakonec je tato vzdálenost padesáti metrů velmi vhodná pro výpočty, protože s návratem zvuku máte sto metrů.- Změřte vzdálenost pomocí kamery. Snažte se být při měření co nejpřesnější.
-
Zasáhni ruce. Udělejte to v rytmu s lecho. Ujistěte se, že jste ve správné vzdálenosti a pomalu si udeřte do rukou. Když znovu zasáhnete ruce, musíte být schopni slyšet lecho. Rozšiřte nebo snižte svůj rytmus tleskání rukou tak, aby byl synchronní s ozvěnou předchozího rytmu.- Pokud jste dokonale synchronní, uslyšíte pouze zvuk tleskání, zvuk ozvěny bude zakryt.
-
Hit jedenáctkrát ve svých rukou. Časoměřič změří čas. Spustí svého časoměřiče při prvním úderu a zastaví u posledního úderu. S jedenácti tleskajícími rukama máte deset časových intervalů. V dálce zvuk prošel desetkrát sto metrů, délka tam a zpět ke zdi.- Jedenáctkrát zasažení rukou umožňuje časoměřiči začít v čase a na konci není překvapen, měření je docela přesné.
- Chcete-li mít přesnější měření, proveďte několikrát tento typ a poté udělejte průměr. Chcete-li to provést, sečtěte všechny získané časy a pak vydělte počtem opakování.
-
Vynásobte vzdálenost deseti. Jak jste udeřili jedenáctkrát do svých rukou, zvuk putoval desetkrát vzdálenost tam a zpět od vás ke zdi, desetkrát sto metrů, což dává tisíc metrů. -
Rozdělte se. Vydělte ujetou vzdálenost časem potřebným k dosažení stejné vzdálenosti. Na cestě budete mít průměrnou rychlost zvuku od vašich rukou po zeď a zpět.- Řekněme tedy, že u jedenácti klepání jste změřili 2,89 sekundy. Rychlost zvuku se vypočítá tak, že se odebere vzdálenost, nebo 1 000 metrů, dělená dobou trvání nebo 2,89 sekund, což dává rychlost zvuku 346 m / s.
- Rychlost zvuku na hladině moře je 340,29 m / s. Díky zkušenosti, kterou jste udělali, nenajdete skutečnou rychlost, ale blízkou rychlost. To bude ještě pravdivější, pokud nejste na úrovni moře. Pokud jste v nadmořské výšce, vzduch je méně hustý a zvuk se šíří méně rychle.
- Zvuk cestuje rychleji v kapalině nebo pevné látce než ve vzduchu, protože je překvapivě méně brzděn v médiích s vyšší hustotou.
Metoda 3 Změřte rychlost větru
-
Mají anemometr. Anemometr je zařízení speciálně určené k měření rychlosti větru. Skládá se ze střední rotační osy, na které jsou upevněny tři nebo čtyři šálky namontované na konci malé osy. Vítr klesá do dutých kelímků a způsobuje točení lax. Čím silnější vítr, tím rychleji se poháry otočí, tím rychleji se otočí centrální lax.- Můžete si koupit anemometr, ale také jej můžete vyrobit sami.
- K vytvoření anemometru potřebujete pět šálků z pevného materiálu o průměru 8 až 10 cm, dvě brčka, ostrou tužku s gumou, sešívačku, špendlík a pravítko. Zbarvte jeden z šálků, abyste jej mohli během experimentu spatřit.
- Udělejte díru na straně čtyř z pěti šálků asi 3 cm od okraje. V páté misce vytvořte čtyři rovnoměrně rozložené otvory, všechny 3 cm od okraje. Také udělejte díru v horní části tohoto šálku.
- Do otvoru misky v délce 2 až 3 cm vložte slámku. Zajistěte jej v této poloze pomocí svorky. Vezměte druhý konec slámy a kříž přes pohár přes čtyři otvory. Jakmile je sláma na svém místě, připojte druhý šálek k druhému konci stejným způsobem jako první. Ověříte, zda jsou oba šálky orientovány stejným směrem.
- Totéž opakujte s druhou slámou a dalšími dvěma šálky, pomocí dalších dvou otvorů v páté misce. Tentokrát zkontrolujte, zda jsou čtyři šálky orientovány stejným směrem.
- Pomocí špendlíku jemně propíchněte dvě brčka, která se protínají uvnitř páté misky.
- Vložte tužku do středového otvoru páté misky. Guma bude na prvním místě, protože čep bude zasunut. Zkontrolujte, zda se váš anemometr volně točí. Pokud tomu tak je, můžete zahájit experiment. Pokud se zasekne, odstraňte malý špendlík nebo tužku a zkontrolujte, zda se šálky volně otáčejí.
-
Vypočítejte obvod metr. Pohár, který provádí úplné otočení, popisuje kružnici a urazí vzdálenost rovnající se obvodu této kružnice. K výpočtu posledně jmenovaného potřebujete průměr kruhu.- Změřte délku měřiče ve středu jednoho z pohárků. Tomu se říká poloměr elektroměru. Zdvojnásobením této vzdálenosti získáte průměr.
- Obvod kružnice se rovná součinu průměru o konstantu π (pi) nebo součinu dvojnásobku poloměru na π.
- Je-li tedy vzdálenost mezi středem jednoho z pohárků na středové ose elektroměru 30 cm, putuje pohár, který provede úplné otočení, vzdálenost: 2 x 30 x 3,14 (zaokrouhlení π na dvě desetinná místa), nebo 188,4 cm.
-
Umístěte měřič správně. Umístěte jej na místo, kde je vítr citlivý, ale vyhněte se jeho umístění na místo, kde je příliš násilný, jinak nebudete schopni najít počet otáček. Dobře jej upevněte tak, aby nelétal a držte jej svisle. -
Spočítejte počet otáček. Spočítejte si to na dobu určitou. Sedět před strojem a počítat otáčky pokaždé, když barevný pohár jde před vámi. Posledně jmenovaný může dokončit kolo různým časem: 5, 10, 15, 20, 30 sekund, dokonce i minutu, vše závisí na síle větru okamžiku. Nastavte časovač na daný čas, který vám umožní počítat zatáčky tiše.- Pokud nemáte časovač, požádejte přítele o čas při počítání tahů.
- Pokud si koupíte anemometr, udělejte si značku na jednom z pohárků, abyste mohli snadno spočítat počet otáček.
-
Vynásobte počet otáček obvodem. Během nastaveného času jste spočítali počet otočení. Pokud vynásobíte toto číslo obvodem kruhu popsaného referenčním pohárem, získáte vzdálenost ujetou označeným pohárkem.- Má-li tedy váš anemometr poloměr 30 cm, jeden z pohárků se otočí o 188,4 cm. Pokud během vašeho pozorování dosáhne 50 zatáček, bude vzdálenost, kterou budete urazit,: 50 x 188,4 = 9 420 cm.
-
Vydělte celkovou vzdálenost uplynulým časem. Říká se to výše: rychlost je vzdálenost ujetá za jednotku času. Předem si vezměte celkovou vzdálenost ujetou označeným pohárkem a poté ji vydělte zvoleným časem rotace: máte rychlost větru.- Takže pokud jste sledovali pohár po dobu 10 sekund, musíte rozdělit vzdálenost ujetou 10. Abychom opět vzali příklad, budeme mít: 9 420 cm / 10 s = 942 cm / s.
- Vynásobte 942 cm / s 3 600 (což je počet sekund za hodinu) a získáte 3 391 200 cm / h. Vydělte 100 000 (počet centimetrů na kilometr) a dostanete 33,9 km / h: je to mírný vítr!
- Pokud by pozorovací doba byla 15 sekund pro stejný počet otáček, pohár by vždy cestoval 9 420 cm nebo 2 260 800 cm (9 420/15 x 3600) za hodinu, rychlost 22,6 km / h.