Hur man mäter hastighet

Video: ÖVNINGSKÖR - Aldrig mer motorstopp

Innehåll

Steg
Metod 1 av 3: Hur man mäter en löparhastighet
Metod 2 av 3: Hur man mäter ljudets hastighet
Metod 3 av 3: Hur man mäter vindhastighet
Tips
Vad behöver du

Hastighet anger hur snabbt objektet rör sig. Objektets hastighet är den sträcka som färdats under en viss tid. Vanligtvis mäts hastigheten i meter per sekund (m / s), kilometer i timmen (km / h) eller centimeter per sekund (cm / s). För att mäta hastighet måste du bestämma avståndet som objektet reste, och den tid det tog, och sedan dividera avståndet med tiden.

Steg

Metod 1 av 3: Hur man mäter en löparhastighet

1 Hitta avståndet löparen behöver täcka. Detta avstånd kan bestämmas utifrån en känd spårlängd (t.ex. 100 meter) eller direktmätningar.
- Använd ett måttband eller personal för att bestämma det okända avståndet.
- Markera start och mål med band eller signalkonor.
2 Förbered dig på ett experiment. För att bestämma en löpares hastighet är det nödvändigt att mäta den tid det tar för honom att täcka målsträckan. Be löparen vänta tills du säger "Marsch!" - detta gör att du kan registrera tiden exakt med ett stoppur. Ställ stoppuret på noll och be löparen att ta startpositionen.
- Tid kan också mätas med en konventionell klocka, även om mätresultatet blir mindre exakt.
3 Ge löparen startsignalen och starta stoppuret samtidigt. Försök att synkronisera dessa åtgärder så exakt som möjligt. Rop "mars!" - och slå omedelbart på stoppuret. Om du inte kan göra detta samtidigt, ge löparen en larmsignal och försök igen.
4 Stoppa stoppuret så snart löparen passerar mållinjen. Se löparen noggrant för att inte missa det ögonblick när han passerar mållinjen. Försök att spela in detta ögonblick så exakt som möjligt och stoppa omedelbart stoppuret.
5 Dela löparens sträcka med antalet spenderade sekunder. Resultatet är löparens hastighet. Formeln för att bestämma hastigheten är följande: rest sträcka / tid. Antag att en löpare sprang 100 meter på 10 sekunder. Då är dess hastighet 10 m / s (100 dividerat med 10).
- För att uttrycka löparens hastighet i kilometer i timmen multiplicerar du 10 m / s med 3600 (antalet sekunder på en timme). Resultatet är 36 000 meter i timmen, eller 36 kilometer i timmen (1 kilometer är 1 000 meter).

Metod 2 av 3: Hur man mäter ljudets hastighet

1 Hitta en vägg som reflekterar ljud bra. En stor tegel- eller betongvägg fungerar bra för detta experiment. För att testa hur väggen reflekterar ljud, klappa händerna eller skrika högt och lyssna efter ekot. Om du hör ett distinkt eko är väggen bra för ditt ändamål.
2 Mät minst 50 meter från väggen. Detta avstånd är nödvändigt för att du ska ha tillräckligt med tid för tillräckligt noggranna mätningar. Eftersom ljudet först färdas avståndet från dig till väggen och sedan återvänder tillbaka till dig, är avståndet faktiskt 100 meter.
- Bestäm avståndet med ett måttband. Försök att göra det så exakt som möjligt.
3 Klappa handflatorna tillsammans med ljudet av ekot från väggen. Stå på det uppmätta avståndet från väggen och börja långsamt klappa i handflatorna. När du gör detta hör du ett eko. Snabba eller sakta ner och justera rytmen så att varje nästa klapp matchar ekot från föregående klapp.
- När du uppnår fullständig synkronicitet hör du bara dina klappar och du kommer inte längre att höra ljudet av ekot.
4 Klappa handflatorna 11 gånger och spela in den här tiden med ett stoppur. Be din vän att starta stoppuret vid första klappen och stanna samtidigt som den sista. Om du slår 11 gånger, då har ljudet tid att nå väggen 10 gånger, studsa av den och återvända tillbaka i form av ett eko. Således kommer ljudet att vandra ett avstånd av 100 meter 10 gånger.
- Dessutom kommer 11 klappar att ge din vän tillräckligt med tid för att exakt starta och stoppa stoppuret.
- För att få mer exakta resultat, gör detta flera gånger och hitta genomsnittet. För att hitta genomsnittet, lägg till alla erhållna tidsintervall och dividera med antalet mätningar.
5 Multiplicera avståndet med 10. Eftersom du klappade händerna 11 gånger reste ljudet 10 gånger. Multiplicera 100 meter med 10 för att få 1000 meter.
6 Dela sträckans längd med ljudet med den tid det tog dig att klappa 11 händer. Som ett resultat kommer du att få den ljudhastighet som det gick från handflatorna till väggen och sedan tillbaka till dina öron.
- Låt oss säga att 11 klappar tog 2,89 sekunder. För att hitta ljudets hastighet måste du ta avståndet, det vill säga 1000 meter, och dividera det med denna tid. Som ett resultat får du 346 m / s.
- Ljudets hastighet vid havsnivå är 340,29 m / s. Ditt resultat bör vara nära detta värde, men inte nödvändigtvis exakt detsamma, speciellt om du inte är på havsnivå. Ju högre höjd desto tunnare luft och desto långsammare sprider sig ljudet.
- Ljud rör sig snabbare genom vätskor och fasta ämnen än genom luft. Ju högre densitet för mediet, desto högre ljudhastighet.

Metod 3 av 3: Hur man mäter vindhastighet

1 Ta ut vindmätaren. En vindmätare är en enhet för att mäta vindhastighet. Den består av 3 eller 4 koppar, som är monterade på stickor som roterar runt en central axel. Vinden blåser in i kopparna och vänder ekrarna. Ju högre vindhastighet, desto snabbare roterar kopparna runt axeln.
- Du kan köpa en vindmätare eller göra den själv.
- För att göra din egen vindmätare, ta fem 100 ml papperskoppar, två sugrör, en slipad penna med suddgummi på baksidan, en häftapparat, en liten skarp säkerhetsnål och en linjal. Färg sidorna på en kopp så att du kan skilja den från de andra.
- Stansa ett hål i sidan av en kopp cirka 2,5 centimeter från toppen. I den femte koppen gör du fyra lika stora hål cirka 2,5 centimeter under överkanten. Stick också ett hål i botten av denna kopp.
- Ta en kopp och trä halmen genom sidan av den så att den går in cirka 2,5 centimeter. Använd en häftapparat för att fästa halmen på sidan av koppen. För den återstående delen av halmen genom den femte koppen med fyra sidohål så att den kommer in i ett hål och lämnar motsatsen. Lägg en andra kopp på denna ände av halmen och säkra den med en häftapparat.Dessa koppar ska vända åt samma håll.
- Upprepa ovanstående steg med de andra två kopparna och trä ett sugrör genom de återstående två hålen i mitten (femte) koppen. Dessa koppar bör också vända åt samma håll.
- Trä försiktigt in stiftet genom sugrören där de skär i mittkoppen.
- Skjut pennan genom hålet i botten av den femte koppen och sätt in en nål i suddgummit. Se till att vindmätaren roterar fritt. Om sugrören med kopparna på snurrar fritt är vindmätaren redo att användas. Om inte, justera pennans position så att suddgummit inte träffar sugrören.
2 Beräkna omkrets vindmätare. Denna längd är lika med avståndet som en av kopparna färdas vid en full varv av vindmätaren. För att beräkna omkretsen av en cirkel måste du mäta dess diameter.
- Mät avståndet från vindmätarens centrala axel till mitten av en av kopparna. Detta är vindmätarens radie. Multiplicera radien med två så får du önskad diameter.
- Omkretsen av en cirkel är lika med dess diameter (eller två gånger dess radie) gånger pi.
- Till exempel, om avståndet mellan mitten av koppen och mittenaxeln på vindmätaren är 30 centimeter, färdas koppen 2 x 30 x 3,14 i ett helt varv (här avrundas pi till två decimaler), eller 188,4 centimeter.
3 Placera vindmätaren där vinden blåser. Vinden ska vara tillräckligt stark för att rotera vindmätarens axel, men inte tömma eller välta den. Det kan vara värt att fästa vindmätaren på marken eller en styv stång så att pennan är vertikal.
4 Räkna antalet varvräknare för vindmätaren under en viss tidsperiod. Stå bredvid vindmätaren och räkna hur många varv den målade koppen kommer att göra. Tidsintervallet kan vara 5, 10, 15, 20, 30 sekunder eller till och med en hel minut. För mer noggrannhet, använd en timer.
- Om du inte har en timer, be en vän att ta tiden medan du räknar antalet varv.
- Om du använder en kommersiellt tillgänglig vindmätare, markera en kopp på något sätt för att få rätt varvtal.
5 Multiplicera antalet varv med det avstånd koppen färdas i ett varv, det vill säga med vindmätarens omkrets. Således hittar du avståndet som glaset färdas i det tidsintervall du valt.
- Till exempel, om vindmätarens radie är 30 centimeter, färdas koppen ett avstånd på 188,4 centimeter i ett varv. Om du har räknat 50 varv i det valda tidsintervallet är det totala avståndet 50 x 188,4 = 9420 centimeter.
6 Dela den totala sträckan med förfluten tid. Hastighet definieras som avståndet dividerat med den tid det tar att resa den sträckan. Om du dividerar det hittade totala avståndet med det valda tidsintervallet, bestäm sedan den aktuella vindhastigheten.
- Om du till exempel räknade antalet varv på 10 sekunder ska du dela det totala avståndet med 10 sekunder. Hastighet = (9420 cm / 10 s) = 942 cm / s.
- Om du multiplicerar 942 cm / s med 3600 får du 3391200 cm / h, och om du delar med 100 000 (antalet centimeter i en kilometer) får du 33,9 km / h.

Tips

Inom fysiken är hastighet en vektormängd, det vill säga att den inte bara sätts av ett numeriskt värde, utan också av den riktning som objektet rör sig i. Vindmätaren roterar i en cirkel, så den visar bara vindhastigheten och ger inte information om dess riktning. Vindens riktning och ungefärliga hastighet kan bedömas av vindsocken, som blåses upp med luft och stiger i den riktning vinden blåser.