Zawartość

• Kroki
• Metoda 1 z 3: Jak zmierzyć prędkość biegacza
• Metoda 2 z 3: Jak zmierzyć prędkość dźwięku
• Metoda 3 z 3: Jak zmierzyć prędkość wiatru
• Porady
• Czego potrzebujesz

Prędkość wskazuje, jak szybko porusza się obiekt. Prędkość obiektu to odległość przebyta w określonym czasie. Zwykle prędkość jest mierzona w metrach na sekundę (m / s), kilometrach na godzinę (km / h) lub centymetrach na sekundę (cm / s). Aby zmierzyć prędkość, musisz określić odległość przebytą przez obiekt i czas, jaki to zajęło, a następnie podzielić odległość przez czas.

Kroki

Metoda 1 z 3: Jak zmierzyć prędkość biegacza

1. 1 Znajdź dystans, który biegacz musi pokonać. Odległość tę można określić na podstawie znanej długości toru (np. 100 metrów) lub bezpośrednich pomiarów.
   • Użyj taśmy mierniczej lub łaty, aby określić nieznaną odległość.
   • Oznacz początek i koniec wstążkami lub stożkami sygnałowymi.
2. 2 Przygotuj się do eksperymentu. Aby określić prędkość biegacza, konieczne jest zmierzenie czasu, jaki zajmuje mu pokonanie docelowego dystansu. Poproś biegacza, aby poczekał, aż powiesz „marzec!” - pozwoli to na dokładne rejestrowanie czasu za pomocą stopera. Ustaw stoper na zero i poproś biegacza o przyjęcie pozycji wyjściowej.
   • Czas można również mierzyć zwykłym zegarkiem, chociaż wynik pomiaru będzie mniej dokładny.
3. 3 Daj biegaczowi sygnał do startu i jednocześnie uruchom stoper. Spróbuj zsynchronizować te działania tak dokładnie, jak to możliwe. Krzycz „marzec!” - i natychmiast włącz stoper. Jeśli nie możesz tego zrobić w tym samym czasie, daj biegaczowi sygnał rozłączenia i spróbuj ponownie.
4. 4 Zatrzymaj stoper, gdy tylko biegacz przekroczy linię mety. Uważnie obserwuj biegacza, aby nie przegapić momentu, w którym przekroczy linię mety. Postaraj się jak najdokładniej zarejestrować ten moment i natychmiast zatrzymaj stoper.
5. 5 Podziel dystans przebyty przez biegacza przez liczbę spędzonych sekund. Rezultatem jest prędkość biegacza. Wzór na określenie prędkości jest następujący: przebyta odległość / czas wykonania. Załóżmy, że biegacz przebiegł 100 metrów w 10 sekund. Wtedy jego prędkość wynosi 10 m / s (100 podzielone przez 10).
   • Aby wyrazić prędkość biegacza w kilometrach na godzinę, pomnóż 10 m/s przez 3600 (liczbę sekund w godzinie). Wynik to 36 000 metrów na godzinę, czyli 36 kilometrów na godzinę (1 kilometr to 1000 metrów).

Metoda 2 z 3: Jak zmierzyć prędkość dźwięku

1. 1 Znajdź ścianę, która dobrze odbija dźwięk. W tym eksperymencie dobrze sprawdza się duża ściana z cegły lub betonu. Aby sprawdzić, jak ściana odbija dźwięk, klaskaj w dłonie lub głośno krzycz i nasłuchuj echa. Jeśli usłyszysz wyraźne echo, ściana jest dobra do twojego celu.
2. 2 Zmierz co najmniej 50 metrów od ściany. Ta odległość jest niezbędna, abyś miał wystarczająco dużo czasu na wystarczająco dokładne pomiary. Ponieważ dźwięk najpierw pokonuje odległość od ciebie do ściany, a następnie wraca do ciebie, odległość wynosi w rzeczywistości 100 metrów.
   • Określ odległość za pomocą taśmy mierniczej. Postaraj się, aby był jak najdokładniejszy.
3. 3 Klaszczcie w dłonie wraz z odgłosem echa ze ściany. Stań w zmierzonej odległości od ściany i zacznij powoli klaskać w dłonie. Kiedy to zrobisz, usłyszysz echo. Przyspiesz lub zwolnij i dostosuj rytm tak, aby każde kolejne klaśnięcie odpowiadało echa poprzedniego klaśnięcia.
   • Kiedy osiągniesz pełną synchronizację, usłyszysz tylko swoje klaśnięcia i nie będziesz już słyszeć dźwięku echa.
4. 4 Klaśnij w dłonie 11 razy i zapisz ten czas stoperem. Poproś znajomego, aby uruchomił stoper przy pierwszym klaśnięciu i zatrzymał się w tym samym czasie co ostatnim. Jeśli uderzysz 11 razy, dźwięk zdąży dotrzeć do ściany 10 razy, odbić się od niej i wrócić w postaci echa. W ten sposób dźwięk pokona odległość 100 metrów 10 razy.
   • Dodatkowo 11 klaśnięć da Twojemu przyjacielowi wystarczająco dużo czasu na dokładne uruchomienie i zatrzymanie stopera.
   • Aby uzyskać dokładniejsze wyniki, zrób to kilka razy i znajdź średnią. Aby znaleźć średnią, dodaj wszystkie uzyskane przedziały czasowe i podziel przez liczbę pomiarów.
5. 5 Pomnóż odległość przez 10. Ponieważ klaskałeś 11 razy, dźwięk rozszedł się 10 razy. Pomnóż 100 metrów przez 10, aby otrzymać 1000 metrów.
6. 6 Podziel odległość przebytą przez dźwięk przez czas potrzebny na klaśnięcie 11 w dłonie. W rezultacie uzyskasz prędkość dźwięku, z jaką pokonał odległość od dłoni do ściany, a następnie z powrotem do uszu.
   • Powiedzmy, że 11 klaśnięć zajęło 2,89 sekundy. Aby znaleźć prędkość dźwięku, musisz wziąć odległość, czyli 1000 metrów, i podzielić ją przez ten czas. W rezultacie otrzymujesz 346 m / s.
   • Prędkość dźwięku na poziomie morza wynosi 340,29 m/s. Twój wynik powinien być zbliżony do tej wartości, ale niekoniecznie dokładnie taki sam, zwłaszcza jeśli nie znajdujesz się na poziomie morza. Im wyższa wysokość, tym cieńsze powietrze i wolniejszy dźwięk.
   • Dźwięk przemieszcza się szybciej przez ciecze i ciała stałe niż przez powietrze. Im wyższa gęstość medium, tym większa prędkość dźwięku.

Metoda 3 z 3: Jak zmierzyć prędkość wiatru

1. 1 Wyjmij anemometr. Anemometr to urządzenie do pomiaru prędkości wiatru. Składa się z 3 lub 4 miseczek, które są zamontowane na igłach dziewiarskich obracających się wokół centralnej osi. Wiatr wieje w miseczki i obraca szprychy. Im wyższa prędkość wiatru, tym szybciej kubki obracają się wokół osi.
   • Możesz kupić anemometr lub zrobić go samemu.
   • Aby zrobić swój własny anemometr, weź pięć kubków papierowych o pojemności 100 ml, dwie słomki, zaostrzony ołówek z gumką na odwrocie, zszywacz, małą ostrą agrafkę i linijkę. Pokoloruj boki jednej filiżanki, aby odróżnić ją od pozostałych.
   • Przebij otwór z boku jednej filiżanki około 2,5 centymetra od góry. W piątym kubku wykonaj cztery równo rozmieszczone otwory około 2,5 centymetra poniżej górnej krawędzi. Zrób też jeden otwór w dnie tego kubka.
   • Weź jedną filiżankę i przewlecz słomkę z boku tak, aby weszła na około 2,5 centymetra. Użyj zszywacza, aby przypiąć słomkę z boku kubka. Przełóż pozostałą część słomy przez piąty kubek z czterema otworami bocznymi tak, aby wchodziła do jednego otworu i wychodziła naprzeciw. Umieść drugą filiżankę na tym końcu słomki i zabezpiecz ją zszywaczem.Te miseczki powinny być skierowane w tym samym kierunku.
   • Powtórz powyższy krok z pozostałymi dwiema filiżankami i przełóż słomkę przez pozostałe dwa otwory w środkowej (piątej) filiżance. Te miseczki również powinny być zwrócone w tym samym kierunku.
   • Ostrożnie przełóż szpilkę przez słomki w miejscu ich przecięcia w środkowym kubku.
   • Wsuń ołówek przez otwór w dolnej części piątego kubka i włóż szpilkę do gumki. Upewnij się, że anemometr obraca się swobodnie. Jeśli słomki z kubeczkami kręcą się swobodnie, anemometr jest gotowy do użycia. Jeśli nie, dostosuj położenie ołówka tak, aby gumka nie uderzała w słomki.
2. 2 Oblicz obwód wiatromierz. Ta długość jest równa odległości, jaką jeden z kubków pokonuje przy pełnym obrocie anemometru. Aby obliczyć obwód koła, musisz zmierzyć jego średnicę.
   • Zmierz odległość od środkowej osi anemometru do środka jednej z miseczek. To jest promień anemometru. Pomnóż promień przez dwa i uzyskaj pożądaną średnicę.
   • Obwód koła jest równy jego średnicy (lub dwukrotnemu promieniowi) razy pi.
   • Na przykład, jeśli odległość między środkiem czaszy a osią środkową anemometru wynosi 30 centymetrów, czasza przejedzie 2 x 30 x 3,14 w jednym pełnym obrocie (tutaj pi jest zaokrąglone do dwóch miejsc po przecinku) lub 188,4 centymetra.
3. 3 Ustaw anemometr w miejscu, w którym wieje wiatr. Wiatr powinien być wystarczająco silny, aby obrócić oś anemometru, ale nie wypuszczać powietrza ani go nie przewracać. Może warto przymocować anemometr do podłoża lub sztywny pręt tak, aby ołówek był w pionie.
4. 4 Policz liczbę obrotów wiatromierza w określonym czasie. Stań obok anemometru i policz, ile obrotów wykona malowany kubek. Przedział czasu może wynosić 5, 10, 15, 20, 30 sekund lub nawet całą minutę. Aby uzyskać większą dokładność, użyj timera.
   • Jeśli nie masz timera, poproś znajomego, aby zmierzył czas podczas liczenia obrotów.
   • Jeśli używasz dostępnego w handlu anemometru, oznacz jakoś jedną filiżankę, aby uzyskać prawidłową liczbę obrotów na minutę.
5. 5 Pomnóż liczbę obrotów przez odległość, jaką kubek pokonuje w jednym obrocie, czyli przez obwód anemometru. W ten sposób znajdziesz odległość, jaką szkło pokonuje w wybranym przedziale czasu.
   • Na przykład, jeśli promień anemometru wynosi 30 centymetrów, czasza pokonuje odległość 188,4 centymetra w jednym obrocie. Jeśli policzyłeś 50 obrotów w wybranym przedziale czasowym, całkowita odległość wynosi 50 x 188,4 = 9420 centymetrów.
6. 6 Podziel całkowitą odległość przez czas, który upłynął. Prędkość jest definiowana jako odległość podzielona przez czas potrzebny na pokonanie tej odległości. Tak więc, jeśli podzielisz znalezioną całkowitą odległość przez wybrany przedział czasu, określ aktualną prędkość wiatru.
   • Na przykład, jeśli policzyłeś liczbę obrotów w 10 sekundach, powinieneś podzielić całkowity dystans przez 10 sekund. Prędkość = (9420 cm / 10 s) = 942 cm / s.
   • Jeśli pomnożysz 942 cm/s przez 3600, otrzymasz 3391200 cm/h, a jeśli podzielisz przez 100 000 (liczbę centymetrów na kilometr), otrzymasz 33,9 km/h.

Porady

• W fizyce prędkość jest wielkością wektorową, to znaczy jest ustalana nie tylko przez wartość liczbową, ale także przez kierunek, w którym porusza się obiekt. Anemometr obraca się po okręgu, więc pokazuje tylko prędkość wiatru i nie podaje informacji o jego kierunku. Kierunek i przybliżoną prędkość wiatru można ocenić za pomocą rękawa, który jest napompowany powietrzem i unosi się w kierunku, w którym wieje wiatr.

Czego potrzebujesz

• Stoper
• Asystent
• Bieżnia (do pomiaru prędkości biegacza)
• Ściana odbijająca dźwięk (do pomiaru prędkości dźwięku)
• Ruletka (do pomiaru prędkości dźwięku)
• Anemometr (do pomiaru prędkości wiatru)