Як виміряти швидкість

Швидкість показує, як швидко рухається об`єкт. Швидкість об`єкта є відстань, пройдену за певний час. Зазвичай швидкість вимірюється в метрах в секунду (м / с), кілометрах в годину (км / год) або сантиметрах в секунду (см / с). Щоб виміряти швидкість, слід визначити відстань, яке пройшов об`єкт, і знадобився для цього час, а потім поділити відстань на час.

кроки

Метод 1 з 3:

Як виміряти швидкість бігуна

1. Знайдіть відстань, яку треба пройти бігунові. Цю відстань можна визначити по доріжці для бігу відомої довжини (наприклад, стометрівка) або шляхом прямих вимірювань.

Щоб визначити невідоме відстань, використовуйте вимірювальну рулетку або рейку.
Відзначте старт і фініш стрічками або сигнальними конусами.

2. Підготуйтеся до експерименту. Щоб визначити швидкість бігуна, необхідно виміряти час, за яке він подолає намічене відстань. Попросіть бігуна дочекатися, поки ви не скажете: "Марш!"- це дозволить вам точно зафіксувати час за допомогою секундоміра. Виставте секундомір на нуль і попросіть бігуна зайняти стартову позицію.

Час можна виміряти також за допомогою звичайних годин, хоча результат вимірювань буде менш точним.

3. Дайте бігунові сигнал стартувати і одночасно запустіть секундомір. Постарайтеся якомога точніше синхронізувати ці дії. Крикніть: "Марш!"- і тут же включите секундомір. Якщо у вас не вийде зробити це одночасно, дайте бігунові сигнал відбою і спробуйте ще раз.

4. Зупиніть секундомір, як тільки бігун перетне лінію фінішу. Уважно стежте за бігуном, щоб не пропустити момент, коли він перетне лінію фінішу. Постарайтеся якомога точніше зафіксувати цей момент і тут же зупинити секундомір.

5. Поділіть подолану бігуном відстань на кількість витрачених секунд. В результаті ви отримаєте швидкість бігуна. Формула для визначення швидкості має наступний вигляд: подолану відстань / витрачений час. Припустимо, бігун пробіг 100 метрів за 10 секунд. Тоді його швидкість становить 10 м / с (100 ділимо на 10).

Щоб висловити швидкість бігуна в кілометрах в годину, помножте 10 м / с на 3600 (кількість секунд в одному годині). В результаті вийде 36000 метрів на годину, або 36 кілометрів на годину (1 кілометр дорівнює 1000 м).

Метод 2 з 3:

Як виміряти швидкість звуку

1. Знайдіть стіну, яка добре відбиває звук. Для даного експерименту добре підійде велика цегляна або бетонна стіна. Щоб перевірити, як стіна відображає звук, хлопніть в долоні або голосно крикне і прислухайтеся до луни. Якщо ви почуєте чітке відлуння, стіна годиться для ваших цілей.

2. Відміряйте від стіни відстань не менш 50 метрів. Таку відстань необхідно для того, щоб вам вистачило часу для досить точних вимірювань. Так як звук спочатку подолає відстань від вас до стіни, а потім повернеться назад до вас, насправді відстань складе 100 метрів.

Визначте відстань за допомогою вимірювальної рулетки. Постарайтеся зробити це якомога точніше.

3. Ляскайте в долоні одночасно зі звуком відлуння від стіни. Встаньте на измеренном відстані від стіни і почніть повільно плескати в долоні. При цьому ви почуєте відлуння. Прискорюйтесь або сповільнюйтеся і підберіть такий ритм, щоб кожен наступний хлопок збігався зі звуком відлуння від попереднього бавовни.

Коли ви досягнете повної синхронності, то будете чути лише свої удари і перестанете чути звук луни.

4. Лясніть в долоні 11 разів і зафіксуйте цей час за допомогою секундоміра. Попросіть свого друга запустити секундомір в момент першого бавовни і зупинити одночасно з останнім. Якщо ви грюкне 11 раз, то звук встигне 10 раз дійти до стіни, відбитися від неї і повернутися назад у вигляді луни. Таким чином, звук 10 раз пройде відстань 100 метрів.

Крім того, 11 ударів дадуть вашому другу достатньо часу для того, щоб точно запустити і зупинити секундомір.

Щоб отримати більш точні результати, виконайте це кілька разів і знайдіть середнє значення. Для знаходження середньої величини складіть всі отримані проміжки часу і поділіть на число вимірів.

5. Помножте відстань на 10. Оскільки ви плескали в долоні 11 разів, звук подолав відстань 10 раз. Помножте 100 метрів на 10, в результаті у вас вийде 1000 м.

6. Поділіть пройдене звуком відстань на час, протягом якого ви зробили 11 ударів в долоні. В результаті ви отримаєте швидкість звуку, з якої він долав відстань від ваших долонь до стіни, а потім назад до ваших вух.

Припустимо, для 11 ударів знадобилося 2,89 секунд. Щоб знайти швидкість звуку, треба взяти відстань, тобто 1000 метрів, і поділити його на цей час. В результаті у вас вийде 346 м / с.

Швидкість звуку на рівні моря становить 340,29 м / с. Ваш результат повинен бути близький до цього значення, однак він не обов`язково точно співпаде з ним, особливо в тому випадку, якщо ви не перебуваєте на рівні моря. Чим більше висота над рівнем моря, тим розрідження повітря, і тим повільніше поширюється звук.

Звук поширюється швидше через рідини і тверді тіла, ніж через повітря. Швидкість звуку тим вище, чим більше щільність середовища.

Метод 3 з 3:

Як виміряти швидкість вітру

1. дістаньте анемометр. Анемометр - це прилад для вимірювання швидкості вітру. Він складається з 3 або 4 чашок, які насаджені на спиці, що обертаються навколо центральної осі. Вітер дме в чашки і обертає спиці. Чим вище швидкість вітру, тим швидше обертаються чашки навколо осі.

Анемометр можна купити або зробити самостійно.
Щоб зробити анемометр самостійно, візьміть п`ять паперових стаканчиків об`ємом 100 мілілітрів, дві соломинки, гостро заточений олівець з гумкою на зворотному кінці, степлер, невелику гостру шпильку і лінійку. Розфарбуйте стінки одного стаканчика, щоб ви могли відрізнити його від інших.
Проколіть отвір в бічній стінці одного стаканчика на відстані близько 2,5 сантиметра від його верхнього краю. У п`ятому стаканчику зробіть чотири отвори на однаковій відстані одна від одної приблизно на 2,5 сантиметра нижче верхнього краю. Крім того, проколіть один отвір в дні цього стаканчика.
Візьміть один стаканчик і протягніть соломинку через його бічну сторону, так щоб вона увійшла всередину приблизно на 2,5 сантиметра. За допомогою степлера приколіть соломинку до бічної сторони стаканчика. Частину, що залишилася зовні частина соломинки протягніть через п`ятий стаканчик з чотирма бічними отворами, так щоб вона увійшла в один отвір і вийшла з протилежного. Одягніть на цей кінець соломинки другий стаканчик і закріпіть його степлером. Ці стаканчики повинні бути розгорнуті в одному напрямку.
Виконайте описаний вище крок з двома іншими стаканчиками і протягніть соломинку через що залишилися два отвори середнього (п`ятого) стаканчика. Ці стаканчики також повинні бути розгорнуті в одному напрямку.
Акуратно протягніть шпильку через соломинки в точці їх перетину в середньому стаканчику.
Просуньте олівець через отвір в дні п`ятого стаканчика і вставте в ластик шпильку. Переконайтеся, що анемометр вільно обертається. Якщо соломинки з насадженими на них стаканчиками вільно крутяться, анемометр готовий до використання. В іншому випадку зафіксуйте його олівця, щоб ластик не впирався в соломинки.

2. Обчисліть довжину окружності анемометра. Ця довжина дорівнює відстані, яку проходить один із стаканчиків при повному обороті анемометра. Щоб розрахувати довжину кола, необхідно виміряти її діаметр.

Виміряйте відстань від центральної осі анемометра до центру одного з стаканчиків. Це радіус анемометра. Помножте радіус на два, і ви отримаєте шуканий діаметр.

Довжина кола дорівнює її діаметру (або подвоєному радіусу), помноженому на число "пі".

Наприклад, якщо відстань між центром стаканчика і центральною віссю анемометра становить 30 сантиметрів, при одному повному обороті стаканчик проходить відстань 2 x 30 x 3,14 (тут число "пі" округлено до двох знаків після коми), або 188,4 сантиметра.

3. Розмістіть анемометр там, де дме вітер. Вітер повинен бути досить сильним, щоб обертати вісь анемометра, але при цьому не здувати і не перекидати його. Можливо, варто прикріпити анемометр до землі або жорсткого стрижня, так щоб олівець був розташований вертикально.

4. Порахуйте кількість оборотів анемометра за певний проміжок часу. Встаньте поруч з анемометром і порахуйте, скільки оборотів зробить розфарбований стаканчик. Інтервал часу може становити 5, 10, 15, 20, 30 секунд або навіть цілу хвилину. Для більшої точності використовуйте таймер.

Якщо у вас немає таймера, попросіть друга засікти час, поки ви вважаєте кількість обертів.

Якщо ви використовуєте покупної анемометр, як-небудь позначте одну чашку, щоб правильно порахувати число обертів.

5. Помножте кількість обертів на відстань, яке проходить стаканчик за один оборот, тобто на довжину окружності анемометра. Таким чином ви знайдете відстань, яке проходить стаканчик за обраний вами інтервал часу.

Наприклад, якщо радіус анемометра становить 30 сантиметрів, за один оборот стаканчик проходить відстань 188,4 сантиметра. Якщо за обраний інтервал часу ви нарахували 50 оборотів, то загальна відстань становить 50 x 188,4 = 9420 сантиметрів.

6. Поділіть загальну відстань на витрачений час. Швидкість визначається як відстань, поділена на час, який потрібен для подолання цієї відстані. Таким чином, якщо ви поділіть знайдене загальна відстань на вибраний часовий інтервал, то визначте поточну швидкість вітру.

Наприклад, якщо ви вважали кількість оборотів за 10 секунд, слід поділити загальну відстань на 10 секунд. Швидкість = (9420 см / 10 с) = 942 см / с.

Якщо ви помножите 942 см / с на 3600 то отримаєте 3391200 см / год, а якщо поділіть на 100000 (кількість сантиметрів в одному кілометрі), то отримаєте 33,9 км / год.

Поради

У фізиці швидкість є векторної величиною, тобто вона задається не тільки числовим значенням, а й напрямком, в якому рухається об`єкт. Анемометр обертається по колу, тому він показує лише величину швидкості вітру і не дає інформації про його направлення. Про направлення та приблизної швидкості вітру можна судити по Вітропокажчики, який надувається повітрям і піднімається в тому напрямку, куди дме вітер.