Prędkość jest miarą szybkości poruszania się obiektu. Prędkość obiektu to całkowita odległość przebyta w danym czasie. Jednostkami prędkości są mile na godzinę (mile/godzinę lub mph), centymetry na sekundę (cm/sekundę lub cm/s), metry na sekundę (m/sekundę lub m/s) lub kilometry na godzinę (km/godz. lub km/h). Aby zmierzyć prędkość, musisz znać odległość, jaką obiekt przebył, oraz czas, jaki przebył, a następnie obliczyć prędkość, dzieląc odległość przez czas.
Krok
Metoda 1 z 3: Pomiar prędkości biegacza
Krok 1. Określ odległość do pokonania
Możesz stwierdzić, czy biegacz znajduje się na torze o znanej długości, np. 100 m, lub obserwując odległość na otwartym polu.
- Użyj taśmy mierniczej, aby zmierzyć odległość, jeśli jesteś w terenie.
- Oznacz punkt początkowy i końcowy za pomocą sznurka lub stożka do znakowania drogi.
Krok 2. Rozpocznij eksperyment
Aby określić prędkość biegacza, musisz wiedzieć, ile czasu zajmie mu pokonanie określonego dystansu. Poproś go, aby poczekał, aż powiesz „Start!” aby pomiar na stoperze był dokładny. Upewnij się, że stoper pokazuje zero, a następnie poproś biegacza, aby przygotował się w pozycji początkowej mierzonego dystansu.
Do pomiaru czasu można również użyć zegarka, ale wyniki nie są zbyt dokładne
Krok 3. Zasygnalizuj biegaczowi podczas oglądania stopera
Spróbuj dopasować czas, krzyknij „Start!” i jednocześnie sprawdź stoper. Jeśli zauważysz, że stoper jest wyłączony, uruchom go ponownie.
Krok 4. Zatrzymaj stoper, gdy biegacz przekroczy linię mety
Zwróć szczególną uwagę, czy biegacz przekroczył wyznaczony punkt jako linię mety. Upewnij się, że stoper jest wyłączony, gdy przecina linię.
Krok 5. Podziel dystans, który przebył biegacz, przez czas, jaki to zajęło
Ten podział jest obliczeniem prędkości biegacza. Równanie prędkości to przebyta odległość/przebyty czas. Na przykładzie dystansu 100 m (328 ft), jeśli biegacz potrzebuje 10 sekund na pokonanie dystansu, jego prędkość wynosi 100 m (328 ft) podzielone przez 10 lub 10 m/s (32,8 stopy na sekundę).
- Mnożąc 10 m/s przez 3600 (liczba sekund na godzinę), biegacz pokonuje 36 000 metrów na godzinę, czyli 36 km/h (10 kilometrów to 1000 m).
- Mnożąc 32,8 stopy na sekundę przez 3600, biegacz pokonuje 118 080 stóp na godzinę, czyli 22,4 mil na godzinę (1 mila to 5280 stóp).
Metoda 2 z 3: Pomiar prędkości dźwięku
Krok 1. Znajdź ścianę, która odbija dźwięk
Do tego eksperymentu możesz użyć ścian kamiennych lub betonowych. Przetestuj ścianę, klaszcząc lub krzycząc i nasłuchuj echa. Jeśli usłyszysz głośne echo, dobrze jest pracować ze ścianą.
Krok 2. Zmierz odległość co najmniej 50 m od ściany
Zalecana jest odległość 50 m, ponieważ daje to wystarczająco dużo czasu na wykonanie dokładnych pomiarów. Biorąc pod uwagę odległość, jaką dźwięk przebędzie od Ciebie do ściany iz powrotem, w rzeczywistości mierzysz odległość 100 m).
Zmierz odległość za pomocą taśmy mierniczej. Staraj się mierzyć jak najdokładniej
Krok 3. Klaszcz w dłonie, gdy echo dobiega ze ściany
Stań przed ścianą w zmierzonej odległości i lekko klaszcz w dłonie. W tym momencie powinieneś być w stanie usłyszeć echo. Zwiększaj lub zmniejszaj prędkość rytmu klaskania, aż zbiegnie się z echem poprzedniego klaskania.
Kiedy synchronizacja jest idealna, nie powinno być słychać echa, tylko oklaski
Krok 4. Klaśnij w dłonie 11 razy podczas rejestrowania czasu za pomocą stopera
Niech przyjaciel włączy stoper przy pierwszym klaśnięciu i zatrzyma się przy ostatnim. Klaszcząc 11 razy, mierzysz 10 interwałów odległości, w jakiej dźwięk klaskania odbija się od ściany. Zasadniczo dźwięk pokonuje 10 razy odległość 100 metrów.
- Klaś 11 razy daje również czas Twoim znajomym na dokładne uruchomienie i zatrzymanie stopera.
- Wykonaj ten krok kilka razy i znajdź średni czas, aby uzyskać dokładniejszy pomiar. Aby znaleźć średnią, zsumuj wszystkie uzyskane czasy i podziel przez liczbę prób.
Krok 5. Pomnóż odległość przez 10
Ponieważ stuknąłeś 11 razy, dźwięk przebył 10 razy odległość. 100 metrów pomnożone przez 10 to 1000 metrów.
Krok 6. Podziel odległość, jaką pokonuje dźwięk, przez czas potrzebny na klaskanie
Ten licznik mierzy prędkość dźwięku klaszczącego z dłoni do ściany iz powrotem do ucha.
- Na przykład potrzebujesz 2,89 sekundy, aby klaśnąć 11 razy. Odległość 1000 metrów podziel przez 2,89 sekundy, aby uzyskać prędkość dźwięku 346 m/s.
- Prędkość dźwięku na poziomie morza wynosi 340,29 m/s (1116 stóp na sekundę lub 761,2 mil na godzinę). Twoje obliczenia powinny być zbliżone do tej liczby, ale mogą nie być dokładnie takie same, zwłaszcza jeśli nie znajdujesz się na poziomie morza. Na większych wysokościach powietrze jest rzadsze, a dźwięk wolniejszy.
- Prędkość dźwięku jest wyższa, gdy przechodzi przez ciecze i ciała stałe niż przez powietrze, ponieważ dźwięk przemieszcza się szybciej, gdy przechodzi przez materiały o dużej gęstości.
Metoda 3 z 3: Pomiar prędkości wiatru
Krok 1. Przygotuj anemometr
Anemometr to urządzenie mierzące prędkość wiatru. To narzędzie składa się z 3 lub 4 misek z prętami zamontowanymi na obrotowym wale. Wiatr wejdzie do miski i sprawi, że miska zacznie się obracać. Im szybciej wieje wiatr, tym szybciej misa obraca się wokół własnej osi.
- Anemometry można kupić lub wykonać samodzielnie.
- Aby wykonać anemometr, przygotuj pięć papierowych misek, dwie słomki, ostry ołówek z gumką, zszywacz, ostrą szpilkę i linijkę. Pokoloruj jedną miskę, aby odróżnić ją od innych.
- Przebij otwór po jednej stronie czterech misek, około 2 cale od krawędzi. W piątej misce wykonaj cztery równomiernie rozmieszczone otwory wokół miski, około 2 cale od krawędzi. Zrób też otwór w dnie miski.
- Włóż słomkę przez bok jednej z misek, upewniając się, że w misce znajduje się 2-calowy koniec słomki. Zaciśnij końce po bokach miski za pomocą zszywacza. Włóż drugi koniec słomki przez piątą miskę z 4 otworami po jednej stronie i na zewnątrz po drugiej. Umieść drugą miskę na końcu tej słomki i zabezpiecz ją zszywaczem. Upewnij się, że wszystkie miski są skierowane w tym samym kierunku.
- Powtórz powyższe kroki z pozostałymi dwiema miskami, wkładając słomki do dwóch pozostałych otworów w środkowej misce. Ponownie upewnij się, że wszystkie miski są skierowane w tym samym kierunku.
- Ostrożnie włóż szpilkę w punkcie przecięcia słomek w środkowej misce.
- Włóż ołówek do dolnego otworu piątej miski i przeprowadź go przez szpilkę, aż uderzy w gumkę. Upewnij się, że anemometr może się płynnie obracać. Jeśli nie, dostosuj położenie ołówka tak, aby gumka nie była skierowana bezpośrednio na słomkę.
Krok 2. Oblicz obwód anemometru
Gdy jedna z misek wykona jeden pełny obrót, odległość, którą pokonuje, jest obwodem koła. Aby obliczyć obwód, musisz zmierzyć średnicę koła.
- Zmierz odległość od środka anemometru do środka jednej z misek. To jest promień anemometru. Średnica jest 2 razy większa od promienia.
- Obwód koła jest równy średnicy razy stała pi lub 1 razy promień razy pi.
- Na przykład, jeśli odległość między środkiem czaszy a środkiem anemometru wynosi 30 cm (1 stopa), odległość, jaką czasza pokonuje w jednym obrocie, wynosi 2 x 30 x 3,14 (pi zaokrąglone do 2 miejsc po przecinku) lub 188,4 cm (74,2 cm).
Krok 3. Umieść anemometr w miejscu, w którym wiatr uderza w czaszę
Potrzebujesz dostatecznie dużo wiatru, żeby obrócić wiatromierz, ale nie na tyle, żeby go zdmuchnął. Jeśli to konieczne, dodaj wagę, aby anemometr mógł stać w pozycji pionowej.
Krok 4. Policz, ile razy wiatromierz obróci się, aby znaleźć stały czas trwania
Stań nieruchomo w jednym punkcie i policz, ile razy kolorowa miska obraca się wokół koła. Możliwe interwały to 5, 10, 15, 20, 30 sekund, a nawet 1 pełna minuta. Ustaw stoper, aby wyłączał się w określonych odstępach czasu, aby zapewnić dokładność liczenia.
- Jeśli nie masz stopera, poproś znajomego, aby spojrzał na zegar, gdy liczysz obroty.
- Jeśli kupiłeś gotowy anemometr, zaznacz jedną z misek, abyś mógł poprawnie policzyć.
Krok 5. Pomnóż liczbę obrotów przez odległość, jaką anemometr pokonuje w jednym obrocie
Wynikiem jest całkowita odległość, jaką anemometr przebył w czasie obserwacji.
Na przykład anemometr ma promień 30 cm (0,98 stopy). W ten sposób anemometr pokonuje 188,4 cm (6,18 stopy) w jednym obrocie. Jeśli obróci się 50 razy dłużej niż liczysz, całkowita odległość wynosi 50 x 188, 4 = 9420 cm
Krok 6. Podziel całkowitą odległość przez czas podróży
Wzór na prędkość to całkowita odległość podzielona przez czas potrzebny na pokonanie tej odległości. Aby obliczyć prędkość wiatru w czasie obserwacji, weź całkowitą odległość przebytą przez anemometr i podziel przez czas podróży.
- Na przykład, jeśli liczysz liczbę obrotów w 10 sekundach, podziel przebytą odległość przez 10 sekund. Prędkość = 9420 cm/10 s = 942 cm/s (30,9 stopy/s).
- Pomnożenie 942 cm/s przez 3600 daje 3 391 200 cm/h, podzielone przez 100 000 (liczba centymetrów na kilometr) do 33,9 km/h.
- Pomnożenie 30,9 stóp na sekundę przez 3600 daje 111240 stóp na godzinę, a podzielone przez 5280 daje 21,1 mil na godzinę.
