Скорость - это мера того, насколько быстро движется объект. Скорость объекта - это общее расстояние, пройденное за заданное время. Единицы измерения скорости - мили в час (мили / час или миль в час), сантиметры в секунду (см / секунда или см / с), метры в секунду (м / секунда или м / с) или километры в час (км / час. или км / ч). Чтобы измерить скорость, вам нужно знать расстояние, пройденное объектом и время, которое он прошел, а затем рассчитать скорость, разделив расстояние на время.
Шаг
Метод 1 из 3: Измерение скорости бегуна
Шаг 1. Определите расстояние, которое нужно преодолеть
Вы можете определить, идет ли бегун по трассе известной длины, например, 100 м, или по дистанции в открытом поле.
- Если вы находитесь в поле, используйте рулетку для измерения расстояния.
- Отметьте начальную и конечную точки веревкой или конусом дорожной разметки.
Шаг 2. Запустите эксперимент
Чтобы узнать скорость бегуна, нужно знать время, за которое он преодолеет указанное расстояние. Попросите его подождать, пока вы не скажете «Старт!» чтобы показания секундомера были точными. Убедитесь, что секундомер показывает ноль, затем попросите бегуна подготовиться к исходной позиции измеряемого расстояния.
Вы также можете использовать часы для измерения времени, но результаты не очень точные
Шаг 3. Подайте сигнал бегуну, глядя на секундомер
Попробуйте согласовать время, крикните «Старт!» И одновременно проверьте секундомер. Если вы заметили, что секундомер выключен, перезапустите его.
Шаг 4. Остановите секундомер, когда бегун пересечет финишную черту
Обратите особое внимание на то, прошел ли бегун обозначенную точку как финишную черту. Убедитесь, что секундомер выключен, когда он пересекает линию.
Шаг 5. Разделите пройденное бегуном расстояние на затраченное время
Это деление является расчетом скорости бегуна. Уравнение скорости - это пройденное расстояние / пройденное время. В примере с расстоянием 100 м (328 футов), если бегуну требуется 10 секунд, чтобы преодолеть дистанцию, его скорость равна 100 м (328 футов), разделенным на 10, или 10 м / с (32,8 фута в секунду).
- Умножив 10 м / с на 3600 (количество секунд в часе), бегун преодолеет 36 000 метров в час, или 36 км / ч (10 километров равны 1000 м).
- Умножив 32,8 фута в секунду на 3600, бегун преодолеет 118 080 футов в час, или 22,4 мили в час (1 миля равна 5280 футам).
Метод 2 из 3: Измерение скорости звука
Шаг 1. Найдите стену, отражающую звук
Вы можете использовать для этого эксперимента каменные или бетонные стены. Проверьте стену хлопками или криком и прислушайтесь к эхо. Если вы слышите громкое эхо, со стеной можно работать.
Шаг 2. Отмерьте расстояние не менее 50 м от стены
Рекомендуется расстояние 50 м, так как это дает вам достаточно времени для точных измерений. Поскольку вы учитываете расстояние, на которое звук будет распространяться от вас до стены и обратно, вы фактически измеряете расстояние 100 м).
Измерьте расстояние рулеткой. Постарайтесь измерить как можно точнее
Шаг 3. Хлопайте в ладоши, когда от стены доносится эхо
Встаньте перед стеной на отмеренном расстоянии и слегка хлопните в ладоши. В этот момент вы должны услышать эхо. Увеличивайте или уменьшайте скорость ритма хлопков, пока он не совпадет с эхом предыдущего хлопка.
Когда синхронизация идеальна, вы не должны слышать эхо, только аплодисменты
Шаг 4. Хлопните в ладоши 11 раз, фиксируя время по секундомеру
Попросите друга включить секундомер при первом хлопке и остановиться на последнем. 11 раз хлопнув в ладоши, вы измеряете 10 интервалов расстояния, на котором звук хлопка эхом разносится от стены. По сути, звук распространяется в 10 раз на расстояние 100 метров.
- Одиннадцать хлопков в ладоши также дает вашим друзьям время точно запустить и остановить секундомер.
- Повторите этот шаг несколько раз и найдите среднее время, чтобы получить более точное измерение. Чтобы найти среднее значение, сложите все полученные времена и разделите на количество попыток.
Шаг 5. Умножьте расстояние на 10
Поскольку вы нажали 11 раз, звук прошел в 10 раз большее расстояние. 100 метров умноженные на 10 - это 1000 метров.
Шаг 6. Разделите расстояние, которое проходит звук, на количество времени, необходимое для хлопка
Этот счетчик измеряет скорость звука хлопка от руки к стене и обратно к уху.
- Например, вам нужно 2,89 секунды, чтобы хлопнуть 11 раз. Разделите расстояние 1000 метров на 2,89 секунды, чтобы получить скорость звука 346 м / с.
- Скорость звука на уровне моря составляет 340,29 м / с (1116 футов в секунду или 761,2 мили / час). Ваши расчеты должны быть близки к этому числу, но они могут быть разными, особенно если вы находитесь не на уровне моря. На больших высотах воздух тоньше и скорость звука ниже.
- Скорость звука выше, когда он проходит через жидкости и твердые тела, чем через воздух, потому что звук распространяется быстрее, когда он проходит через материалы с высокой плотностью.
Метод 3 из 3: Измерение скорости ветра
Шаг 1. Подготовьте анемометр
Анемометр - это прибор, который измеряет скорость ветра. Этот инструмент состоит из 3 или 4 чаш, каждая из которых закреплена на вращающемся валу. Ветер войдет в чашу и заставит чашу вращаться. Чем быстрее дует ветер, тем быстрее вращается чаша вокруг своей оси.
- Анемометры можно купить или изготовить самостоятельно.
- Чтобы сделать анемометр, приготовьте пять бумажных мисок, две соломинки, острый карандаш с ластиком, степлер, острую булавку и линейку. Раскрасьте одну чашу, чтобы отличать ее от других.
- Проделайте отверстие на одной стороне четырех чаш на расстоянии около 2 дюймов от края. В пятой миске сделайте четыре равномерно расположенных отверстия вокруг миски, примерно в 2 дюймах от краев. Также проделайте отверстие в дне миски.
- Вставьте соломинку через край одной из мисок, убедившись, что в миске находится 2-дюймовый конец соломинки. Закрепите концы к стенкам чаши степлером. Вставьте другой конец соломинки в пятую чашу с 4 отверстиями с одной стороны и наружу с другой. Поставьте вторую миску на конец соломинки и закрепите ее степлером. Убедитесь, что все миски смотрят в одном направлении.
- Повторите описанные выше шаги с двумя другими мисками, вставив соломинку в два оставшихся отверстия в центральной миске. Опять же, убедитесь, что все миски смотрят в одном направлении.
- Осторожно вставьте стержень в точку пересечения соломинок в центральной чаше.
- Вставьте карандаш в нижнее отверстие пятой чаши и проденьте его через булавку, пока он не коснется ластика. Убедитесь, что анемометр может вращаться плавно. В противном случае отрегулируйте положение карандаша так, чтобы ластик не указывал прямо на соломинку.
Шаг 2. Рассчитайте окружность анемометра
Когда одна из чаш совершает один полный оборот, расстояние, которое она проходит, является окружностью круга. Чтобы рассчитать длину окружности, необходимо измерить диаметр круга.
- Измерьте расстояние от центра анемометра до центра одной из чаш. Это радиус анемометра. Диаметр в 2 раза больше радиуса.
- Длина окружности равна диаметру, умноженному на константу пи, или 1 умноженному на радиус пи.
- Например, если расстояние между центром чаши и центром анемометра составляет 30 см (1 фут), расстояние, которое проходит чаша за один оборот, составляет 2 x 30 x 3,14 (число Пи с округлением до 2 знаков после запятой), или 188,4 см (74,2 см) дюйма).
Шаг 3. Поместите анемометр туда, где ветер ударяет о чашу
Вам нужно достаточно ветра, чтобы повернуть анемометр, но не настолько, чтобы он его сорвал. При необходимости добавьте вес, чтобы анемометр мог стоять вертикально.
Шаг 4. Подсчитайте количество поворотов анемометра, чтобы определить фиксированную продолжительность
Встаньте неподвижно в одной точке и посчитайте, сколько раз цветная чаша вращается по кругу. Возможные интервалы: 5, 10, 15, 20, 30 секунд или даже 1 полная минута. Настройте секундомер на выключение через определенные промежутки времени, чтобы обеспечить точность подсчета.
- Если у вас нет секундомера, попросите друга взглянуть на часы, когда вы считаете обороты.
- Если вы купили готовый анемометр, отметьте одну из чаш, чтобы можно было правильно считать.
Шаг 5. Умножьте количество оборотов на расстояние, которое проходит анемометр за один оборот
Результат - это общее расстояние, пройденное анемометром во время вашего наблюдения.
Например, анемометр имеет радиус 30 см (0,98 фута). Таким образом, анемометр перемещается на 188,4 см (6,18 фута) за один оборот. Если он будет вращаться в 50 раз дольше, чем вы посчитаете, общее расстояние составит 50 x 188, 4 = 9420 см
Шаг 6. Разделите общее расстояние на время в пути
Формула скорости - это общее расстояние, деленное на количество времени, которое требуется, чтобы преодолеть это расстояние. Чтобы рассчитать скорость ветра во время наблюдения, возьмите общее расстояние, пройденное анемометром, и разделите на время в пути.
- Например, если вы подсчитываете количество поворотов за 10 секунд, разделите пройденное расстояние на 10 секунд. Скорость = 9420 см / 10 сек = 942 см / сек (30,9 фута / сек).
- Умножение 942 см / с на 3600 дает 3 391 200 см / час, разделенное на 100 000 (количество сантиметров в километре), получается 33,9 км / час.
- Умножение 30,9 футов в секунду на 3600 дает 111240 футов в час, деление на 5280 дает 21,1 миль в час.
