Kennis

Hoe snelheid te meten

Posted on
Schrijver: John Stephens
Datum Van Creatie: 24 Januari 2021
Updatedatum: 2 Juli- 2024
Anonim
Natuurkunde uitleg Beweging 2: Gemiddelde snelheid berekenen
Video: Natuurkunde uitleg Beweging 2: Gemiddelde snelheid berekenen

Inhoud

In dit artikel: De snelheid van een hardloper metenDe snelheid van geluid meten Windsnelheid meten 8 Referenties

Snelheid is een maat voor de snelheid of traagheid van een object (in de fysieke zin van het woord) in beweging. De snelheid van een object is de afgelegde afstand per tijdseenheid. Snelheidseenheden omvatten meters per seconde (m / s), kilometers per uur (km / h) en knopen (navigatie). Om een ​​snelheid te meten, is het noodzakelijk om de afgelegde afstand in een bepaalde tijdsperiode te kennen of te meten. Eenmaal in het bezit van deze twee gegevens, deel je de afstand eenvoudig door de tijd en krijg je een snelheid.


stadia

Methode 1 Meet de snelheid van een hardloper



  1. Bepaal de afstand die de hardloper moet afleggen. Als je toegang hebt tot een atletiekbaan, kies dan een baan van 100 m of plant twee palen op 100 m afstand in een vlak veld.
    • Als u zich in een veld of op een pad bevindt, neem dan een dekameter om uw honderd meter te meten.
    • Geef de start- en finishlijnen aan met een touw op de grond of twee kegels op de site.



  2. Maak je klaar. De rijder zal selecteren en om zijn snelheid tijdens de race te kennen, moet je weten hoe lang hij zal stoppen om de geplande afstand af te leggen. Om de tijdslimiet eerlijk te laten zijn, zal de hardloper naar je signaal gaan (bijvoorbeeld "Ga!"). Voordat u de timer start, moet u ervoor zorgen dat deze op nul staat. De rijder moet zichzelf gewoon op de startlijn zetten.
    • Je kunt ook een horloge gebruiken, maar je tijdmeting is minder nauwkeurig.




  3. Activeer uw stopwatch. Activeer het op het moment dat de loper de startlijn overschrijdt. U zult de ruiter het signaal hebben gegeven dat tussen u is overeengekomen. Als de rijder een valse start maakte, moet je het in competitie leuk vinden: je zet de klok op nul en je geeft een start.



  4. Stop je stopwatch. Stop ermee wanneer de loper de finishlijn overschrijdt. Volg de race zorgvuldig en vooral wanneer de rijder de finishlijn overschrijdt. De stopwatch moet op dat moment worden gestopt.



  5. Deel de afgelegde afstand door de loper door de tijd die is genomen. Deze divisie maakt het mogelijk om de snelheid van de loper te krijgen. De formule van de snelheid is, onthoud het, de volgende: afgelegde afstand / resterende tijd . Neem het voorbeeld van de honderd meter: als de rijder 10 seconden plaatst, zal hij hebben gelopen met een snelheid van: 100 m gedeeld door 10 (100 m / 10 s) of 10 m / s.
    • Vermenigvuldig 10 m / s met 3.600 (het aantal seconden in een uur). De hardloper zou in één uur 36.000 meter hebben afgelegd. Wetende dat er 1.000 meter in een kilometer zijn, was zijn snelheid 36 km / u (36.000 / 1.000).
    • Als deze rijder in 25 seconden 200 m had afgelegd, zou hij in één uur 28.800 m (200/25 x 3.600) hebben afgelegd: zijn snelheid was dus 28,8 km / u.

Methode 2 Meet de snelheid van het geluid




  1. Zoek een muur die er goed uitziet. Zoek een massieve muur, zoals een bakstenen of betonnen muur. Test de retourkwaliteit van de muur (echo) door te klappen of te schreeuwen. Als lecho hoorbaar is, is dit de muur die je nodig hebt voor je ervaring.



  2. Zet jezelf op vijftig meter van de muur. Deze afstand maakt het mogelijk om goed te synchroniseren met echo, om genoeg tijd te hebben om nauwkeurige metingen te doen (omdat elk verschil het resultaat sterk zal verstoren). Ten slotte is deze afstand van vijftig meter erg handig voor berekeningen, want met de terugkeer van het geluid heb je honderd meter.
    • Meet de afstand met een decameter. Probeer zo nauwkeurig mogelijk te zijn in uw metingen.



  3. Raak je handen. Doe het in ritme met lecho. Zorg ervoor dat je op de juiste afstand bent en sla langzaam je handen. Je moet lecho kunnen horen wanneer je opnieuw je handen slaat. Verleng of verlaag uw ritme van het klappen van handen om synchroon te zijn met de echo van de vorige tel.
    • Als je perfect synchroon bent, hoor je alleen het geluid van je klappen, het geluid van echo wordt bedekt.



  4. Raak elf keer in je handen. Een tijdwaarnemer zal de tijd meten. Hij zal zijn tijdwaarnemer activeren bij de eerste aanval en zal stoppen bij de laatste. Met elf klappende handen heb je tien tijdsintervallen. In de verte is het geluid tien keer honderd meter gereisd, de lengte heen en weer naar de muur.
    • Als u elf keer in de handen slaat, kan de tijdwaarnemer op tijd beginnen en niet verrast zijn aan het einde, de meting is vrij nauwkeurig.
    • Voor een meer nauwkeurige meting maakt u dit type verschillende keren en maakt u vervolgens een gemiddelde. Om dit te doen, tel je alle verkregen tijden op en deel je het aantal keren.



  5. Vermenigvuldig de afstand met tien. Terwijl je elf keer in je handen hebt geslagen, heeft het geluid tien keer de afstand van je af naar de muur afgelegd, tien keer honderd meter, wat duizend meter oplevert.



  6. Maak de verdeling. Deel de afgelegde afstand door de tijd die nodig is om dezelfde afstand te bereiken. Je hebt de gemiddelde geluidssnelheid op zijn weg van je handen naar de muur en terug.
    • Laten we zeggen dat je voor elf klappen 2,89 seconden hebt gemeten. De snelheid van het geluid wordt berekend door de afstand, of 1.000 meter, gedeeld door de duur, of 2,89 seconden te nemen, wat een geluidssnelheid van 346 m / s oplevert.
    • De geluidssnelheid op zeeniveau is 340,29 m / s. Met de ervaring die je hebt opgedaan, vind je niet de echte snelheid, maar een bijna snelheid. Dit geldt des te meer als je niet op zeeniveau bent: als je op hoogte bent, is de lucht minder dicht en verspreidt het geluid zich minder snel.
    • Geluid reist sneller in een vloeistof of vaste stof dan in de lucht, omdat het verrassend minder geremd wordt in media met een hogere dichtheid.

Methode 3 Meet de windsnelheid



  1. Heb een anemometer. Een anemometer is een apparaat dat speciaal is ontworpen om de windsnelheid te meten. Het bestaat uit een centrale roterende as waarop drie of vier kopjes zijn bevestigd aan het einde van een kleine as. De wind zakt weg in de holle bekers, waardoor het laks draait. Hoe sterker de wind, hoe sneller de kopjes draaien, hoe sneller de centrale lak draait.
    • Je kunt je anemometer kopen, maar je kunt hem ook zelf maken.
    • Om een ​​anemometer te maken, heb je vijf kopjes stijf materiaal met een diameter van 8 tot 10 cm, twee rietjes, een scherp potlood met een gum, een nietmachine, een speld en een liniaal nodig. Kleur een van de bekers om het tijdens het experiment te kunnen zien.
    • Maak een gat aan de zijkant van vier van de vijf kopjes op ongeveer 3 cm van de rand. Maak in de vijfde kom vier gelijkmatig verdeelde gaten, alle 3 cm van de rand. Maak ook een gat aan de bovenkant van deze beker.
    • Steek een rietje in het gat van een schaal over een lengte van 2 tot 3 cm. Zet het in deze positie vast met een nietje. Neem het andere uiteinde van het rietje en steek de beker door de vier gaten. Zodra het rietje op zijn plaats zit, bevestigt u een tweede beker aan het tweede uiteinde op dezelfde manier als het eerste. U zult controleren of de twee enkele kopjes in dezelfde richting zijn gericht.
    • Herhaal hetzelfde met het tweede rietje en de andere twee kopjes, met behulp van de andere twee gaten in de vijfde schotel. Controleer deze keer of de vier kopjes in dezelfde richting zijn gericht.
    • Prik met de pin voorzichtig de twee rietjes die elkaar kruisen in de vijfde schaal.
    • Steek het potlood in het middelste gat van de vijfde schaal. De gum komt als eerste binnen, omdat de pen erin wordt gedrukt. Controleer of uw anemometer vrij ronddraait. Als dat het geval is, kunt u het experiment beginnen. Als het vastloopt, verwijdert u een kleine pen of potlood en kijkt u of de kopjes vrij kunnen draaien.



  2. Bereken de omtrek van de meter. Een beker die een volledige draai uitvoert, beschrijft een cirkel en legt een afstand af die gelijk is aan de omtrek van die cirkel. Om dat laatste te berekenen, heb je de diameter van de cirkel nodig.
    • Meet de lengte van de meter in het midden van een van de kopjes. Dit wordt de straal van de meter genoemd. Door deze afstand te verdubbelen, hebt u de diameter.
    • De omtrek van een cirkel is gelijk aan het product van de diameter door de constante π (pi) of aan het product van tweemaal de straal per π.
    • Dus als de lengte tussen het midden van een van de bekers op de centrale as van de meter 30 cm is, reist een beker die een volledige draai maakt een afstand van: 2 x 30 x 3,14 (afronding van π naar twee decimalen), of 188,4 cm.



  3. Plaats de meter correct. Plaats het op een plaats waar de wind gevoelig is, maar vermijd het op een plaats te zetten waar het te gewelddadig is, anders kunt u het aantal rotaties niet vinden. Bevestig het goed zodat het niet vliegt en houd het verticaal vast.



  4. Tel het aantal beurten. Tel het op een vaste termijn. Ga voor de machine zitten en tel een beurt telkens wanneer de gekleurde beker voor u komt. Dit laatste kan een variabele tijd duren om een ​​ronde te voltooien: 5, 10, 15, 20, 30 seconden, zelfs een minuut, alles hangt af van de kracht van de wind van het moment. Stel een timer in op een bepaalde tijd, waarmee u de beurten rustig kunt tellen.
    • Als je geen timer hebt, vraag een vriend om tijd terwijl je de beurten telt.
    • Als u een anemometer koopt, maakt u een markering op een van de bekers, zodat u gemakkelijk het aantal beurten kunt tellen.



  5. Vermenigvuldig het aantal beurten met de omtrek. Gedurende de ingestelde tijd telde je een aantal beurten. Als u dit aantal vermenigvuldigt met de omtrek van de cirkel die wordt beschreven door de referentiebeker, krijgt u de afgelegde afstand met de gemarkeerde beker.
    • Dus als uw anemometer een straal van 30 cm heeft, loopt een van de koppen om de beurt 188,4 cm. Als het tijdens uw observatie 50 beurten maakt, is de afgelegde afstand: 50 x 188,4 = 9.420 cm.



  6. Deel de totale afstand door de verstreken tijd. Hierboven is gezegd: snelheid is de afgelegde afstand per tijdseenheid. Neem van tevoren de totale afgelegde afstand met de gemarkeerde beker en deel deze door de gekozen rotatietijd: je hebt de windsnelheid.
    • Dus als je 10 seconden naar de beker hebt gekeken, moet je de afgelegde afstand delen door 10. Om het voorbeeld opnieuw te nemen, hebben we: 9 420 cm / 10 s = 942 cm / s.
    • Vermenigvuldig 942 cm / s met 3.600 (wat het aantal seconden in een uur is) en je krijgt 3.391.200 cm / h. Deel door 100.000 (het aantal centimeters in een kilometer) en je krijgt 33.9 km / u: het is een matige wind!
    • Als de observatieperiode 15 seconden was geweest voor een identiek aantal omwentelingen, zou de beker altijd 9 420 cm hebben afgelegd, of 2 260 800 cm (9 420/15 x 3600) in één uur, een snelheid van 22,6 km / h.