Hoe de snelheid te berekenen

Snelheid drukt de snelheid uit waarmee een object beweegt. De snelheid van een object is de snelheid van de totale afstand die het aflegt in een bepaald tijdsinterval. De eenheden waarin gemeten wordt de mijl per uur (mph), centimeters per seconde (cm / sec of cm / s), meter per seconde (m / s of m / s) of kilometers per uur (kph of km / h). Het berekenen van de snelheid bestaat uit het observeren van de afstand die een object aflegt en de tijd die het kost om het te doen. De snelheid wordt vervolgens berekend aan de hand van deze waarnemingen door de afstand tussen tijd te delen.

Inhoud

Stappen

Methode 1meet de snelheid van een hardloper
Methode 2meet de geluidssnelheid
Methode 3meet de snelheid van de wind

Tips
Dingen die je nodig hebt
Referentie

stappen

Methode 1
Meet de snelheid van een hardloper

Bepaal de afstand die de hardloper zal lopen. U kunt dit doen op een baan met een bekende afstand, bijvoorbeeld 100 m (328 ft), of door de afstand in het open veld aan te wijzen.

Gebruik een meetlint of liniaal om de afstand te meten als u zich in een veld bevindt.
Wijs het begin- en eindpunt aan met een touwtje of een kegel.

Bereid het experiment voor. Om de snelheid van de hardloper te bepalen, moet je weten hoe lang het duurt om de ingestelde afstand af te leggen. Vertel de hardloper te wachten totdat je "nu!" Zegt. Om een nauwkeurige meting te krijgen met de stopwatch. Zorg ervoor dat deze op nul staat en laat de loper op zijn plaats zetten aan het begin van de ingestelde afstand.

Je kunt ook een klok gebruiken om de tijd te meten, maar deze zal minder nauwkeurig zijn.

Laat de loper verlaten op hetzelfde moment dat u de timer start. Om de tijd zo goed mogelijk te synchroniseren, roept u "ya!" En start u de klok tegelijkertijd. Als u merkt dat de synchronisatie niet klopte, moet de loper terugkeren naar het begin en het opnieuw proberen.

Stop je horloge wanneer de hardloper de finishlijn passeert. Bekijk zorgvuldig om te zien wanneer het het punt kruist dat was aangewezen als de finishlijn. Zorg ervoor dat u de klok op de meest exacte tijd stopt bij het oversteken.

Verdeel de afstand die door de gang is afgelegd tussen het aantal seconden dat is verstreken. Deze divisie is de berekening die zal worden gebruikt om de snelheid te bepalen. De vergelijking is de afgelegde afstand tussen de tijd die nodig was om het te doen. Volgend op de voorbeeldlengte van 100 m (328 ft), als de loper 10 seconden nodig had om die afstand af te leggen, is zijn snelheid 100 m (328 ft) gedeeld door 10 - dat is 10 m / s (32,8 ft. seconde).

Vermenigvuldig 10 m / s met 3600 (het aantal seconden in een uur). De corridor heeft 36.000 meter per uur of 16 kilometer per uur afgelegd (1 kilometer is gelijk aan 1000 m).

Vermenigvuldigt 32,8 voet per seconde met 3600. De gang heeft 118080 voet per uur of 22,4 mijl per uur afgelegd (5280 voet is gelijk aan 1 mijl).

Methode 2
Meet de geluidssnelheid

Zoek een muur die het geluid reflecteert. Een brede muur van beton of stenen zal goed werken voor dit experiment. Je kunt het proberen door te klappen en te schreeuwen om te zien of er een echo is. Als je hoort dat dit sterk is, zal het voor dit doel een goede muur zijn.

Meet een afstand van ten minste 50 m (54,5 yards) van de muur. Er wordt voorgesteld om met deze maat te werken, omdat deze u genoeg tijd zal geven om de exacte metingen te doen. Aangezien u rekening zult houden met de afstand die het geluid zal afleggen vanaf waar u zich in de richting van de muur en terug naar u bevindt, zult u feitelijk een afstand van 100 m (109 yards) meten.

Meet de afstand met een meetlint. Probeer zo nauwkeurig mogelijk te zijn met je metingen.

Klap op hetzelfde moment dat de echo van de muur klinkt. Sta tegenover de muur op de afstand die je hebt berekend en juich langzaam toe. Je kunt de echo horen wanneer je het doet. Versnelt of vertraagt het ritme van het applaus totdat ze samenvallen met de echo van het vorige applaus.

Als je perfect gesynchroniseerd bent, zul je de echo niet horen, alleen je applaus.

Klap 11 keer en neem tegelijk de tijd met een stopwatch op. Laat je vriend de klok starten met het eerste applaus en stop hem met de laatste. Als je 11 keer klapt, heb je 10 intervallen van afstand waarin het applausgeluid van de muur zal resoneren. Dat wil zeggen dat het geluid de eerste 100 m van de afstand 10 keer heeft afgelegd.

11 keer klappen zal je vriend ook tijd geven om de timer nauwkeurig te starten en te stoppen.

Voer deze stap verschillende keren uit en neem een gemiddelde van de tijd om een nauwkeurigere meting te krijgen. Om dit te doen, voegt u ze alle keren toe en deelt u ze op basis van het aantal pogingen.

Vermenigvuldig de afstand met 10. Terwijl je elf keer applaudisseerde, bereikte het geluid tien keer de afstand. Als je 100 meter bij 10 vermenigvuldigt, heb je 1000 meter.

Deel de afstand die het geluid aflegde tussen de tijd die u nodig had om te klappen. Deze handeling meet de snelheid van het applausgeluid van uw handen naar de muur en terug naar uw oren.

Laten we bijvoorbeeld zeggen dat het 2.89 seconden kostte om de 11 applausjes uit te voeren. Om de snelheid van het geluid te bepalen, zullen we de afstand, 1000 meter, tussen de tijd, 2,89 seconde verdelen, wat resulteert in 346 m / s.

De snelheid van geluid op zeeniveau is 340,29 m / s (1116 voet per seconde of 761.2 mph). Uw berekeningen moeten dit cijfer benaderen, maar ze zijn misschien niet hetzelfde, vooral als u niet op zeeniveau bent. Op hogere hoogten wordt de lucht minder dicht en de snelheid van het geluid minder.

Geluid reist sneller door vloeistoffen en vaste stoffen dan lucht omdat het sneller beweegt in materialen met een hogere dichtheid.

Methode 3
Meet de snelheid van de wind

Koop een windmeter. Dit is een apparaat dat de snelheid van de wind meet en is samengesteld uit 3 of 4 kommen in bladen die aan een soort centrale molen zijn bevestigd. De wind blaast in de cups en draait ze. Hoe sneller de wind waait, hoe sneller de cups rond de as draaien.

Je kunt een kopen anemometer of doe het zelf.
Als u er zelf een wilt maken, moet u vijf glazen brillen van 88 ml, twee rietjes, een goed gesneden potlood met een wisser, een nietmachine, een kleine puntnaald en een liniaal pakken. Schilder de zijkanten van een van de glazen om deze van de anderen te onderscheiden.
Boor een gat in de zijkant van de vier kopjes ongeveer 1 inch van de rand. In de vijfde beker vier gaten boren, op gelijke afstanden, en ongeveer 2,5 cm (2 inch) vanaf de rand. Maak ook een gat in de bodem.
Steek een rietje door de zijkant van een van de kopjes en laat ongeveer een centimeter ervan in de container. Steek het rietje aan de zijkant van het glas in en geef de rest door de 4 gaten van het vijfde glas door het aan de ene kant in te brengen en uit de andere te halen. Plaats het tweede glas aan het einde van dit rietje en maak ze vast met de nietmachine. Zorg ervoor dat alle glazen dezelfde oriëntatie hebben.
Herhaal de stap hierboven met de andere twee glazen en haal het rietje door de twee resterende gaten van het centrale glas. Zorg er nogmaals voor dat alle glazen dezelfde oriëntatie hebben.
Steek voorzichtig een kever in het snijpunt van de rietjes in het middelste glas.
Steek het potlood door het gat in de bodem van het vijfde glas en stop het in de gom. Zorg ervoor dat uw windmeter vrij kan draaien. Als dat zo is, is het klaar om te gebruiken - anders het potlood zo plaatsen dat de gum niet aan de rietjes blijft kleven.

berekenen de omtrek van de anemometer. Wanneer een van de brillen een rotatie voltooit, is de afgelegde afstand de omtrek van de cirkel. Om het te berekenen, moet je de diameter van die cirkel meten.

Meet de afstand van het midden van de windmeter tot het midden van een van de schepen. Deze maat zal zijn straal zijn en als het verdubbelt, zullen we de diameter verkrijgen.

De omtrek van een cirkel is gelijk aan de diameter vermenigvuldigd met de constante pi of de straal vermenigvuldigd met twee en met pi.

Wanneer bijvoorbeeld de afstand tussen het midden van het vat en het midden van de anemometer is 30 cm (1 voet), de afstand die deze reist in een rotatie 2 x 30 x 3,14 (als we ronden op twee decimalen pi) of 188,4 cm (74,2 inch).

Plaats de windmeter op plaatsen waar de wind de schepen kan laten bewegen. U hebt voldoende wind nodig om de windmeter te laten draaien, maar niet om hem omver te werpen. Je moet het misschien op de grond of op een paal repareren om het recht te houden.

Telt het aantal keren dat de windmeter roteert in een bepaald tijdsinterval. Ga op één plek staan en tel het aantal keren dat het gekleurde glas rond de cirkel ronddraait. U kunt intervallen van 5, 10, 15, 20 of 30 seconden of zelfs een minuut gebruiken. Programmeer een timer die klinkt wanneer het door jou gekozen tijdsinterval eindigt om ervoor te zorgen dat het aantal juist is.

Als u geen timer heeft, laat een vriend de klok bekijken terwijl u de rotaties telt.

Als je een windmeter hebt gekocht, markeer dan een van de cups op een of andere manier zodat je goed kunt tellen.

Vermenigvuldig het aantal rotaties met de afstand die de anemometer in één rotatie aflegt. Op deze manier heb je de totale afstand die het reisde terwijl je het bekeek.

Als uw anemometer bijvoorbeeld een straal van 30 cm (0,98 voet) heeft, zal deze in één rotatie 188,4 cm (6,18 voet) afleggen. Als je 50 keer draait terwijl je meet, is de totale afstand 50 x 188,4 = 9420 cm.

Deel de totale afstand tussen de verstreken tijd. De snelheidsvergelijking is de totale afstand gedeeld door de tijd die het kost om die afstand af te leggen. Als u de totale afstand neemt die de windmeter heeft gedraaid en deze verdelen tussen de tijd die u hebt geteld, heeft u de huidige windsnelheid.

Als u bijvoorbeeld het aantal rotaties in 10 seconden hebt geteld, moet u de afgelegde afstand tussen 10 seconden verdelen. Snelheid = (9420 cm / 10 s) = 942 cm / s (30,9 voet / s).

Als je 942 cm / s vermenigvuldigt met 3600 krijg je 3391200 cm / uur - dan deel je het met 100000 (het aantal centimeters in een kilometer) en krijg je als resultaat 33,9 km / u.

Door 36,9 voet per seconde te vermenigvuldigen met 3600 krijg je 111240 voet per uur - deel het dan door 5280 en je krijgt dan 21,1 mijl per uur als resultaat.

tips

Snelheid is gerelateerd aan snelheid. Dit bestaat uit zowel de snelheid als de richting waarin een object beweegt. Een eenvoudige manier om beide magnitudes te onderscheiden, is dat terwijl de anemometer in een cirkel draait, je alleen de snelheid van de wind kunt meten, maar niet de snelheid. Een windzak meet zijn snelheid omdat deze de richting aangeeft waarin de wind waait wanneer deze met lucht wordt gevuld.