Hoe snelheid te meten?

Video: Hoe meten ze de snelheid van een tennisbal? | Vragen van Kinderen

Inhoud

Stappen
Methode 1 van 3: Hoe de snelheid van een hardloper te meten
Methode 2 van 3: Hoe de geluidssnelheid te meten
Methode 3 van 3: Hoe de windsnelheid te meten
Tips
Wat heb je nodig

Snelheid geeft aan hoe snel het object beweegt. De snelheid van een object is de afgelegde afstand in een bepaalde tijd. Meestal wordt snelheid gemeten in meters per seconde (m/s), kilometers per uur (km/h) of centimeters per seconde (cm/s). Om de snelheid te meten, moet u de door het object afgelegde afstand bepalen en de tijd die het kostte, en vervolgens de afstand delen door de tijd.

Stappen

Methode 1 van 3: Hoe de snelheid van een hardloper te meten

1 Zoek de afstand die de hardloper moet afleggen. Deze afstand kan worden bepaald uit een bekende baanlengte (bijvoorbeeld 100 meter) of directe metingen.
- Gebruik een meetlint of staf om de onbekende afstand te bepalen.
- Markeer de start en finish met linten of signaalkegels.
2 Bereid je voor op een experiment. Om de snelheid van een hardloper te bepalen, is het noodzakelijk om de tijd te meten die hij nodig heeft om de doelafstand af te leggen. Vraag de hardloper te wachten tot je zegt: "Maart!" - hiermee kunt u de tijd nauwkeurig opnemen met behulp van een stopwatch. Zet de stopwatch op nul en vraag de loper om de startpositie in te nemen.
- De tijd kan ook worden gemeten met een conventioneel horloge, hoewel het meetresultaat minder nauwkeurig zal zijn.
3 Geef de loper het startsignaal en start tegelijkertijd de stopwatch. Probeer deze acties zo nauwkeurig mogelijk te synchroniseren. Roep "maart!" - en zet onmiddellijk de stopwatch aan. Als je dit niet tegelijkertijd kunt doen, geef de loper dan een ophangsignaal en probeer het opnieuw.
4 Stop de stopwatch zodra de loper de finishlijn passeert. Houd de loper goed in de gaten om het moment waarop hij over de finish komt niet te missen. Probeer dit moment zo nauwkeurig mogelijk vast te leggen en stop de stopwatch meteen.
5 Deel de afstand die de loper heeft afgelegd door het aantal seconden dat hij heeft doorgebracht. Het resultaat is de snelheid van de loper. De formule voor het bepalen van de snelheid is als volgt: afgelegde afstand / afgelegde tijd. Stel dat een hardloper 100 meter rende in 10 seconden. Dan is de snelheid 10 m / s (100 gedeeld door 10).
- Om de snelheid van de hardloper in kilometers per uur uit te drukken, vermenigvuldigt u 10 m / s met 3600 (het aantal seconden in een uur). Het resultaat is 36.000 meter per uur, ofwel 36 kilometer per uur (1 kilometer is gelijk aan 1.000 meter).

Methode 2 van 3: Hoe de geluidssnelheid te meten

1 Zoek een muur die geluid goed weerkaatst. Een grote bakstenen of betonnen muur werkt goed voor dit experiment. Om te testen hoe de muur geluid weerkaatst, klap je in je handen of schreeuw je luid en luister je naar de echo. Als je een duidelijke echo hoort, is de muur goed voor je doel.
2 Meet minimaal 50 meter van de muur. Deze afstand is nodig om voldoende tijd te hebben voor voldoende nauwkeurige metingen. Aangezien het geluid eerst de afstand van u naar de muur aflegt en vervolgens naar u terugkeert, is de afstand eigenlijk 100 meter.
- Bepaal de afstand met een meetlint. Probeer het zo nauwkeurig mogelijk te maken.
3 Klap in je handpalmen met het geluid van de echo van de muur. Ga op de gemeten afstand van de muur staan en begin langzaam in je handpalmen te klappen. Wanneer u dit doet, hoort u een echo. Versnel of vertraag en pas het ritme aan zodat elke volgende klap overeenkomt met de echo van de vorige klap.
- Wanneer u volledige synchroniciteit bereikt, hoort u alleen uw klappen en hoort u het geluid van de echo niet meer.
4 Klap 11 keer in je handpalmen en noteer deze tijd met een stopwatch. Vraag je vriend om de stopwatch te starten bij de eerste klap en op hetzelfde tijdstip te stoppen als de laatste. Als je 11 keer slaat, heeft het geluid de tijd om 10 keer de muur te bereiken, eraf te kaatsen en terug te keren in de vorm van een echo. Het geluid zal dus 10 keer een afstand van 100 meter afleggen.
- Bovendien geven 11 klappen je vriend genoeg tijd om de stopwatch nauwkeurig te starten en te stoppen.
- Om nauwkeurigere resultaten te krijgen, doet u dit meerdere keren en vindt u het gemiddelde. Om het gemiddelde te vinden, telt u alle verkregen tijdsintervallen op en deelt u deze door het aantal metingen.
5 Vermenigvuldig de afstand met 10. Omdat je 11 keer in je handen klapte, reisde het geluid 10 keer. Vermenigvuldig 100 meter met 10 om 1000 meter te krijgen.
6 Deel de door het geluid afgelegde afstand door de tijd die je nodig had om 11 handen te klappen. Als gevolg hiervan krijg je de geluidssnelheid waarmee het de afstand van je handpalmen tot de muur en vervolgens terug naar je oren heeft afgelegd.
- Laten we zeggen dat 11 klappen 2,89 seconden duurden. Om de geluidssnelheid te vinden, moet je de afstand nemen, dat wil zeggen 1000 meter, en deze door deze tijd delen. Hierdoor krijg je 346 m/s.
- De geluidssnelheid op zeeniveau is 340,29 m/s. Uw resultaat moet dicht bij deze waarde liggen, maar niet noodzakelijk precies hetzelfde, vooral als u zich niet op zeeniveau bevindt. Hoe hoger de hoogte, hoe dunner de lucht en hoe langzamer het geluid zich voortplant.
- Geluid reist sneller door vloeistoffen en vaste stoffen dan door lucht. Hoe hoger de dichtheid van het medium, hoe hoger de geluidssnelheid.

Methode 3 van 3: Hoe de windsnelheid te meten

1 Haal de windmeter eruit. Een anemometer is een apparaat om de windsnelheid te meten. Het bestaat uit 3 of 4 kopjes, die zijn gemonteerd op breinaalden die rond een centrale as draaien. De wind waait in de cups en draait de spaken. Hoe hoger de windsnelheid, hoe sneller de cups om de as draaien.
- Je kunt een windmeter kopen of zelf maken.
- Om je eigen windmeter te maken, neem je vijf papieren bekers van 100 ml, twee rietjes, een geslepen potlood met een gum op de achterkant, een nietmachine, een kleine scherpe veiligheidsspeld en een liniaal. Kleur de zijkanten van een kopje zodat je het kunt onderscheiden van de andere.
- Prik een gat in de zijkant van een kopje ongeveer 2,5 centimeter van de bovenkant. Maak in het vijfde kopje vier gaten op gelijke afstand van ongeveer 2,5 centimeter onder de bovenrand. Prik ook een gat in de bodem van deze beker.
- Neem een kopje en rijg het rietje door de zijkant zodat het er ongeveer 2,5 centimeter in gaat. Gebruik een nietmachine om het rietje aan de zijkant van de beker vast te pinnen. Haal het resterende deel van het rietje door de vijfde beker met vier zijgaten, zodat het één gat ingaat en het tegenovergestelde verlaat. Plaats een tweede kopje op dit uiteinde van het rietje en zet het vast met een nietmachine.Deze kopjes moeten in dezelfde richting wijzen.
- Herhaal de bovenstaande stap met de andere twee kopjes en rijg een rietje door de resterende twee gaten in de middelste (vijfde) beker. Deze kopjes moeten ook in dezelfde richting wijzen.
- Rijg de pin voorzichtig door de rietjes waar ze elkaar kruisen in de middelste beker.
- Schuif je potlood door het gat in de bodem van de vijfde beker en steek een speld in de gum. Zorg ervoor dat de windmeter vrij kan draaien. Als de rietjes met de kopjes erop vrij ronddraaien, is de windmeter klaar voor gebruik. Zo niet, pas dan de positie van het potlood aan zodat de gum de rietjes niet raakt.
2 Berekenen omtrek anemometer. Deze lengte is gelijk aan de afstand die een van de kopjes aflegt bij een volledige slag van de windmeter. Om de omtrek van een cirkel te berekenen, moet u de diameter ervan meten.
- Meet de afstand van de hartlijn van de windmeter tot het midden van een van de kopjes. Dit is de straal van de windmeter. Vermenigvuldig de straal met twee en je krijgt de gewenste diameter.
- De omtrek van een cirkel is gelijk aan de diameter (of tweemaal de straal) maal pi.
- Als de afstand tussen het midden van de beker en de hartlijn van de windmeter bijvoorbeeld 30 centimeter is, verplaatst de beker 2 x 30 x 3,14 in één volledige omwenteling (hier is pi afgerond op twee decimalen), ofwel 188,4 centimeter.
3 Plaats de anemometer waar de wind waait. De wind moet sterk genoeg zijn om de as van de windmeter te laten draaien, maar mag niet leeglopen of omvallen. Het kan de moeite waard zijn om de windmeter aan de grond of aan een stijve staaf te bevestigen, zodat het potlood verticaal staat.
4 Tel het aantal omwentelingen van de windmeter over een bepaalde tijdsperiode. Ga naast de windmeter staan en tel hoeveel omwentelingen de beschilderde beker zal maken. Het tijdsinterval kan 5, 10, 15, 20, 30 seconden of zelfs een hele minuut zijn. Gebruik een timer voor meer nauwkeurigheid.
- Als je geen timer hebt, vraag dan een vriend om de tijd te timen terwijl je het aantal omwentelingen telt.
- Als u een in de handel verkrijgbare windmeter gebruikt, markeer dan op de een of andere manier een kopje om het juiste toerental te krijgen.
5 Vermenigvuldig het aantal omwentelingen met de afstand die de beker in één omwenteling aflegt, dat wil zeggen met de omtrek van de windmeter. Zo vindt u de afstand die het glas aflegt in het door u geselecteerde tijdsinterval.
- Als de straal van de windmeter bijvoorbeeld 30 centimeter is, legt de beker in één omwenteling een afstand van 188,4 centimeter af. Als je 50 omwentelingen hebt geteld in het geselecteerde tijdsinterval, dan is de totale afstand 50 x 188,4 = 9420 centimeter.
6 Deel de totale afstand door de verstreken tijd. Snelheid wordt gedefinieerd als de afstand gedeeld door de tijd die nodig is om die afstand af te leggen. Dus als je de gevonden totale afstand deelt door het geselecteerde tijdsinterval, bepaal dan de huidige windsnelheid.
- Als u bijvoorbeeld het aantal omwentelingen in 10 seconden heeft geteld, moet u de totale afstand delen door 10 seconden. Snelheid = (9420 cm / 10 s) = 942 cm / s.
- Als je 942 cm / s vermenigvuldigt met 3600, krijg je 3391200 cm / h, en als je deelt door 100.000 (het aantal centimeters in één kilometer), krijg je 33,9 km / h.

Tips

In de natuurkunde is snelheid een vectorgrootheid, dat wil zeggen dat deze niet alleen wordt bepaald door een numerieke waarde, maar ook door de richting waarin het object beweegt. De anemometer draait in een cirkel, dus hij geeft alleen de windsnelheid weer en geeft geen informatie over de richting ervan. De richting en geschatte snelheid van de wind kunnen worden beoordeeld aan de hand van de windzak, die wordt opgeblazen met lucht en stijgt in de richting waarin de wind waait.