Die Geschwindigkeit ist ein Maß dafür, wie schnell sich ein Objekt bewegt. Die Geschwindigkeit des Objekts ist die Gesamtstrecke, die in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wurde. Die Einheiten für die Geschwindigkeit sind Meilen pro Stunde (Meilen/Stunde oder mph), Zentimeter pro Sekunde (cm/Sekunde oder cm/s), Meter pro Sekunde (m/Sekunde oder m/s) oder Kilometer pro Stunde (km/Stunde.). oder km/h). Um die Geschwindigkeit zu messen, müssen Sie die zurückgelegte Entfernung eines Objekts und die zurückgelegte Zeit kennen und dann die Geschwindigkeit berechnen, indem Sie die Entfernung durch die Zeit dividieren.
Schritt
Methode 1 von 3: Messen der Läufergeschwindigkeit
Schritt 1. Bestimmen Sie die zurückzulegende Entfernung
Sie können feststellen, ob sich der Läufer auf einer Strecke bekannter Länge befindet, z. B. 100 m, oder indem Sie die Entfernung in einem offenen Feld beobachten.
- Verwenden Sie ein Maßband, um die Entfernung zu messen, wenn Sie sich im Feld befinden.
- Markieren Sie den Start- und Endpunkt mit einer Schnur oder einem Straßenmarkierungskegel.
Schritt 2. Starten Sie das Experiment
Um die Geschwindigkeit des Läufers zu ermitteln, müssen Sie die Zeit kennen, die er benötigt, um die angegebene Distanz zurückzulegen. Bitten Sie ihn, zu warten, bis Sie „Start!“sagen. damit die Messung auf der Stoppuhr genau ist. Stellen Sie sicher, dass die Stoppuhr Null anzeigt, und bitten Sie dann den Läufer, sich an der Startposition der zu messenden Distanz fertig zu machen.
Sie können auch eine Uhr verwenden, um die Zeit zu messen, aber die Ergebnisse sind nicht sehr genau
Schritt 3. Signalisieren Sie dem Läufer, während Sie die Stoppuhr beobachten
Versuchen Sie, das Timing abzustimmen, rufen Sie „Start!“und überprüfen Sie gleichzeitig die Stoppuhr. Wenn Sie feststellen, dass die Stoppuhr ausgeschaltet ist, lassen Sie sie neu starten.
Schritt 4. Stoppen Sie die Stoppuhr, wenn der Läufer die Ziellinie überquert
Achten Sie genau darauf, ob der Läufer den vorgesehenen Punkt als Ziellinie passiert hat. Stellen Sie sicher, dass die Stoppuhr gerade beim Überqueren der Linie ausgeschaltet ist.
Schritt 5. Teilen Sie die Distanz, die der Läufer zurückgelegt hat, durch die benötigte Zeit
Diese Division ist eine Berechnung der Geschwindigkeit des Läufers. Die Geschwindigkeitsgleichung ist die zurückgelegte Strecke / zurückgelegte Zeit. Am Beispiel einer Distanz von 100 m (328 ft) beträgt seine Geschwindigkeit, wenn der Läufer 10 Sekunden braucht, um die Distanz zurückzulegen, 100 m (328 ft) geteilt durch 10 oder 10 m/s (32,8 ft pro Sekunde).
- Durch Multiplikation von 10 m/s mit 3.600 (die Anzahl der Sekunden in einer Stunde) legt der Läufer 36.000 Meter pro Stunde oder 36 km/h zurück (10 Kilometer entsprechen 1.000 m).
- Durch Multiplizieren von 32,8 Fuß pro Sekunde mit 3.600 legt der Läufer 118.080 Fuß pro Stunde oder 22,4 Meilen pro Stunde (1 Meile entspricht 5.280 Fuß) zurück.
Methode 2 von 3: Messung der Schallgeschwindigkeit
Schritt 1. Finden Sie eine Wand, die Schall reflektiert
Sie können für dieses Experiment Stein- oder Betonwände verwenden. Testen Sie die Wand, indem Sie klatschen oder schreien, und hören Sie auf das Echo. Wenn Sie ein lautes Echo hören, können Sie mit der Wand gut arbeiten.
Schritt 2. Messen Sie einen Abstand von mindestens 50 m von der Wand
Ein Abstand von 50 m wird empfohlen, da Sie genügend Zeit haben, um genaue Messungen durchzuführen. Da Sie die Entfernung berücksichtigen, die der Schall von Ihnen zur Wand und zurück zu Ihnen zurücklegt, messen Sie tatsächlich eine Entfernung von 100 m).
Messen Sie den Abstand mit einem Maßband. Versuchen Sie, so genau wie möglich zu messen
Schritt 3. Klatschen Sie in die Hände, wenn das Echo von der Wand kommt
Stellen Sie sich im gemessenen Abstand vor die Wand und klatschen Sie leicht in die Hände. An diesem Punkt sollten Sie das Echo hören können. Erhöhen oder verringern Sie die Geschwindigkeit des Klatschrhythmus, bis er mit dem Echo des vorherigen Klatschens übereinstimmt.
Wenn die Synchronisation perfekt ist, sollten Sie kein Echo hören, sondern nur den Applaus
Schritt 4. Klatschen Sie 11 Mal in die Hände, während Sie die Zeit mit der Stoppuhr aufzeichnen
Lassen Sie einen Freund beim ersten Klatschen die Stoppuhr einschalten und beim letzten anhalten. Indem Sie 11 Mal in die Hände klatschen, messen Sie 10 Intervalle der Entfernung, in der das Klatschen von der Wand widerhallt. Im Wesentlichen legt Schall die 10-fache Entfernung von 100 Metern zurück.
- 11-mal klatschen gibt deinen Freunden auch Zeit, die Stoppuhr genau zu starten und zu stoppen.
- Führen Sie diesen Schritt einige Male durch und ermitteln Sie die durchschnittliche Zeit, um eine genauere Messung zu erhalten. Um den Durchschnitt zu ermitteln, addieren Sie alle erhaltenen Zeiten und dividieren Sie durch die Anzahl der Versuche.
Schritt 5. Multiplizieren Sie den Abstand mit 10
Da Sie 11 Mal angetippt haben, hat der Ton die 10-fache Entfernung zurückgelegt. 100 Meter multipliziert mit 10 sind 1000 Meter.
Schritt 6. Teilen Sie die Distanz, die der Ton zurücklegt, durch die Zeit, die er zum Klatschen benötigt
Dieser Zähler misst die Schallgeschwindigkeit, die von Ihrer Hand zur Wand und zurück zu Ihrem Ohr klatscht.
- Du brauchst zum Beispiel 2,89 Sekunden, um 11 Mal zu klatschen. Teilen Sie die Entfernung von 1.000 Metern durch 2,89 Sekunden, um die Schallgeschwindigkeit von 346 m/s zu erhalten.
- Die Schallgeschwindigkeit auf Meereshöhe beträgt 340,29 m/s (1.116 Fuß pro Sekunde oder 761.2 Meilen/Stunde). Ihre Berechnungen sollten dieser Zahl nahe kommen, aber sie sind möglicherweise nicht genau gleich, insbesondere wenn Sie sich nicht auf Meereshöhe befinden. In größeren Höhen ist die Luft dünner und die Schallgeschwindigkeit geringer.
- Die Schallgeschwindigkeit ist höher, wenn sie sich durch Flüssigkeiten und Feststoffe bewegt als durch Luft, da sich der Schall schneller ausbreitet, wenn er durch hochdichte Materialien dringt.
Methode 3 von 3: Messung der Windgeschwindigkeit
Schritt 1. Bereiten Sie das Anemometer vor
Anemometer ist ein Gerät, das die Windgeschwindigkeit misst. Dieses Werkzeug besteht aus 3 oder 4 Schalen mit Stäben, die jeweils auf einer rotierenden Welle montiert sind. Der Wind dringt in die Schüssel ein und lässt die Schüssel sich drehen. Je schneller der Wind weht, desto schneller dreht sich die Schale um ihre Achse.
- Anemometer können gekauft oder selbst hergestellt werden.
- Um ein Windmesser herzustellen, bereiten Sie fünf Papierschalen, zwei Strohhalme, einen spitzen Bleistift mit Radiergummi, einen Hefter, eine spitze Nadel und ein Lineal vor. Färben Sie eine Schüssel, um sie von den anderen zu unterscheiden.
- Stanzen Sie ein Loch in eine Seite der vier Schüsseln, etwa 5 cm vom Rand entfernt. Machen Sie in der fünften Schüssel vier gleichmäßig verteilte Löcher um die Schüssel herum, etwa 5 cm von den Rändern entfernt. Machen Sie auch ein Loch in den Boden der Schüssel.
- Stecken Sie einen Strohhalm durch die Seite einer der Schüsseln und stellen Sie sicher, dass sich ein 2-Zoll-Ende des Strohhalms in der Schüssel befindet. Klemmen Sie die Enden mit einem Hefter an die Seiten der Schüssel. Stecken Sie das andere Ende des Strohhalms durch die fünfte Schüssel mit 4 Löchern auf einer Seite und auf der anderen heraus. Platzieren Sie eine zweite Schüssel am Ende dieses Strohhalms und befestigen Sie sie mit einem Hefter. Achte darauf, dass alle Schüsseln in die gleiche Richtung zeigen.
- Wiederholen Sie die obigen Schritte mit den anderen beiden Schüsseln und stecken Sie die Strohhalme in die beiden verbleibenden Löcher in der mittleren Schüssel. Achte auch hier darauf, dass alle Schüsseln in die gleiche Richtung zeigen.
- Stecken Sie den Stift vorsichtig am Schnittpunkt der Strohhalme in die mittlere Schüssel.
- Führen Sie den Bleistift in das untere Loch der fünften Schüssel ein und führen Sie ihn durch den Stift, bis er auf den Radiergummi trifft. Stellen Sie sicher, dass sich das Anemometer reibungslos drehen kann. Wenn nicht, passen Sie die Position des Bleistifts so an, dass der Radiergummi nicht direkt auf den Strohhalm zeigt.
Schritt 2. Berechnen Sie den Umfang des Anemometers
Wenn eine der Schalen eine volle Umdrehung vollführt, entspricht die zurückgelegte Strecke dem Umfang des Kreises. Um den Umfang zu berechnen, müssen Sie den Durchmesser des Kreises messen.
- Messen Sie den Abstand von der Mitte des Anemometers zur Mitte einer der Schalen. Dies ist der Anemometerradius. Der Durchmesser beträgt das 2-fache des Radius.
- Der Umfang eines Kreises ist gleich Durchmesser mal Konstante pi oder 1 mal Radius mal pi.
- Wenn beispielsweise der Abstand zwischen der Mitte der Schüssel und der Mitte des Anemometers 30 cm (1 ft) beträgt, beträgt die Entfernung, die die Schüssel bei einer Umdrehung zurücklegt, 2 x 30 x 3,14 (pi auf 2 Dezimalstellen gerundet) oder 188,4 cm (74,2 cm). Zoll).
Schritt 3. Platzieren Sie das Anemometer dort, wo der Wind auf die Schüssel trifft
Sie brauchen genug Wind, um das Anemometer zu drehen, aber nicht so viel, dass es losbläst. Falls erforderlich, Gewicht hinzufügen, damit das Anemometer aufrecht stehen kann.
Schritt 4. Zählen Sie, wie oft sich das Anemometer dreht, um die feste Zeitdauer zu ermitteln
Stehen Sie an einem Punkt bewegungslos und zählen Sie, wie oft sich die farbige Schüssel um den Kreis dreht. Die möglichen Intervalle sind 5, 10, 15, 20, 30 Sekunden oder sogar 1 volle Minute. Stellen Sie die Stoppuhr so ein, dass sie sich in bestimmten Zeitintervallen ausschaltet, um die Zählgenauigkeit zu gewährleisten.
- Wenn Sie keine Stoppuhr haben, lassen Sie einen Freund auf die Uhr schauen, wenn Sie die Umdrehungen zählen.
- Wenn Sie ein fertiges Anemometer gekauft haben, markieren Sie eine der Schalen, damit Sie richtig zählen können.
Schritt 5. Multiplizieren Sie die Anzahl der Umdrehungen mit der Distanz, die das Anemometer in einer Umdrehung zurücklegt
Das Ergebnis ist die Gesamtstrecke, die das Anemometer zum Zeitpunkt Ihrer Beobachtung zurückgelegt hat.
Ein Anemometer hat beispielsweise einen Radius von 30 cm (0,98 ft). Somit legt das Anemometer in einer Umdrehung 188,4 cm (6,18 ft) zurück. Wenn es sich 50 Mal so lange dreht, wie Sie zählen, beträgt der Gesamtabstand 50 x 188, 4 = 9.420 cm
Schritt 6. Teilen Sie die Gesamtstrecke durch die Fahrzeit
Die Formel für die Geschwindigkeit ist die Gesamtstrecke geteilt durch die Zeit, die für diese Strecke benötigt wird. Um die Windgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Beobachtung zu berechnen, nehmen Sie die vom Anemometer zurückgelegte Gesamtstrecke und dividieren Sie sie durch die Reisezeit.
- Wenn Sie beispielsweise die Anzahl der Umdrehungen in 10 Sekunden zählen, teilen Sie die zurückgelegte Strecke durch 10 Sekunden. Geschwindigkeit = 9.420 cm/10 Sek. = 942 cm/Sek. (30,9 Fuß/Sek.).
- Die Multiplikation von 942 cm/s mit 3.600 ergibt 3.391.200 cm/h geteilt durch 100.000 (die Anzahl der Zentimeter in einem Kilometer) zu 33,9 km/h.
- Die Multiplikation von 30,9 Fuß pro Sekunde mit 3.600 ergibt 111.240 Fuß pro Stunde, geteilt durch 5.280 ergibt 21,1 Meilen pro Stunde.
