Måle Teknikker for Velocity
Et objekt endrer hastighet som reaksjon på de krefter som virker på den. En god måling av hastighet kan tjene til å undersøke ukjente krefter, tyngde eller elektromagnetiske eller av noen annen opprinnelse. Fordi hastigheten er en så nyttig sonde, er det mange metoder for å måle den, som strekker seg fra den enkle til komplekset.
Gjennomsnittlig Velocity
Hastighet er definert som en endring i posisjon i en gitt tid. Hvis to byene er atskilt med 60 miles og et tog gjør det fra en by til den neste i en time, så hastigheten er 60 miles per time. Den enkleste metode for å måle hastighet er med en "målestokk" og en klokke. For en løper på bane, for eksempel en enkel måling av hastighet kan gjøres ved å starte en stoppeklokke som løperen begynner og stoppe den som løper passerer 100-verftet mark. Gjennomsnittshastigheten er 100 yards dividert med tidsforskjellen. Det samme prinsipp kan brukes for å måle hastigheten av en rullator, en syklist, en driver, et tog ingeniør.
Endre Velocity
Selv om den tidligere teknikken er helt nøyaktig, betyr det ikke avsløre detaljer om bevegelse. For å få informasjon om å endre hastighet, må målingen gjøres på en mindre skala. For eksempel, hvis du tape papiret langs kanten av en seks fot bord og sette den opp på en liten vinkel, kan det tjene til å registrere endringer posisjon med hensyn til tid. Da slipper en ball på toppen av brettet mens du holder en stoppeklokke. Hver andre, lage et merke på papiret i stedet ballen passerer. Deretter måle avstanden mellom hvert merke. Hastigheten ved hver andre er avstanden mellom merkene delt på ett sekund. Du kan tegne grafen hastigheten på hvert sekund for å bestemme endringene.
mer Oppløsning
Du kan bruke det samme styret og ball til posten hastigheten enda mer nøyaktig. Hvis du setter opp en linjal langs kanten av brettet, kan du bruke et videokamera for å spille ballen som den beveger seg forbi. På hver ramme av video, gjør et notat av ballens posisjon - hvor den er på linjalen. Hver ramme av videoen er eksponert på en vanlig sats - ofte 30 Hz. Hastigheten på hvert trettiende sekund er lik avstanden mellom rammene dividert med tiden mellom rammer, en-trettiende sekund. Nå kan du plotte endringer i hastighet på en finere tidsskala.
kreative metoder
Hvis du noen gang hørt et tog fløyte senke tonehøyden som toget nærmer deg, du har observert prinsippet bak radar pistol som måler hastigheten på en baseball banen - eller i bilen på motorveien. Hyppigheten av en bølge forskyver hvis kilden av bølgen beveger seg langs den retning hvori det blir detektert. Radar og laser detektorer sette ut en frekvens og sprette den av et objekt. Detektoren måler den reflekterte stråle. Hvis gjenstanden er i bevegelse, vil frekvensen bli forskjøvet. Den frekvensforskyvning er direkte relatert til hastigheten til objektet.
Velocity og Speed
En nyanse å være klar over: Velocity og hastighet er ikke akkurat det samme. Speed måler hvor stor avstand et objekt reiser i en gitt tidsperiode. Velocity måler hvor stor avstand et objekt reiser i en gitt retning i en gitt tidsperiode. For mange målinger, velger man retning av målingen for å samsvare med bevegelse av objektet, slik at hastighet og hastigheten er de samme. Man kan benytte de samme metoder for å måle hastigheten i mer enn én retning.