著者:
Carl Weaver
作成日:
25 2月 2021
更新日:
1 J 2024
コンテンツ
速度は、オブジェクトの移動速度を示します。オブジェクトの速度は、特定の時間に移動した距離です。通常、速度はメートル/秒（m / s）、キロメートル/時（km / h）、またはセンチメートル/秒（cm / s）で測定されます。速度を測定するには、オブジェクトが移動した距離とそれにかかった時間を決定し、距離を時間で割る必要があります。
ステップ
方法1/3：ランナーの速度を測定する方法
1 ランナーがカバーする必要がある距離を見つけます。 この距離は、既知のトラック長（100メートルなど）または直接測定から決定できます。 - 巻尺またはスタッフを使用して、未知の距離を決定します。
- リボンまたはシグナルコーンで開始と終了をマークします。
2 実験の準備をします。 ランナーの速度を決定するには、ランナーが目標距離をカバーするのにかかる時間を測定する必要があります。 「3月！」と言うまで待つようにランナーに依頼します。 -これにより、ストップウォッチを使用して時間を正確に記録できます。ストップウォッチをゼロに設定し、ランナーに開始位置を取るように依頼します。 - 時間は従来の時計でも測定できますが、測定結果の精度は低下します。
3 ランナーにスタート信号を出し、同時にストップウォッチをスタートさせます。 これらのアクションをできるだけ正確に同期するようにしてください。 「3月！」と叫ぶ-そしてすぐにストップウォッチをオンにします。これを同時に行うことができない場合は、ランナーにハングアップ信号を送信して、再試行してください。 
4 ランナーがフィニッシュラインを通過したらすぐにストップウォッチを停止します。 ランナーがフィニッシュラインを通過する瞬間を逃さないように注意深く見守ってください。この瞬間をできるだけ正確に記録し、すぐにストップウォッチを停止するようにしてください。 
5 ランナーが移動した距離を、費やした秒数で割ります。 結果はランナーのスピードです。速度を決定する式は次のとおりです。移動距離/所要時間。ランナーが10秒で100メートル走ったとします。その場合、その速度は10 m / s（100を10で割った値）です。 - ランナーの速度をキロメートル/時で表すには、10 m / sに3600（1時間の秒数）を掛けます。その結果、時速36,000メートル、つまり時速36キロメートルになります（1キロメートルは1,000メートルに相当します）。
方法2/3：音速を測定する方法
1 音をよく反射する壁を見つけてください。 この実験には、大きなレンガまたはコンクリートの壁が適しています。壁が音をどのように反射するかをテストするには、手をたたくか、大声で叫んでエコーを聞きます。はっきりとしたエコーが聞こえる場合、壁は目的に適しています。 
2 壁から少なくとも50メートルを測定します。 この距離は、十分に正確な測定を行うための十分な時間を確保するために必要です。音は最初にあなたから壁までの距離を伝わり、次にあなたに戻るので、距離は実際には100メートルです。 - 測定テープで距離を決定します。できるだけ正確にするようにしてください。
3 壁からのエコーの音と一緒に手のひらをたたきます。 壁から測定された距離に立ち、ゆっくりと手のひらをたたき始めます。これを行うと、エコーが聞こえます。次の拍手が前の拍手のエコーと一致するように、スピードを上げたり下げたりしてリズムを調整します。 - 完全なシンクロニシティを達成すると、拍手だけが聞こえ、エコーの音は聞こえなくなります。
4 手のひらを11回叩き、今度はストップウォッチで録音します。 友達に最初の拍手でストップウォッチを開始し、最後の拍手と同時に停止するように依頼します。 11回叩くと、音は壁に10回到達し、跳ね返ってエコーの形で戻る時間があります。したがって、音は100メートルの距離を10回伝わります。 - さらに、11拍手は、ストップウォッチを正確に開始および停止するのに十分な時間を友達に与えます。
- より正確な結果を得るには、これを数回行い、平均を見つけます。平均を見つけるには、取得したすべての時間間隔を加算し、測定数で割ります。
5 距離に10を掛けます。 手を11回叩いたので、音は10回伝わりました。 100メートルに10を掛けると、1000メートルになります。 
6 音で移動した距離を、11の手をたたくのにかかった時間で割ります。 その結果、手のひらから壁に伝わり、耳に戻る音速が得られます。 - 11拍手が2.89秒かかったとしましょう。音速を求めるには、距離、つまり1000メートルをこの時間で割る必要があります。その結果、346 m / sが得られます。
- 海面での音速は340.29m / sです。結果はこの値に近いはずですが、特に海面にいない場合は、必ずしも完全に同じであるとは限りません。高度が高いほど、空気は薄くなり、音の伝播は遅くなります。
- 音は、空気中よりも液体や固体の中を速く伝わります。媒体の密度が高いほど、音速は速くなります。
方法3/3：風速を測定する方法
1 風速計を取り出します。 風速計は風速を測定するための装置です。それは中心軸の周りを回転する編み針に取り付けられた3つまたは4つのカップで構成されています。風がカップに吹き込み、スポークを回します。風速が高いほど、カップは軸を中心に速く回転します。 - 風速計を購入するか、自分で作ることができます。
- 独自の風速計を作成するには、5つの100 ml紙コップ、2つのストロー、背面に消しゴムが付いた鋭利な鉛筆、ホッチキス、小さな鋭利な安全ピン、および定規を用意します。他のカップと区別できるように、1つのカップの側面に色を付けます。
- カップ1杯の側面に上から約2.5センチのところに穴を開けます。 5番目のカップに、上端から約2.5センチメートル下に4つの等間隔の穴を開けます。また、このカップの底に1つの穴をあけます。
- カップを1つ取り、ストローをその側面に通して、約2.5センチメートルになるようにします。ホッチキスを使用して、ストローをカップの側面に固定します。ストローの残りの部分を、4つの側面の穴がある5番目のカップに通して、1つの穴に入り、反対側の穴から出るようにします。ストローのこの端に2つ目のカップを置き、ホッチキスで固定します。これらのカップは同じ方向を向いている必要があります。
- 他の2つのカップで上記の手順を繰り返し、中央（5番目）のカップの残りの2つの穴にストローを通します。これらのカップも同じ方向を向いている必要があります。
- 真ん中のカップで交差するストローにピンを慎重に通します。
- 5番目のカップの底にある穴に鉛筆をスライドさせ、消しゴムにピンを挿入します。風速計が自由に回転することを確認してください。カップが付いたストローが自由に回転していれば、風速計を使用する準備ができています。そうでない場合は、消しゴムがストローに当たらないように鉛筆の位置を調整します。
2 計算する 周 風速計。 この長さは、カップの1つが風速計の1回転で移動する距離に等しくなります。円の円周を計算するには、その直径を測定する必要があります。 - 風速計の中心軸からカップの1つの中心までの距離を測定します。これは風速計の半径です。半径に2を掛けると、目的の直径が得られます。
- 円の円周は、その直径（またはその半径の2倍）に円周率を掛けたものに等しくなります。
- たとえば、カップの中心と風速計の中心軸との間の距離が30センチメートルの場合、カップは1回転で2 x 30 x 3.14（ここでは、円周率は小数点以下第2位に四捨五入されます）または188.4センチメートル移動します。
3 風が吹いている場所に風速計を配置します。 風は、風速計の軸を回転させるのに十分な強さである必要がありますが、風速計を収縮させたり転倒させたりしてはなりません。鉛筆が垂直になるように、風速計を地面または硬い棒に取り付けることは価値があるかもしれません。 
4 特定の期間における風速計の回転数を数えます。 風速計の隣に立ち、塗装されたカップが何回転するかを数えます。時間間隔は、5、10、15、20、30秒、または1分にすることができます。精度を上げるには、タイマーを使用します。 - タイマーがない場合は、回転数を数えている間、友人に時間を計ってもらいます。
- 市販の風速計を使用している場合は、正しいrpmカウントを取得するために、なんらかの方法で1つのカップに印を付けてください。
5 回転数に、カップが1回転で移動する距離、つまり風速計の円周を掛けます。 したがって、選択した時間間隔でガラスが移動する距離がわかります。 - たとえば、風速計の半径が30センチメートルの場合、カップは1回転で188.4センチメートルの距離を移動します。選択した時間間隔で50回転をカウントした場合、合計距離は50 x 188.4 = 9420センチメートルになります。
6 合計距離を経過時間で割ります。 速度は、距離をその距離を移動するのにかかる時間で割ったものとして定義されます。したがって、見つかった合計距離を選択した時間間隔で割ると、現在の風速が決まります。 - たとえば、10秒間の回転数を数えた場合、合計距離を10秒で割る必要があります。速度=（9420 cm / 10 s）= 942 cm / s。
- 942 cm / sに3600を掛けると、3391200 cm / hになり、100,000（1 kmあたりのセンチメートル数）で割ると、33.9 km / hになります。
チップ
- 物理学では、速度はベクトル量です。つまり、速度は数値だけでなく、オブジェクトの移動方向によっても設定されます。風速計は円を描くように回転するため、風速のみが表示され、風速の方向に関する情報は提供されません。風の方向とおおよその速度は、空気で膨らませて風が吹く方向に上昇する吹流しで判断できます。
あなたは何が必要ですか
- ストップウォッチ
- アシスタント
- トレッドミル（ランナーの速度を測定するため）
- 音を反射する壁（音速を測定するため）
- ルーレット（音速測定用）
- 風速計（風速測定用）
