La vitesse est une mesure de la vitesse à laquelle un objet se déplace. La vitesse de l'objet est la distance totale parcourue en un temps donné. Les unités de vitesse sont les miles par heure (miles/heure ou mph), les centimètres par seconde (cm/seconde ou cm/s), les mètres par seconde (m/seconde ou m/s) ou les kilomètres par heure (km/heure ou km/h). Pour mesurer la vitesse, vous devez connaître la distance parcourue par un objet et le temps qu'il a parcouru, puis calculer la vitesse en divisant la distance par le temps.
Étape
Méthode 1 sur 3: Mesurer la vitesse du coureur
Étape 1. Déterminez la distance à parcourir
Vous pouvez savoir si le coureur est sur une piste de longueur connue, par exemple 100 m, ou en observant la distance dans un champ ouvert.
- Utilisez un ruban à mesurer pour mesurer la distance si vous êtes sur le terrain.
- Marquez les points de départ et d'arrivée avec une ficelle ou un cône de marquage au sol.
Étape 2. Démarrez l'expérience
Pour connaître la vitesse du coureur, vous devez connaître le temps qu'il lui faudra pour parcourir la distance spécifiée. Demandez-lui d'attendre jusqu'à ce que vous disiez « Commencez ! » afin que la mesure sur le chronomètre soit précise. Assurez-vous que le chronomètre indique zéro, puis demandez au coureur de se préparer à la position de départ de la distance à mesurer.
Vous pouvez également utiliser une montre pour mesurer le temps, mais les résultats ne sont pas très précis
Étape 3. Signalez au coureur tout en regardant le chronomètre
Essayez de faire correspondre le timing, criez « Start ! » et vérifiez le chronomètre en même temps. Si vous remarquez que le chronomètre est éteint, faites-le redémarrer.
Étape 4. Arrêtez le chronomètre lorsque le coureur franchit la ligne d'arrivée
Faites très attention à savoir si le coureur a passé le point désigné comme ligne d'arrivée. Assurez-vous que le chronomètre est éteint juste au moment où il franchit la ligne.
Étape 5. Divisez la distance parcourue par le coureur par le temps qu'il a fallu
Cette division est un calcul de la vitesse du coureur. L'équation de la vitesse est la distance parcourue/temps parcouru. Avec l'exemple d'une distance de 100 m (328 ft), si le coureur met 10 secondes pour parcourir la distance, sa vitesse est de 100 m (328 ft) divisé par 10, soit 10 m/s (32,8 ft par seconde).
- En multipliant 10 m/s par 3 600 (le nombre de secondes dans une heure), le coureur parcourt 36 000 mètres par heure, soit 36 km/h (10 kilomètres égale 1 000 m).
- En multipliant 32,8 pieds par seconde par 3 600, le coureur parcourt 118 080 pieds par heure, soit 22,4 miles par heure (1 mile équivaut à 5 280 pieds).
Méthode 2 sur 3: Mesurer la vitesse du son
Étape 1. Trouvez un mur qui reflète le son
Vous pouvez utiliser des murs en pierre ou en béton pour cette expérience. Testez le mur en applaudissant ou en criant, et écoutez l'écho. Si vous entendez un écho fort, il est bon de travailler avec le mur.
Étape 2. Mesurez une distance d'au moins 50 m du mur
Une distance de 50 m est recommandée car elle vous donne suffisamment de temps pour prendre des mesures précises. Puisque vous considérez la distance que le son parcourra de vous au mur et de retour à vous, vous mesurez en fait une distance de 100 m).
Mesurez la distance avec un ruban à mesurer. Essayez de mesurer le plus précisément possible
Étape 3. Tapez dans vos mains lorsque l'écho vient du mur
Tenez-vous devant le mur à la distance mesurée et frappez légèrement dans vos mains. À ce stade, vous devriez pouvoir entendre l'écho. Augmentez ou diminuez la vitesse du rythme des battements jusqu'à ce qu'il coïncide avec l'écho du battement précédent.
Lorsque la synchronisation est parfaite, vous ne devriez pas pouvoir entendre l'écho, seulement les applaudissements
Étape 4. Tapez dans vos mains 11 fois tout en enregistrant l'heure avec le chronomètre
Demandez à un ami d'allumer le chronomètre au premier coup et de s'arrêter au dernier. En frappant dans vos mains 11 fois, vous mesurez 10 intervalles de la distance que le son des applaudissements fait écho au mur. En substance, le son parcourt 10 fois la distance de 100 mètres.
- Clap 11 fois donne également à vos amis le temps de démarrer et d'arrêter le chronomètre avec précision.
- Répétez cette étape plusieurs fois et trouvez le temps moyen pour obtenir une mesure plus précise. Pour trouver la moyenne, additionnez tous les temps obtenus et divisez par le nombre d'essais.
Étape 5. Multipliez la distance par 10
Parce que vous avez tapé 11 fois, le son a parcouru 10 fois la distance. 100 mètres multipliés par 10 font 1000 mètres.
Étape 6. Divisez la distance parcourue par le son par le temps qu'il faut pour applaudir
Ce compteur mesure la vitesse du son qui frappe de votre main au mur et de nouveau à votre oreille.
- Par exemple, vous avez besoin de 2,89 secondes pour applaudir 11 fois. Divisez la distance de 1 000 mètres par 2,89 secondes pour obtenir la vitesse du son de 346 m/s.
- La vitesse du son au niveau de la mer est de 340,29 m/s (1 116 pieds par seconde ou 761,2 miles/heure). Vos calculs devraient être proches de ce nombre, mais ils peuvent ne pas être exactement les mêmes, surtout si vous n'êtes pas au niveau de la mer. À des altitudes plus élevées, l'air est plus fin et la vitesse du son est plus lente.
- La vitesse du son est plus élevée lorsqu'il se déplace à travers des liquides et des solides que dans l'air, car le son se déplace plus rapidement lorsqu'il traverse des matériaux à haute densité.
Méthode 3 sur 3: Mesurer la vitesse du vent
Étape 1. Préparez l'anémomètre
L'anémomètre est un appareil qui mesure la vitesse du vent. Cet outil se compose de 3 ou 4 bols avec des barres montées chacune sur un arbre rotatif. Le vent entrera dans le bol et fera tourner le bol. Plus le vent souffle vite, plus le bol tourne vite sur son axe.
- Les anémomètres peuvent être achetés ou fabriqués vous-même.
- Pour fabriquer un anémomètre, préparez cinq bols en papier, deux pailles, un crayon pointu avec une gomme, une agrafeuse, une épingle pointue et une règle. Colorie un bol pour le distinguer des autres.
- Percez un trou dans un côté des quatre bols, à environ 2 pouces du bord. Dans le cinquième bol, faites quatre trous régulièrement espacés autour du bol, à environ 2 pouces des bords. Faites également un trou au fond du bol.
- Insérez une paille à travers le côté de l'un des bols, en vous assurant qu'il y a une extrémité de 2 pouces de la paille dans le bol. Fixez les extrémités sur les côtés du bol avec une agrafeuse. Insérez l'autre extrémité de la paille dans le cinquième bol avec 4 trous d'un côté et de l'autre. Placez un deuxième bol au bout de cette paille et fixez-le avec une agrafeuse. Assurez-vous que tous les bols sont orientés dans la même direction.
- Répétez les étapes ci-dessus avec les deux autres bols, en insérant les pailles dans les deux trous restants du bol central. Encore une fois, assurez-vous que tous les bols sont orientés dans la même direction.
- Insérez soigneusement la goupille au point d'intersection des pailles dans le bol central.
- Insérez le crayon dans le trou inférieur du cinquième bol et guidez-le à travers la goupille jusqu'à ce qu'il touche la gomme. Assurez-vous que l'anémomètre peut tourner en douceur. Sinon, ajustez la position du crayon pour que la gomme ne pointe pas directement vers la paille.
Étape 2. Calculez la circonférence de l'anémomètre
Lorsque l'un des bols effectue une rotation complète, la distance qu'il parcourt est la circonférence du cercle. Pour calculer la circonférence, vous devez mesurer le diamètre du cercle.
- Mesurez la distance entre le centre de l'anémomètre et le centre de l'un des bols. C'est le rayon de l'anémomètre. Le diamètre est 2 fois le rayon.
- La circonférence d'un cercle est égale au diamètre multiplié par la constante pi, ou 1 fois le rayon multiplié par pi.
- Par exemple, si la distance entre le centre du bol et le centre de l'anémomètre est de 30 cm (1 pi), la distance parcourue par le bol en une rotation est de 2 x 30 x 3,14 (pi arrondi à 2 décimales), ou 188,4 cm (74,2 cm). pouces).
Étape 3. Placez l'anémomètre là où le vent frappe le bol
Vous avez besoin de suffisamment de vent pour faire tourner l'anémomètre, mais pas au point de le lâcher. Si nécessaire, ajoutez un poids pour permettre à l'anémomètre de se tenir droit.
Étape 4. Comptez le nombre de rotations de l'anémomètre pour connaître la durée fixe
Restez immobile à un moment donné et comptez le nombre de fois que le bol coloré tourne autour du cercle. Les intervalles possibles sont de 5, 10, 15, 20, 30 secondes, voire 1 minute complète. Réglez le chronomètre pour qu'il s'éteigne à des intervalles de temps spécifiques pour assurer la précision du comptage.
- Si vous n'avez pas de chronomètre, demandez à un ami de regarder l'horloge lorsque vous comptez les rotations.
- Si vous avez acheté un anémomètre prêt à l'emploi, marquez l'un des bols pour pouvoir compter correctement.
Étape 5. Multipliez le nombre de rotations par la distance parcourue par l'anémomètre en un tour
Le résultat est la distance totale parcourue par l'anémomètre au moment de votre observation.
Par exemple, un anémomètre a un rayon de 30 cm (0,98 pi). Ainsi, l'anémomètre parcourt 188,4 cm (6,18 pi) en un tour. S'il tourne 50 fois plus longtemps que vous comptez, la distance totale est de 50 x 188, 4 = 9 420 cm
Étape 6. Divisez la distance totale par le temps de trajet
La formule pour la vitesse est la distance totale divisée par le temps qu'il faut pour couvrir cette distance. Pour calculer la vitesse du vent au moment de l'observation, prenez la distance totale parcourue par l'anémomètre et divisez par le temps de trajet.
- Par exemple, si vous comptez le nombre de rotations en 10 secondes, divisez la distance parcourue par 10 secondes. Vitesse = 9 420 cm/10 s = 942 cm/s (30,9 pi/s).
- En multipliant 942 cm/s par 3 600, on obtient 3 391 200 cm/h, divisé par 100 000 (le nombre de centimètres dans un kilomètre) à 33,9 km/h.
- En multipliant 30,9 pieds par seconde par 3 600, on obtient 111 240 pieds par heure, divisés par 5 280, on obtient 21,1 miles par heure.
