Como calcular a Distância Distância, muitas vezes atribuído a variável d. É uma medida do espaço contido por uma linha reta entre dois pontos. A distância pode referir-se ao espaço entre dois pontos estacionários (por exemplo, a altura das pessoas é a distância da parte inferior dos pés até o topo da cabeça) ou pode referir-se ao espaço entre a posição atual de um movimento Objeto e sua localização inicial. A maioria dos problemas de distância pode ser resolvida com as equações d s avg t onde d é distância, s avg é velocidade média, e t é tempo, ou usando d ((x 2 - x 1) 2 (y 2 - y 1) 2). Onde (x 1. Y 1) e (x 2. Y 2) são as coordenadas xey de dois pontos. Etapas Editar Método Um de Dois: Encontrar Distância com Velocidade Média e Hora Editar Encontrar valores para velocidade média e tempo. Quando você tenta encontrar a distância percorrida por um objeto em movimento, duas informações são vitais para fazer esse cálculo: sua velocidade (ou magnitude de velocidade) e o tempo em que ele se moveu. Com esta informação, é possível encontrar a distância que o objeto percorreu usando a fórmula d s avg t. Para entender melhor o processo de utilização da fórmula de distância, vamos resolver um problema de exemplo nesta seção. Vamos dizer que foram barreling a estrada a 120 milhas por hora (cerca de 193 km por hora) e queremos saber até onde vamos viajar em meia hora. Usando 120 mph como nosso valor para a velocidade média e 0.5 horas como nosso valor para o tempo, bem resolver este problema na próxima etapa. Multiplique a velocidade média pelo tempo. Uma vez que você conhece a velocidade média de um objeto em movimento e o tempo de sua viagem, encontrar a distância que percorreu é relativamente simples. Basta multiplicar essas duas quantidades para encontrar sua resposta. Note, no entanto, que se as unidades de tempo usadas em seu valor de velocidade médio forem diferentes das usadas em seu valor de tempo, você precisará converter uma ou outra para que elas sejam compatíveis. Por exemplo, se temos um valor de velocidade médio que é medido em km por hora e um valor de tempo que é medido em minutos, você precisaria dividir o valor de tempo por 60 para convertê-lo em horas. Vamos resolver nosso problema de exemplo. 120 milhas / hora 0.5 horas 60 milhas. Observe que as unidades no valor de tempo (horas) cancelam com as unidades no denominador da velocidade média (horas) para deixar apenas unidades de distância (milhas). Manipular a equação para resolver outras variáveis. A simplicidade da equação de distância básica (d s avg t) torna bastante fácil de usar a equação para encontrar os valores das variáveis além da distância. Basta isolar a variável que você deseja resolver de acordo com as regras básicas de álgebra. Em seguida, inserir valores para as outras duas variáveis para encontrar o valor para o terceiro. Em outras palavras, para encontrar a velocidade média de seus objetos, use a equação s avg d / t e para encontrar para encontrar o tempo que um objeto tem viajado, use a equação t d / s avg. Por exemplo, digamos que sabemos que um carro levou 60 milhas em 50 minutos, mas não temos um valor para a velocidade média durante a viagem. Neste caso, podemos isolar a variável s avg na equação de distância básica para obter s avg d / t, em seguida, basta dividir 60 milhas / 50 minutos para obter uma resposta de 1,2 milhas / minuto. Note que, no nosso exemplo, a nossa resposta para velocidade tem unidades raras (milhas / minuto). Para obter sua resposta na forma mais comum de milhas / hora, multiplique-o por 60 minutos / hora para obter 72 milhas / hora. Note que a variável s avg na fórmula de distância refere-se à velocidade média. É importante entender que a fórmula de distância básica oferece uma visão simplificada do movimento de um objeto. A fórmula de distância pressupõe que o objeto em movimento tem velocidade constante em outras palavras, assume que o objeto em movimento está se movendo em uma taxa de velocidade única e imutável. Para problemas matemáticos abstratos, como os que você pode encontrar em um ambiente acadêmico, às vezes é ainda possível modelar um movimento de objetos usando essa suposição. Na vida real, no entanto, este modelo muitas vezes não reflete com precisão o movimento de objetos em movimento, que pode, na realidade, acelerar, abrandar, parar e inverter ao longo do tempo. Por exemplo, no exemplo problema acima, concluímos que para viajar 60 milhas em 50 minutos, wed necessidade de viajar a 72 milhas / hora. No entanto, isso só é verdade se viajar em uma velocidade para toda a viagem. Por exemplo, viajando a 80 milhas / hora para metade da viagem e 64 milhas / hora para a outra metade, ainda vamos viajar 60 milhas em 50 minutos 72 milhas / hora 60 milhas / 50 min. Soluções baseadas em cálculo usando derivados são muitas vezes uma escolha melhor do que a fórmula de distância para definir uma velocidade de objetos em situações do mundo real, porque as mudanças na velocidade são likely. Speed amp Velocity Discussion velocidade Qual é a diferença entre dois objetos idênticos viajando em velocidades diferentes Quase todos Sabe que aquele que se move mais rápido (aquele com a maior velocidade) irá mais longe do que o movimento mais lento na mesma quantidade de tempo. Ou isso ou theyll dizer-lhe que o movimento mais rápido vai chegar onde está indo antes do mais lento. Qualquer que seja a velocidade, envolve tanto a distância quanto o tempo. QuotFasterquot significa quotfartherquot (maior distância) ou quotsooner (menos tempo). Duplicar velocidade significaria dobrar a distância percorrida em um determinado período de tempo. Duplicar a velocidade também significaria reduzir para metade o tempo necessário para percorrer uma determinada distância. Se você sabe um pouco sobre matemática, essas declarações são significativas e úteis. (O símbolo v é usado para velocidade devido à associação entre velocidade e velocidade, que será discutido em breve). A velocidade é diretamente proporcional à distância quando o tempo é constante: v 8733 s (t constante) A velocidade é inversamente proporcional ao tempo quando a distância É constante: v 8733 x215f t (s constante) A combinação destas duas regras dá a definição de velocidade em forma simbólica. Esta é a resposta que a equação nos dá, mas como o direito é que foi 75 km / h a velocidade do carro Sim, é claro que foi Bem, talvez, eu acho que Não, não poderia ter sido a velocidade. A menos que você vive em um mundo onde os carros têm algum tipo de controle de cruzeiro excepcional e fluxos de tráfego de alguma forma ideal, a sua velocidade durante esta viagem hipotética certamente deve ter variado. Assim, o número calculado acima não é a velocidade do carro, é a velocidade média para toda a viagem. Para enfatizar este ponto, a equação é às vezes modificada da seguinte maneira: A linha sobre o v indica uma média ou uma média e os símbolos 0916 (delta) indicam uma mudança. Esta é a quantidade que calculamos para nossa viagem hipotética. Em contraste, um velocímetro de carros mostra sua velocidade instantânea. Isto é, a velocidade determinada num intervalo de tempo muito pequeno 8212 por um instante. Idealmente, este intervalo deve ser o mais próximo possível de zero, mas na realidade estamos limitados pela sensibilidade de nossos dispositivos de medição. Mentalmente, porém, é possível imaginar calcular a velocidade média em intervalos de tempo cada vez menores até que tenhamos efetivamente calculado a velocidade instantânea. Esta idéia é escrita simbolicamente como ou, na linguagem do cálculo velocidade é a primeira derivada da distância em relação ao tempo. Se você havent tratada com o cálculo, não suor esta definição demasiado. Existem outras maneiras mais simples de encontrar a velocidade instantânea de um objeto em movimento. Num gráfico de distância-tempo, a velocidade corresponde à inclinação e assim a velocidade instantânea de um objecto com velocidade não constante pode ser encontrada a partir da inclinação de uma linha tangente à sua curva. Bem lidar com isso mais tarde neste livro. Velocidade Para calcular a velocidade de um objeto, precisamos saber até que ponto ele foi e quanto tempo demorou para chegar lá. Uma pessoa sábia, então, perguntaria o que você quer dizer com o quão longe. Você quer a distância ou o deslocamento Uma pessoa sábia, uma vez Sua escolha da resposta a esta pergunta determina o que você calcula a velocidade ou a velocidade. A velocidade média é a taxa de mudança de distância com o tempo. A velocidade média é a taxa de mudança de deslocamento com o tempo. E para as pessoas de cálculo lá fora Velocidade instantânea é a primeira derivada da distância em relação ao tempo. A velocidade instantânea é a primeira derivada do deslocamento em relação ao tempo. A velocidade e a velocidade estão relacionadas da mesma maneira que a distância eo deslocamento estão relacionados. A velocidade é um escalar e a velocidade é um vetor. A velocidade obtém o símbolo v (itálico) ea velocidade obtém o símbolo v (negrito). O deslocamento é medido ao longo do caminho mais curto entre dois pontos e sua magnitude é sempre menor ou igual à distância. A magnitude do deslocamento se aproxima da distância quando a distância se aproxima de zero. Ou seja, distância e deslocamento são efetivamente os mesmos (têm a mesma magnitude) quando o intervalo examinado é quot. Como a velocidade é baseada na distância e a velocidade é baseada no deslocamento, essas duas quantidades são efetivamente as mesmas (têm a mesma magnitude) quando o intervalo de tempo é quotsmall ou, na linguagem do cálculo, a magnitude da velocidade média de um objeto se aproxima da média Quando o intervalo de tempo se aproximar de zero. A velocidade instantânea de um objeto é a magnitude de sua velocidade instantânea. A velocidade diz-lhe como rapidamente. A velocidade diz-lhe como rapidamente e em que sentido. Unidades A velocidade e a velocidade são medidas utilizando as mesmas unidades. A unidade SI de distância e deslocamento é o medidor. A unidade de tempo SI é a segunda. A unidade SI de velocidade e velocidade é a razão de dois o metro por segundo. Os valores decimais são precisos para quatro dígitos significativos, mas os valores fracionários só devem ser considerados regras de polegar (1 mph é realmente mais como 4 8260 10 m / s de 0189 m / s). A relação de qualquer unidade de distância para qualquer unidade de tempo é uma unidade de velocidade. As velocidades de navios, aviões e foguetes são freqüentemente indicadas em nós. Um nó é uma milha náutica por hora uma milha náutica é 1.852 m ou 6.076 pés. NASA ainda relata a velocidade de seus foguetes em nós e sua distância downrange em milhas náuticas. Um nó é aproximadamente 0,5144 m / s. As velocidades mais lentas são medidas durante os períodos de tempo mais longos. As placas continentais fluem através da superfície da Terra à taxa geologicamente lenta de 1821110 cm / ano ou 1821110 m / século sobre a mesma velocidade que as unhas e os cabelos crescem. A fita cassete de áudio viaja a 18542 polegadas por segundo (ips). Quando a fita magnética foi inventada pela primeira vez, foi colocada em bobina para abrir rolos como filme de filme. Estes primeiros gravadores de fita bobina-to-reel correu a fita através de 15 ips. Modelos posteriores também poderiam gravar a metade dessa velocidade (70189 ips) e, em seguida, metade daquela (30190 ips) e, em seguida, alguns na metade dessa (18542 ips). Quando o padrão de cassetes de áudio estava sendo formulado, decidiu-se que o último desses valores seria suficiente para o novo meio. Uma polegada por segundo é exatamente 0,0254 m / s por definição. Às vezes, a velocidade de um objeto é descrita em relação à velocidade de algo mais de preferência alguns fenômenos físicos. Aerodinâmica é o estudo do ar em movimento e como os objetos interagem com ele. Neste campo, a velocidade de um objeto é frequentemente medida em relação à velocidade do som. Esta relação é conhecida como o número de Mach. A velocidade do som é de aproximadamente 295 m / s (660 mph) na altitude em que os aviões de jato comerciais voam normalmente. O agora desmantelado British Airways e Air France supersônico Concorde cruzou a 600 m / s (1340 mph). Divisão simples mostra que esta velocidade é aproximadamente o dobro da velocidade do som ou Mach 2.0, que é excepcionalmente rápido. Um Boeing 777, em comparação, cruze a 248 m / s (555 mph) ou Mach 0.8, que é ainda muito rápido. A velocidade da luz no vácuo é definida no sistema SI para 299.792.458 m / s (cerca de mil milhões de km / h). Isto é geralmente indicado com uma precisão mais razoável como 3,00 0215 10 8 m / s. A velocidade da luz no vácuo é atribuído o símbolo c (itálico) quando usado em uma equação e c (romano) quando usado como uma unidade. A velocidade da luz no vácuo é um limite universal, então os objetos reais sempre movem mais lentamente do que c. É usado freqüentemente na física de partículas e na astronomia de objetos distantes. Os objetos observados mais distantes são quasares curtos para objetos de rádio quotquasi-estelares. Eles são visualmente semelhante a estrelas (o prefixo quasi significa semelhança), mas emitem muito mais energia do que qualquer estrela possivelmente poderia. Encontram-se nas bordas do universo observável e estão se afastando de nós a velocidades incríveis. Os quasares mais distantes estão se afastando de nós em quase 0,9 c. A propósito, o símbolo c foi escolhido não porque a velocidade da luz é uma constante universal (o que é), mas porque é a primeira letra da palavra latina para celeritas velocidade. Dispositivo, evento, fenômenos, processo Velocidade VelocityMeasuring a velocidade de mover objetos com fotografia Stroboscopic Resumo Uma luz estroboscópica pode iluminar uma sala inteira em apenas dezenas de microssegundos. As luzes estroboscópicas baratas podem piscar até 10 ou 20 vezes por segundo. Este projeto mostra como usar a fotografia estroboscópica para analisar o movimento. Objetivo O objetivo deste experimento é calibrar uma luz estroboscópica de freqüência variável e usá-la para medir a velocidade de uma bola de ping pong (ou algum outro objeto em movimento). Introdução Como você congela o movimento com sua câmera A primeira resposta que provavelmente vem à mente é Use uma velocidade de obturador rápida. Se o sensor da câmera (ou filme) estiver exposto à luz por um tempo muito curto, o objeto em movimento pode aparecer imóvel. Depende de quão rápido a imagem projetada pela lente está se movendo e quanto tempo o obturador está aberto. Que tipos de movimento você pode congelar com a velocidade do obturador sozinho Podemos fazer alguns cálculos para ver. Vamos imaginar que iriam tirar uma foto de um avião de papel. O avião estará voando paralelo ao avião de filmagem. Para este experimento de pensamento estaremos fazendo várias suposições. Bem, use números que facilitem a geração de uma regra para o borrão de movimento. Vamos supor que o avião está se movendo a uma velocidade de 1 m / s. Adicionalmente, bem supor que weve colocou a câmera de modo que o campo de visão capture exatamente 1 m do trajeto de vôo dos aviões. Finalmente, bem supor que estavam usando uma câmera de filme de 35 mm, com uma velocidade de obturador de 1/1000 s. Até que ponto o avião irá percorrer enquanto o obturador estiver aberto 1 m / s vezes1 / 1000 s 1/1000 m 1 mm Até que ponto irá a imagem do avião viajar no filme Para este cálculo, estabelecemos uma proporção entre a extensão horizontal Do campo de visão e da imagem no filme. O frame cheio de um negativo típico de 35 milímetros é realmente ligeiramente mais de 35 milímetros transversalmente, algo como 37 milímetros. Assim, para encontrar a distância, x, que a imagem do avião se move sobre o filme, podemos escrever: 1 mm / 1000 mm x / 37 mm 0,037 mm A imagem irá mover 1/1000 da extensão horizontal da moldura. O olho humano sem ajuda pode resolver 4 linhas por mm (lpm) com um alvo de contraste razoavelmente alto (Harris, 1991) Para uma impressão de tamanho instantâneo (4x6), 1/1000 da moldura corresponde a: 6 in / 1000 vezes 25,4 mm / em 0,15 mm Tomando o recíproco, temos 6,6 lpm, que está acima da No entanto, a nitidez da imagem depende não apenas da resolução, mas também da forma como percebemos as transições de borda na imagem. Por isso, seria um caso de limite. Se aumentarmos o tamanho da imagem para uma impressão de 8x10, estaremos no 4 Lpm, e certamente esperaria ser capaz de perceber um ligeiro borrão devido ao movimento do avião. De nossos cálculos de volta do envelope, concluímos que a velocidade do obturador sozinho pode nos dar imagens instantâneas borderline de objetos viajando a velocidades Correspondente a 1/1000 da extensão horizontal da imagem. Para impressões maiores, a velocidade deve ser ainda mais lenta. Existe alguma coisa que podemos fazer para objetos se movendo mais rápido Outra abordagem é usar um flash breve e brilhante de luz para capturar o movimento. Com a abertura da lente parada para baixo, a maior parte da luz coletada durante o tempo de abertura do obturador será refletida luz do flash brilhante. Agora a nitidez será determinada pela duração do flash. Existem muitas possibilidades interessantes para este projeto. Uma dessas possibilidades é usar uma luz estroboscópica de repetição (com freqüência ajustável) para tirar uma série rápida de imagens de um objeto em movimento durante a mesma exposição. Dependendo da quantidade de luz ambiente e do quão reflexivo é seu objeto em movimento, você pode ver uma imagem fantasma borrada do objeto entre flashes (menos luz ambiente, dimmer a imagem fantasma). Mas a parte da imagem gravada durante o flash brilhante será geralmente distinguível do fundo. Se você souber a freqüência (ou seja, a taxa de repetição) de sua luz estroboscópica, você pode tomar medidas de suas fotos para analisar o movimento de um objeto. Como a velocidade de rotação de um ventilador de janela típico (normalmente na faixa de 3008211900 RPM ou 5821115 Hz) é semelhante à de luzes estroboscópicas baratas (freqüência máxima geralmente na faixa de 10821120 Hz), você pode calibrar a luz estroboscópica com um Ventilador a velocidade conhecida. Quando a luz estroboscópica é sincronizada com o ventilador, a lâmina será iluminada na mesma posição durante cada revolução. Como a iluminação brilhante retorna quando a pá do ventilador está na mesma posição, a lâmina parece estar congelada. Pense no que aconteceria se a luz estroboscópica brilhasse exatamente o dobro da freqüência do ventilador. Onde você esperaria ver a lâmina do ventilador Isso é certo, você iria vê-lo duas vezes durante cada revolução, 180deg apart. E se a luz strobe brilhou exatamente quatro vezes a freqüência de rotação dos ventiladores, a lâmina seria iluminada a cada 90deg. O que aconteceria se o estroboscópio brilhasse mais lentamente do que a velocidade do ventilador É possível ajustar o estroboscópio para que ele ilumine a pá do ventilador cada um e um quarto de volta Ao tirar proveito de padrões como esses, você pode fazer várias calibrações estroboscópicas com um único velocidade do ventilador. Termos e Conceitos Para fazer este projeto, você deve fazer uma pesquisa que permita compreender os seguintes termos e conceitos: lâmpada de flash xenon, freqüência, período, ciclos por segundo (Hz), rotações por minuto (RPM). Perguntas Se um ventilador roda a 500 rpm, quantas vezes ele roda por segundo Se um ventilador gira a 300 rpm, qual é o seu período, em segundos Se uma luz estroboscópica ajustável pode piscar em freqüências de 1 a 10 Hz, com que alcance Das velocidades do ventilador (em rpm) poderia sincronizar Se a luz do estroboscópio estiver exatamente sincronizada com o ventilador, a lâmina será iluminada sempre no mesmo ponto do seu ciclo de rotação e não parecerá se mover. Qual será o movimento aparente da pá do ventilador se a luz do estroboscópio for ajustada para uma freqüência ligeiramente maior do que o motor do ventilador Para uma freqüência ligeiramente menor Como a freqüência do estroboscópio deve ser ajustada para iluminar o ventilador a cada meia volta Cada três - turno de quarto Cada um e um quarto de volta Bibliografia Wikipedia contribuintes, 2006. Xenon flash lâmpada, Wikipedia, a enciclopédia livre acessado 06 de fevereiro de 2006: en. wikipedia. org/w/indextitleXenonflashlampampoldid36114130. Harris, R. 1991. Compreendendo a resolução: Parte I: Lente, filme e papel, câmara escura e técnicas criativas da câmera. Mar / Abr 1991. Disponível online em: luminous-landscape / pdf / UR1.pdf. Reichmann, M. 2006. Entendendo a resolução, a paisagem luminosa acessado 6 de fevereiro de 2006 luminous-paisagem / tutoriais / understanding-series / undresolution. shtml. Reichmann, M. 2006. Compreendendo a Nitidez, A Paisagem Luminosa acessada em 6 de fevereiro de 2006 luminous-landscape / tutorials / sharpness. shtml. Reichmann, M. 2006. Mais sobre a compreensão da resolução, a paisagem luminosa acessado 06 de fevereiro de 2006 luminous-paisagem / tutoriais / more-ures. shtml. Materiais e equipamentos Para fazer esta experiência, você precisará dos seguintes materiais e equipamentos: luz estroboscópica com ajuste de freqüência variável (normalmente disponível com ajuste 0821110 Hz ou 0821120 Hz), ventilador com velocidade conhecida (em RPM), prolongador, Câmera com velocidade de obturador ajustável e aberturas de lente, tripé para câmera, liberação de cabo ou controle remoto para câmera, posição de montagem estável para luz estroboscópica, perto de câmera, mesa de pingue-pongue, pás e bola, com espaço ao lado para câmera em Tripé, um ou mais ajudantes para bater a bola enquanto você trabalha a câmera e strobe (ou vice-versa). Procedimento Experimental Calibração da Freqüência do Strobe Faça sua pesquisa de fundo e certifique-se de que você compreende os termos, conceitos e perguntas acima. Com a permissão de seus pais, faça uma marca pequena, mas facilmente visível, perto do final de uma das pás do ventilador, para que você possa diferenciá-la dos outros. Por exemplo, você pode usar um marcador de cor escura em uma lâmina de cor clara, ou anexar um pequeno pedaço de papel com um padrão de alto contraste em uma lâmina de cor escura. (Observe que será melhor fazer suas observações do lado da entrada do ventilador, para que você não tem um grande vento soprando em seu rosto. Ele também irá tornar mais fácil se você definir as coisas para que o fundo contrasta bem com o ). Usando um transferidor, uma régua e fita para rotulagem, marque os ângulos em incrementos de 30deg em torno da circunferência do ventilador. Para cada uma das velocidades do ventilador, calcule as freqüências de strobe que iluminarão a lâmina marcada cada um e um quarto e cada um e um terço de voltas. Se o seu estroboscópio é rápido o suficiente, você também pode ajustá-lo para iluminar a pá do ventilador a cada três quartos de volta. Se o seu ajuste de freqüência de luz estroboscópica não tiver um indicador de discagem, corte um círculo de papel do tamanho apropriado para fazer um. Utilize o procedimento a seguir para calibrar o mostrador. Ligue a ventoinha à velocidade mais baixa. Ligue a luz estroboscópica e ajuste a freqüência até que a luz congele o movimento da lâmina do ventilador marcada. A velocidade do motor do ventilador pode flutuar ligeiramente ao longo do tempo. Você deseja ajustar o estroboscópio para que a lâmina marcada pareça o mais imóvel possível. Marque a posição no indicador. Esta frequência (em flashes por minuto ou fpm) corresponde à velocidade do motor do ventilador (em rpm). Uma vez que será mais natural calcular velocidades em termos de metros (ou pés) por segundo, você provavelmente vai querer converter os números de seu mostrador estroboscópico para flashes por segundo (Hz), em vez de fpm. Como a lâmina de ventoinha marcada parecerá se mover se você ajustar a freqüência de estroboscópio um pouco maior Ligeiramente mais baixo Experimente e veja. Se o ventilador tiver várias velocidades, repita o procedimento para cada velocidade. Marque os novos pontos de sincronização no mostrador. É sempre uma boa idéia verificar novamente, então volte novamente através das velocidades do ventilador e verifique novamente as marcas de calibração no mostrador estroboscópico. Fotografia do estroboscópio do pingue-pongue e medição da velocidade Para melhores resultados, faça um fundo escuro-colorido ao lado da tabela do pong do sibilo com pano de suspensão. É uma boa idéia para marcar o pano com uma escala de distância (por exemplo, usando etiquetas de fita) para referência. Lembre-se que você também precisa de uma escala de distância no plano da bola de pingue-pongue (por exemplo, bem abaixo do centro da mesa). Você pode tirar uma foto separada de uma escala de referência realizada no plano da bola. Em seguida, você pode usar proporções para calcular um fator de conversão da escala de fundo para a escala de plano de bola. Contanto que você não mover a câmera, e você manter a bola no centro da tabela, você saberá como calcular a distância, convertendo a partir de sua escala no pano de fundo. Defina a câmera para cima no tripé no lado oposto da tabela a partir do fundo, a uma distância que lhe permite capturar a maior parte ou a totalidade do comprimento da tabela. Faça o possível para configurar a câmera paralela ao eixo longo da tabela. (Pense em maneiras de verificar isso no visor.) Você quer experimentar com sua configuração para determinar a melhor abertura da lente para uso com a luz estroboscópica. Você precisa tirar uma série de fotos em f-stops diferentes com apenas 1 flash estroboscópico por imagem. Ajuste a luz do estroboscópio em 1 Hz e a velocidade do obturador para 1 s. Encaixe uma imagem logo após um flash estroboscópico. O obturador deve permanecer aberto até o flash seguinte e, em seguida, feche. Tire uma série de fotos de ainda ping pong bolas usando aberturas sucessivas. Mantenha um registro no caderno de seu laboratório cujas configurações foram usadas para cada foto. Utilize estas imagens para seleccionar a melhor definição de abertura para a sua experiência. Para as fotos de bola de pingue-pongue em movimento, você usará a luz estroboscópica em uma freqüência maior, de suas calibrações anteriores (acima). Tente manter a bola Experimente com durações de exposição de 1 s (geralmente disponíveis na câmera), ou mais (com a configuração B). Use um cabo de liberação (ou controle remoto em novas câmeras) para evitar abalar a câmera. Certifique-se de acompanhar as configurações de exposição, a freqüência de luz estroboscópica e quaisquer notas adicionais (por exemplo, bola de ping pong fora de linha neste tiro) em seu caderno de laboratório. Tenha as fotografias processadas e impressas (ou faça você mesmo). Usando suas escalas de distância (veja acima), meça até que ponto a bola viajou entre os flashes sucessivos. Conhecendo a freqüência de luz estroboscópica, você pode calcular a velocidade média para cada intervalo. Sugestão: abaixo de cada fotografia, exibir um gráfico mostrando a velocidade das esferas em cada ponto onde o estroboscópio piscou. Qual é a velocidade da bola mais rápida que você pode medir com esta configuração Tente colocar backspin na bola e analisar o movimento resultante quando a bola salta. Variações Use a luz estroboscópica ea câmera para analisar o movimento de um pêndulo, que acelera e desacelera à medida que ele cai e sobe, respectivamente. Você pode pensar em outros objetos em movimento para fotografar e analisar? Outra forma (e provavelmente mais precisa) de calibrar a luz estroboscópica seria usar um circuito fotodiodo conectado a um osciloscópio ou conversor analógico-digital. Você pode medir a freqüência com precisão na tela do osciloscópio ou analisando os dados digitalizados com o seu computador. Pergunte a um Especialista O Fórum Pergunte a um Especialista destina-se a ser um lugar onde os alunos podem ir para encontrar respostas a questões científicas que não conseguiram encontrar usando outros recursos. Se você tiver perguntas específicas sobre o seu projeto de feira de ciências ou feira de ciências, nossa equipe de cientistas voluntários pode ajudar. Nossos especialistas não farão o trabalho para você, mas eles farão sugestões, oferecerão orientação e ajudarão você a solucionar problemas. Links relacionadosComo você calcula a velocidade média de um objeto A velocidade média é a distância percorrida dividida pelo tempo gasto viajando. Um carro que viaja 180 milhas em 4 horas fez isso com uma velocidade média de 180/4 45 milhas por hora. Uma abelha que voou 5 metros em 4 segundos fez isso com uma velocidade média de 5/4 1,25 metros por segundo. Se você precisar da velocidade em uma unidade diferente, você terá que converter. O carro acima viajou também em 451.609 72.405 quilômetros por a hora (1 milha 1.609 quilômetros) Um caracol rasteja através de um pátio em 4 horas. Se o pátio é de 9 metros de diâmetro, o que é a velocidade média dos caracóis A: 2,25 metros por segundo A fórmula para a velocidade é speeddistance / timeFísica 1 Cinemática Notas Velocidade média Velocidade média A velocidade média de um objeto informa a taxa (média) Cobre a distância. Se uma velocidade média de carros é 65 milhas por hora, isto significa que a posição de carros mudará (em média) por 65 milhas cada hora. A velocidade média é uma taxa. Na cinemática, uma taxa é sempre uma quantidade dividida pelo tempo necessário para obter essa quantidade (o tempo decorrido). Desde que a velocidade média é a posição da taxa muda, distância de velocidade média viajada / tempo tomado. Exemplo: Um carro viaja entre duas cidades separadas 60 milhas em 2 horas. Qual é a sua velocidade média Resposta: distância / tempo de velocidade média Portanto, a velocidade média do carro é de 60 milhas / 2 horas 30 milhas / hora. Exemplo: Se uma pessoa pode andar com uma velocidade média de 2 metros / segundo, até onde eles vão andar em 4 minutos Resposta: Há 60 segundos em 1 minuto, então há 4 (60 segundos) 240 segundos em 4 minutos. Além disso, se a distância / tempo médio da velocidade, então distância (velocidade média) (tempo). Portanto, a distância que a pessoa se move é (2 m / s) (240 s) 480 metros. Unidades de Velocidade Uma vez que a velocidade média é sempre calculada como uma distância (comprimento) dividida por um tempo, as unidades de velocidade média são sempre uma unidade de distância dividida por uma unidade de tempo. As unidades comuns de velocidade são metros / segundo (abreviado m / s), centímetros / segundo (cm / s), quilometros / hora (km / h), milhas / hora - tente evitar a abreviatura comum mph, e muitos outros. Exemplo: Qual dos seguintes pode ser uma medição de velocidade 2,5 metros 2,5 segundos / metro 2,5 metros / segundo 2,5 metros / segundo / segundo Resposta: Apenas 2,5 metros / segundo pode ser uma medição de velocidade. A velocidade sempre tem unidades de uma unidade de distância (comprimento) dividida por uma unidade de tempo. Qual Distance Farmer Jones dirige 6 milhas por uma estrada reta. Ela se vira e volta 4 milhas de volta. Qual foi a sua velocidade média para esta viagem, se demorou 1 hora Sua resposta a este problema depende da sua interpretação da distância percorrida. Você poderia dizer: A distância total percorrida por Farmer Jones é 10 milhas. Portanto, sua velocidade média é de 10 mi / hr. A distância líquida percorrida pelo Farmer Jones é de 2 milhas. Portanto, sua velocidade média é de 2 mi / h. Existem boas razões para usar qualquer interpretação - a sua maioria uma questão de preferência. Iremos interpretar a distância percorrida como distância líquida (também chamada de deslocamento). Farmer Jones velocidade média foi de 2 mi / hr. NOTA: Diferentes textos podem adotar outras convenções De fato, nosso texto de Física AP usa a distância total para calcular a velocidade, mas a distância líquida para calcular a velocidade. Tenha cuidado aqui Os Perigos das Médias da Média Aqui está um problema interessante: Susie planejou uma viagem a uma cidade a 60 milhas de distância. Ela deseja ter uma velocidade média de 60 milhas / hora para a viagem. Devido a um engarrafamento, no entanto, ela só tem uma velocidade média de 30 milhas / hora para as primeiras 30 milhas. Quão rápido ela precisa para ir para as restantes 30 milhas para que sua velocidade média é de 60 milhas / hora para toda a viagem Provavelmente você pensou Oh, 90 milhas / hora - uma vez que a média de 30 e 90 é 60 Boy, isso é Fácil Infelizmente, no entanto, a resposta não é 90 milhas / hora. Heres porquê: Você sabe que velocidade média distância / tempo (v d / t). A fim de ter uma velocidade média de 60 milhas / hora sobre uma distância de 60 milhas, você deve completar a viagem em 1 hora: Mas Susie já tomou uma hora (leva 1 hora para ir 30 milhas com uma velocidade média de 30 É impossível para ela completar a viagem com uma velocidade média de 60 milhas / hora Ela teria que ir infinitamente rápido Note que levaria 1/3 de uma hora para cobrir a viagem Últimos 30 milhas a 90 milhas / hora. O tempo total para sua viagem seria 1,33 horas, e sua velocidade média seria: Tente este cálculo para qualquer velocidade para a segunda metade da viagem - a velocidade média para toda a viagem não pode nunca ser 60 milhas / hora A moral do story: Dont average averages Measuring Speed Activity This would be a good time to do the Measuring Speed Activity. in which you:
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