Contenu

• Pas
• Méthode 1 sur 3: Comment mesurer la vitesse d'un coureur
• Méthode 2 sur 3: Comment mesurer la vitesse du son
• Méthode 3 sur 3: Comment mesurer la vitesse du vent
• Conseils
• De quoi avez-vous besoin

La vitesse indique à quelle vitesse l'objet se déplace. La vitesse d'un objet est la distance parcourue en un certain temps. Habituellement, la vitesse est mesurée en mètres par seconde (m/s), en kilomètres par heure (km/h) ou en centimètres par seconde (cm/s). Pour mesurer la vitesse, vous devez déterminer la distance parcourue par l'objet et le temps qu'il a fallu, puis diviser la distance par le temps.

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Méthode 1 sur 3: Comment mesurer la vitesse d'un coureur

1. 1 Trouvez la distance que le coureur doit parcourir. Cette distance peut être déterminée à partir d'une longueur de piste connue (par exemple 100 mètres) ou de mesures directes.
   • Utilisez un ruban à mesurer ou un bâton pour déterminer la distance inconnue.
   • Marquez le début et la fin avec des rubans ou des cônes de signalisation.
2. 2 Préparez-vous pour une expérience. Pour déterminer la vitesse d'un coureur, il est nécessaire de mesurer le temps qu'il lui faut pour parcourir la distance cible. Demandez au coureur d'attendre jusqu'à ce que vous disiez « Mars ! » - cela vous permettra d'enregistrer avec précision l'heure à l'aide d'un chronomètre. Mettez le chronomètre à zéro et demandez au coureur de prendre la position de départ.
   • Le temps peut également être mesuré avec une montre conventionnelle, bien que le résultat de la mesure soit moins précis.
3. 3 Donnez au coureur le signal de départ et lancez le chronomètre en même temps. Essayez de synchroniser ces actions aussi précisément que possible. Criez "Mars !" - et allumez immédiatement le chronomètre. Si vous ne pouvez pas le faire en même temps, faites signe au coureur de raccrocher et réessayez.
4. 4 Arrêtez le chronomètre dès que le coureur franchit la ligne d'arrivée. Surveillez attentivement le coureur pour ne pas rater le moment où il franchit la ligne d'arrivée. Essayez d'enregistrer ce moment aussi précisément que possible et arrêtez immédiatement le chronomètre.
5. 5 Divisez la distance parcourue par le coureur par le nombre de secondes passées. Le résultat est la vitesse du coureur. La formule pour déterminer la vitesse est la suivante : distance parcourue / temps pris. Supposons qu'un coureur ait couru 100 mètres en 10 secondes. Alors sa vitesse est de 10 m/s (100 divisé par 10).
   • Pour exprimer la vitesse du coureur en kilomètres par heure, multipliez 10 m/s par 3600 (le nombre de secondes dans une heure). Le résultat est de 36 000 mètres par heure, ou 36 kilomètres par heure (1 kilomètre équivaut à 1 000 mètres).

Méthode 2 sur 3: Comment mesurer la vitesse du son

1. 1 Trouvez un mur qui reflète bien le son. Un grand mur de briques ou de béton fonctionne bien pour cette expérience. Pour tester comment le mur réfléchit le son, tapez des mains ou criez fort et écoutez l'écho. Si vous entendez un écho distinct, le mur est bon pour votre objectif.
2. 2 Mesurez au moins 50 mètres du mur. Cette distance est nécessaire pour que vous ayez suffisamment de temps pour des mesures suffisamment précises. Étant donné que le son parcourt d'abord la distance entre vous et le mur, puis revient vers vous, la distance est en réalité de 100 mètres.
   • Déterminer la distance avec un ruban à mesurer. Essayez de le rendre aussi précis que possible.
3. 3 Tapez vos paumes avec le son de l'écho du mur. Tenez-vous à la distance mesurée du mur et commencez à taper lentement des paumes. Lorsque vous faites cela, vous entendrez un écho. Accélérez ou ralentissez et ajustez le rythme pour que chaque clap suivant corresponde à l'écho du clap précédent.
   • Lorsque vous atteignez la synchronicité complète, vous n'entendrez que vos applaudissements et vous n'entendrez plus le son de l'écho.
4. 4 Tapez dans vos paumes 11 fois et enregistrez ce temps avec un chronomètre. Demandez à votre ami de démarrer le chronomètre au premier coup et de s'arrêter en même temps que le dernier. Si vous giflez 11 fois, le son a le temps d'atteindre le mur 10 fois, de rebondir dessus et de revenir sous forme d'écho. Ainsi, le son parcourra une distance de 100 mètres 10 fois.
   • De plus, 11 applaudissements donneront à votre ami suffisamment de temps pour démarrer et arrêter le chronomètre avec précision.
   • Pour obtenir des résultats plus précis, faites cela plusieurs fois et trouvez la moyenne. Pour trouver la moyenne, additionnez tous les intervalles de temps obtenus et divisez par le nombre de mesures.
5. 5 Multipliez la distance par 10. Depuis que vous avez tapé dans vos mains 11 fois, le son a voyagé 10 fois. Multipliez 100 mètres par 10 pour obtenir 1000 mètres.
6. 6 Divisez la distance parcourue par le son par le temps qu'il vous a fallu pour taper 11 mains. En conséquence, vous obtiendrez la vitesse du son avec laquelle il a couvert la distance de vos paumes au mur, puis de nouveau à vos oreilles.
   • Disons que 11 applaudissements ont pris 2,89 secondes. Pour trouver la vitesse du son, vous devez prendre la distance, c'est-à-dire 1000 mètres, et la diviser par ce temps. En conséquence, vous obtenez 346 m/s.
   • La vitesse du son au niveau de la mer est de 340,29 m/s. Votre résultat devrait être proche de cette valeur, mais pas nécessairement exactement le même, surtout si vous n'êtes pas au niveau de la mer. Plus l'altitude est élevée, plus l'air est fin et plus le son se propage lentement.
   • Le son se propage plus rapidement dans les liquides et les solides que dans l'air. Plus la densité du milieu est élevée, plus la vitesse du son est élevée.

Méthode 3 sur 3: Comment mesurer la vitesse du vent

1. 1 Sortez l'anémomètre. Un anémomètre est un appareil permettant de mesurer la vitesse du vent. Il se compose de 3 ou 4 bonnets, qui sont montés sur des aiguilles à tricoter qui tournent autour d'un axe central. Le vent souffle dans les coupelles et fait tourner les rayons. Plus la vitesse du vent est élevée, plus les coupelles tournent rapidement autour de l'axe.
   • Vous pouvez acheter un anémomètre ou le fabriquer vous-même.
   • Pour fabriquer votre propre anémomètre, prenez cinq gobelets en papier de 100 ml, deux pailles, un crayon taille-crayon avec une gomme au dos, une agrafeuse, une petite épingle de sûreté pointue et une règle. Colorez les côtés d'une tasse pour pouvoir la distinguer des autres.
   • Percez un trou sur le côté d'une tasse à environ 2,5 centimètres du haut. Dans la cinquième tasse, faites quatre trous équidistants à environ 2,5 centimètres sous le bord supérieur. De plus, percez un trou au fond de cette tasse.
   • Prenez une tasse et enfilez la paille sur le côté de manière à ce qu'elle pénètre dans environ 2,5 centimètres. Utilisez une agrafeuse pour épingler la paille sur le côté de la tasse. Passez la partie restante de la paille à travers la cinquième tasse avec quatre trous latéraux afin qu'elle entre dans un trou et ressorte de l'autre. Placez une deuxième tasse sur cette extrémité de la paille et fixez-la avec une agrafeuse.Ces tasses doivent être orientées dans la même direction.
   • Répétez l'étape ci-dessus avec les deux autres tasses et enfilez une paille dans les deux trous restants dans la tasse du milieu (cinquième). Ces tasses doivent également être orientées dans la même direction.
   • Enfilez soigneusement la goupille à travers les pailles à l'endroit où elles se croisent dans la tasse du milieu.
   • Faites glisser votre crayon dans le trou au fond de la cinquième tasse et insérez une épingle dans la gomme. Assurez-vous que l'anémomètre tourne librement. Si les pailles avec les tasses tournent librement, l'anémomètre est prêt à l'emploi. Sinon, ajustez la position du crayon pour que la gomme ne touche pas les pailles.
2. 2 Calculer circonférence anémomètre. Cette longueur est égale à la distance que parcourt l'une des coupelles à un tour complet de l'anémomètre. Pour calculer la circonférence d'un cercle, vous devez mesurer son diamètre.
   • Mesurez la distance entre l'axe central de l'anémomètre et le centre de l'une des coupes. C'est le rayon de l'anémomètre. Multipliez le rayon par deux et vous obtenez le diamètre souhaité.
   • La circonférence d'un cercle est égale à son diamètre (ou deux fois son rayon) fois pi.
   • Par exemple, si la distance entre le centre de la coupelle et l'axe central de l'anémomètre est de 30 centimètres, la coupelle parcourt 2 x 30 x 3,14 en un tour complet (ici pi est arrondi à deux décimales), soit 188,4 centimètres.
3. 3 Placez l'anémomètre là où le vent souffle. Le vent doit être suffisamment fort pour faire tourner l'axe de l'anémomètre, mais pas pour le dégonfler ou le renverser. Il peut être intéressant de fixer l'anémomètre au sol ou une tige rigide pour que le crayon soit vertical.
4. 4 Comptez le nombre de tours de l'anémomètre sur une certaine période de temps. Tenez-vous à côté de l'anémomètre et comptez le nombre de tours que la tasse peinte fera. L'intervalle de temps peut être de 5, 10, 15, 20, 30 secondes ou même une minute entière. Pour plus de précision, utilisez une minuterie.
   • Si vous n'avez pas de minuteur, demandez à un ami de chronométrer le temps pendant que vous comptez le nombre de tours.
   • Si vous utilisez un anémomètre disponible dans le commerce, marquez une tasse d'une manière ou d'une autre pour obtenir le bon nombre de tours/minute.
5. 5 Multipliez le nombre de tours par la distance parcourue par la coupe en un tour, c'est-à-dire par la circonférence de l'anémomètre. Ainsi, vous trouverez la distance parcourue par le verre dans l'intervalle de temps que vous avez sélectionné.
   • Par exemple, si le rayon de l'anémomètre est de 30 centimètres, la coupe parcourt une distance de 188,4 centimètres en un tour. Si vous avez compté 50 tours dans l'intervalle de temps sélectionné, la distance totale est de 50 x 188,4 = 9420 centimètres.
6. 6 Divisez la distance totale par le temps écoulé. La vitesse est définie comme la distance divisée par le temps nécessaire pour parcourir cette distance. Ainsi, si vous divisez la distance totale trouvée par l'intervalle de temps sélectionné, déterminez la vitesse actuelle du vent.
   • Par exemple, si vous comptez le nombre de tours en 10 secondes, vous devez diviser la distance totale par 10 secondes. Vitesse = (9420 cm / 10 s) = 942 cm / s.
   • Si vous multipliez 942 cm/s par 3600, vous obtenez 3391200 cm/h, et si vous divisez par 100 000 (le nombre de centimètres dans un kilomètre), vous obtenez 33,9 km/h.

Conseils

• En physique, la vitesse est une quantité vectorielle, c'est-à-dire qu'elle est définie non seulement par une valeur numérique, mais également par la direction dans laquelle l'objet se déplace. L'anémomètre tourne en cercle, il n'affiche donc que la vitesse du vent et ne fournit pas d'informations sur sa direction. La direction et la vitesse approximative du vent peuvent être évaluées par la manche à air, qui est gonflée d'air et s'élève dans la direction du vent.

De quoi avez-vous besoin

• Chronomètre
• Assistant
• Tapis de course (pour mesurer la vitesse d'un coureur)
• Mur réfléchissant le son (pour mesurer la vitesse du son)
• Roulette (pour mesurer la vitesse du son)
• Anémomètre (pour mesurer la vitesse du vent)