Cómo calcular la distancia Distancia, a menudo asignada a la variable d. Es una medida del espacio contenido por una línea recta entre dos puntos. La distancia puede referirse al espacio entre dos puntos estacionarios (por ejemplo, la altura de una persona es la distancia desde la parte inferior de sus pies hasta la parte superior de su cabeza) o puede referirse al espacio entre la posición actual de un movimiento Objeto y su ubicación inicial. La mayoría de los problemas de distancia se pueden resolver con las ecuaciones d s avg t donde d es la distancia, s avg es la velocidad media, y t es el tiempo, o usando d ((x 2 - x 1) 2 (y 2 - y 1) 2). Donde (x 1. Y 1) y (x 2. Y 2) son las coordenadas xey de dos puntos. Pasos Editar Método Uno de dos: Encontrar la distancia con la velocidad media y la hora Editar Buscar valores para la velocidad y el tiempo promedio. Cuando se intenta encontrar la distancia que ha recorrido un objeto en movimiento, dos elementos de información son vitales para hacer este cálculo: su velocidad (o magnitud de velocidad) y el tiempo que se ha estado moviendo. Con esta información, es posible encontrar la distancia que el objeto ha recorrido usando la fórmula d s avg t. Para entender mejor el proceso de uso de la fórmula de distancia, vamos a resolver un problema de ejemplo en esta sección. Digamos que fueron barriles por el camino a 120 millas por hora (unos 193 km por hora) y queremos saber hasta dónde vamos a viajar en media hora. Usando 120 mph como nuestro valor para la velocidad media y 0.5 horas como nuestro valor para el tiempo, bien resuelva este problema en el paso siguiente. Multiplicar la velocidad media por el tiempo. Una vez que se conoce la velocidad media de un objeto en movimiento y el tiempo que ha estado viajando, encontrar la distancia que ha viajado es relativamente sencillo. Simplemente multiplique estas dos cantidades para encontrar su respuesta. Tenga en cuenta, sin embargo, que si las unidades de tiempo utilizadas en su valor de velocidad promedio son diferentes de las utilizadas en su valor de tiempo, tendrá que convertir uno u otro para que sean compatibles. Por ejemplo, si tenemos un valor de velocidad promedio que se mide en km por hora y un valor de tiempo que se mide en minutos, tendríamos que dividir el valor de tiempo por 60 para convertirlo en horas. Permite resolver nuestro problema de ejemplo. 120 millas / hora 0,5 horas 60 millas. Observe que las unidades en el valor de tiempo (horas) se cancelan con las unidades en el denominador de la velocidad media (horas) para dejar sólo unidades de distancia (millas). Manipular la ecuación para resolver otras variables. La simplicidad de la ecuación de distancia básica (d s avg t) hace que sea muy fácil utilizar la ecuación para encontrar los valores de las variables además de la distancia. Simplemente aísle la variable que desea resolver según las reglas básicas del álgebra. Luego inserte valores para las otras dos variables para encontrar el valor para el tercero. En otras palabras, para encontrar la velocidad promedio de los objetos, utilice la ecuación s avg d / t y para encontrar la hora que un objeto ha estado viajando, utilice la ecuación t d / s avg. Por ejemplo, digamos que sabemos que un coche ha conducido 60 millas en 50 minutos, pero no tenemos un valor para la velocidad promedio durante el viaje. En este caso, podríamos aislar la variable svg en la ecuación de distancia básica para obtener s avg d / t, simplemente divida 60 millas / 50 minutos para obtener una respuesta de 1.2 millas / minuto. Tenga en cuenta que en nuestro ejemplo, nuestra respuesta a la velocidad tiene unidades poco comunes (millas / minuto). Para obtener su respuesta en la forma más común de millas / hora, multiplíquelo por 60 minutos / hora para obtener 72 millas / hora. Observe que la variable s avg en la fórmula de distancia se refiere a la velocidad media. Es importante entender que la fórmula de distancia básica ofrece una vista simplificada del movimiento de un objeto. La fórmula de distancia supone que el objeto en movimiento tiene velocidad constante en otras palabras, asume que el objeto en movimiento se está moviendo a una velocidad de velocidad única e inalterable. Para problemas matemáticos abstractos, como los que puede encontrar en un entorno académico, a veces es posible modelar un movimiento de objetos utilizando esta suposición. En la vida real, sin embargo, este modelo a menudo no refleja con precisión el movimiento de objetos en movimiento, que en realidad puede acelerar, ralentizar, detener y revertir con el tiempo. Por ejemplo, en el ejemplo del problema anterior, llegamos a la conclusión de que para viajar 60 millas en 50 minutos, wed necesidad de viajar a 72 millas / hora. Sin embargo, esto sólo es cierto si se viaja a una velocidad durante todo el viaje. Por ejemplo, al viajar a 80 millas / hora para la mitad del viaje y 64 millas / hora para la otra mitad, seguiremos viajando 60 millas en 50 minutos 72 millas / hora 60 millas / 50 minutos. Las soluciones basadas en cálculo utilizando derivados son a menudo una mejor opción que la fórmula de distancia para definir una velocidad de objetos en situaciones del mundo real, debido a los cambios en la velocidad son likely. Avite de velocidad Velocidad de discusión Cuál es la diferencia entre dos objetos idénticos que viajan a velocidades diferentes? Sabe que el que se mueve más rápido (el que tiene mayor velocidad) irá más lejos que el que se mueve más lento en la misma cantidad de tiempo. O eso o theyll decirle que el que se mueve más rápido llegará donde va antes de la más lenta. Cualquiera que sea la velocidad, implica distancia y tiempo. QuotFasterquot significa quotfartherquot (mayor distancia) o quotsoonerun (menos tiempo). La duplicación de la velocidad significaría duplicar la distancia recorrida en una cantidad de tiempo dada. La duplicación de la velocidad también significaría reducir a la mitad el tiempo necesario para recorrer una distancia determinada. Si usted sabe un poco acerca de las matemáticas, estas declaraciones son significativas y útiles. (La velocidad es directamente proporcional a la distancia cuando el tiempo es constante: v 8733 s (t constante) La velocidad es inversamente proporcional al tiempo cuando la distancia Es constante: v 8733 x215f t (s constant) La combinación de estas dos reglas da la definición de velocidad en forma simbólica. Esta es la respuesta que la ecuación nos da, pero cómo de la derecha es 75 km / h la velocidad del coche Sí, por supuesto que era Bueno, tal vez, supongo que no, no podría haber sido la velocidad. A menos que usted viva en un mundo donde los coches tienen algún tipo de control de crucero excepcional y el tráfico fluye de alguna manera ideal, su velocidad durante este viaje hipotético, sin duda, han variado. Por lo tanto, el número calculado anteriormente no es la velocidad del coche, es la velocidad promedio de todo el viaje. Con el fin de enfatizar este punto, la ecuación se modifica a veces de la siguiente manera: La línea sobre el v indica una media o una media y los símbolos 0916 (delta) indican un cambio. Esta es la cantidad que calculamos para nuestro viaje hipotético. Por el contrario, un velocímetro de coches muestra su velocidad instantánea. Es decir, la velocidad determinada en un intervalo muy corto de tiempo 8212 por instante. Lo ideal sería que este intervalo estuviera lo más cerca posible de cero, pero en realidad estamos limitados por la sensibilidad de nuestros dispositivos de medición. Mentalmente, sin embargo, es posible imaginarse calcular la velocidad media en intervalos de tiempo cada vez menores hasta que hayamos calculado efectivamente la velocidad instantánea. Esta idea se escribe simbólicamente como o, en el lenguaje del cálculo la velocidad es la primera derivada de la distancia con respecto al tiempo. Si usted havent tratado con el cálculo, no sudar esta definición demasiado. Hay otras formas más sencillas de encontrar la velocidad instantánea de un objeto en movimiento. En un gráfico de distancia-tiempo, la velocidad corresponde a la pendiente y por lo tanto la velocidad instantánea de un objeto con velocidad no constante se puede encontrar desde la pendiente de una línea tangente a su curva. Pues tratar con esto más adelante en este libro. Velocidad Para calcular la velocidad de un objeto necesitamos saber hasta dónde ha ido y cuánto tiempo tardó en llegar. Una persona sabia entonces preguntaría Qué quieres decir con cuán lejos. Quieres que la distancia o el desplazamiento Una persona sabia, Una vez en el tiempo Su elección de la respuesta a esta pregunta determina lo que se calcula la velocidad o la velocidad. La velocidad media es la velocidad de cambio de la distancia con el tiempo. La velocidad media es la tasa de cambio de desplazamiento con el tiempo. Y para la gente del cálculo hacia fuera allí La velocidad instantánea es la primera derivada de la distancia con respecto al tiempo. La velocidad instantánea es la primera derivada del desplazamiento con respecto al tiempo. La velocidad y la velocidad están relacionadas de la misma manera que la distancia y el desplazamiento están relacionados. La velocidad es un escalar y la velocidad es un vector. La velocidad obtiene el símbolo v (cursiva) y la velocidad obtiene el símbolo v (negrita). El desplazamiento se mide a lo largo de la trayectoria más corta entre dos puntos y su magnitud es siempre menor o igual que la distancia. La magnitud del desplazamiento se acerca a la distancia cuando la distancia se aproxima a cero. Es decir, la distancia y el desplazamiento son efectivamente los mismos (tienen la misma magnitud) cuando el intervalo examinado es quotsmallquot. Dado que la velocidad se basa en la distancia y la velocidad se basa en el desplazamiento, estas dos cantidades son efectivamente las mismas (tienen la misma magnitud) cuando el intervalo de tiempo es quotsmallquot o, en el lenguaje de cálculo, la magnitud de una velocidad media de objetos se aproxima a su promedio Velocidad cuando el intervalo de tiempo se aproxima a cero. La velocidad instantánea de un objeto es la magnitud de su velocidad instantánea. Velocidad le dice lo rápido. La velocidad le indica la velocidad y la dirección. Unidades La velocidad y la velocidad se miden utilizando las mismas unidades. La unidad SI de distancia y desplazamiento es el metro. La unidad SI del tiempo es la segunda. La unidad SI de velocidad y velocidad es la relación de dos el metro por segundo. Los valores decimales son exactos a cuatro dígitos significativos, pero los valores fraccionarios sólo deben considerarse reglas de pulgar (1 mph es realmente más como 4 8260 10 m / s que 0189 m / s). La relación de cualquier unidad de distancia a cualquier unidad de tiempo es una unidad de velocidad. Las velocidades de los barcos, aviones y cohetes se expresan a menudo en nudos. Un nudo es una milla náutica por hora una milla náutica es 1.852 m o 6.076 pies. La NASA sigue reportando la velocidad de sus cohetes en nudos y su distancia de bajamar en millas náuticas. Un nudo es de aproximadamente 0,5144 m / s. Las velocidades más lentas se miden durante los períodos de tiempo más largos. Las placas continentales se deslizan a través de la superficie de la Tierra a la velocidad geológicamente lenta de 1821110 cm / año o 1821110 m / siglo sobre la misma velocidad que crecen las uñas y el pelo. La cinta de cassette de audio viaja a 18542 pulgadas por segundo (ips). Cuando la cinta magnética fue inventada por primera vez, fue colocada en bobinas para abrir carretes como películas. Estos primeros grabadores de bobina a bobina corrió la cinta a través de 15 ips. Los modelos posteriores también podrían registrar a la mitad de esta velocidad (70189 ips) y luego la mitad de ese (30190 ips) y luego algunos a la mitad de ese (18542 ips). Cuando se estaba formulando el estándar de cassette audio, se decidió que el último de estos valores sería suficiente para el nuevo medio. Una pulgada por segundo es exactamente 0.0254 m / s por definición. A veces, la velocidad de un objeto se describe en relación con la velocidad de algo más, preferiblemente algunos fenómenos físicos. La aerodinámica es el estudio del aire en movimiento y cómo los objetos interactúan con él. En este campo, la velocidad de un objeto se mide a menudo en relación con la velocidad del sonido. Esta relación se conoce como el número de Mach. La velocidad del sonido es de aproximadamente 295 m / s (660 mph) a la altura a la que normalmente vuelan los aviones comerciales. El ahora desarmado British Airways y Air France supersónico Concorde cruzó a 600 m / s (1340 mph). Simple división muestra que esta velocidad es aproximadamente el doble de la velocidad del sonido o Mach 2.0, que es excepcionalmente rápido. Un Boeing 777, en comparación, cruceros a 248 m / s (555 mph) o Mach 0.8, que sigue siendo bastante rápido. La velocidad de la luz en el vacío se define en el sistema SI a 299.792.458 m / s (alrededor de mil millones de km / h). Esto se indica generalmente con una precisión más razonable como 3.00 0215 10 8 m / s. La velocidad de la luz en el vacío se asigna al símbolo c (cursiva) cuando se usa en una ecuación y c (romana) cuando se usa como una unidad. La velocidad de la luz en el vacío es un límite universal, por lo que los objetos reales siempre se mueven más lentamente que c. Se utiliza con frecuencia en la física de partículas y la astronomía de objetos distantes. Los objetos observados más distantes son quasares breves para los objetos de radio quotquasi-stellar. Son visualmente similares a las estrellas (el prefijo cuasi significa semejante), pero emiten mucho más energía de lo que cualquier estrella posiblemente podría. Se encuentran en los bordes del universo observable y se están apresurando lejos de nosotros a velocidades increíbles. Los quásares más distantes se alejan de nosotros a casi 0.9 c. Por cierto, el símbolo c no fue elegido porque la velocidad de la luz es una constante universal (que es), sino porque es la primera letra de la palabra latina para celeritas velocidad. Dispositivo, evento, fenómenos, proceso Velocidad VelocityMeasuring la velocidad de movimiento de objetos con fotografía estroboscópica Resumen Una luz estroboscópica puede iluminar toda una sala en sólo decenas de microsegundos. Las luces estroboscópicas baratas pueden destellar hasta 10 o 20 veces por segundo. Este proyecto muestra cómo usar la fotografía estroboscópica para analizar el movimiento. Objetivo El objetivo de este experimento es calibrar una luz estroboscópica de frecuencia variable y luego usarla para medir la velocidad de una bola de ping pong (o algún otro objeto en movimiento). Introducción Cómo congelar el movimiento con su cámara La primera respuesta que probablemente viene a la mente es Usar una velocidad de obturación rápida. Si el sensor de la cámara (o película) sólo se expone a la luz durante un tiempo muy corto, el objeto en movimiento puede aparecer todavía. Depende de lo rápido que se mueva la imagen proyectada por la lente y cuánto tiempo el obturador está abierto. Qué tipos de movimiento se puede congelar con la velocidad de obturación solo? Podemos hacer algunos cálculos para ver. Vamos a imaginar que iban a tomar una foto de un avión de papel. El avión estará volando paralelo al plano de película de las cámaras. Para este experimento mental haremos varias suposiciones. Utilice números que harán que sea fácil generar una regla general para el desenfoque de movimiento. Supongamos que el avión se mueve a una velocidad de 1 m / s. Además, supongamos que hemos colocado la cámara para que el campo de visión capture exactamente 1 m de la trayectoria de vuelo de los aviones. Finalmente, supongamos que estuviera utilizando una cámara de película de 35 mm, con una velocidad de obturación de 1/1000 s. Hasta dónde viajará el avión mientras el obturador esté abierto 1 m / s veces1 / 1000 s 1/1000 m 1 mm Hasta dónde irá la imagen del avión en la película? Para este cálculo, establecemos una proporción entre la extensión horizontal Del campo de visión y la imagen en la película. El marco completo de un negativo típico de 35 mm es en realidad un poco más de 35 mm de diámetro, algo así como 37 mm. Así que para encontrar la distancia x, que la imagen del avión se mueve sobre la película, podemos escribir: 1 mm / 1000 mm x / 37 mm 0,037 mm La imagen se moverá 1/1000 de la extensión horizontal del marco. Esto es más difícil de decir con precisión (leer la información sobre la comprensión de la resolución y la comprensión de la nitidez) (Reichmann, 2006) El ojo humano sin ayuda puede resolver 4 líneas por mm (lpm) con un objetivo de contraste bastante alto (Harris, 1991) Para una impresión de tamaño instantáneo (4 x 6), 1/1000 del marco corresponde a: 6 in / 1000 veces 25,4 mm / in 0,15 mm Tomando el recíproco, tenemos 6,6 lpm, que está por encima del Sin embargo, la nitidez de la imagen depende no sólo de la resolución, sino también de cómo percibimos las transiciones de los bordes en la imagen, por lo que sería un caso límite Si aumentamos el tamaño de la imagen a una impresión 8x10, estaremos en el 4 Lpm, y sin duda esperaría ser capaz de notar un ligero desenfoque debido al movimiento del avión. De nuestros cálculos de la espalda de la envolvente, llegamos a la conclusión de que la velocidad de obturación por sí sola puede darnos imágenes de instantáneas límite de los objetos que viajan a velocidades Correspondiente a 1/1000 de la extensión horizontal de la imagen. Para impresiones más grandes, la velocidad debe ser incluso más lenta. Hay algo que podamos hacer para que los objetos se muevan más rápido? Otra aproximación es usar un flash breve y brillante para capturar el movimiento. Con la apertura del objetivo detenida, la mayor parte de la luz recogida durante el tiempo de apertura del obturador se reflejará la luz del flash brillante. Ahora la nitidez será determinada por la duración del flash. Hay muchas posibilidades interesantes para este proyecto. Una de estas posibilidades es usar una luz estroboscópica repetitiva (con frecuencia ajustable) para tomar una serie rápida de imágenes de un objeto en movimiento durante la misma exposición. Dependiendo de la cantidad de luz ambiente y del reflejo de su objeto en movimiento, es posible que vea una imagen fantasma borrosa del objeto entre destellos (menos luz ambiental, más tenue la imagen fantasma). Pero la parte de la imagen grabada durante el flash brillante se distinguirá generalmente del fondo. Si conoce la frecuencia (es decir, la tasa de repetición) de su luz estroboscópica, puede tomar medidas de sus imágenes para analizar el movimiento de un objeto. Debido a que la velocidad de rotación de un ventilador de ventana típico (generalmente en el rango de 3008211900 RPM o 5821115 Hz) es similar a la de las luces estroboscópicas económicas (frecuencia máxima normalmente en el rango de 10821120 Hz), puede calibrar la luz estroboscópica con un Ventilador que gira a velocidad conocida. Cuando la luz estroboscópica se sincroniza con el ventilador, la lámina se iluminará en la misma posición durante cada revolución. Debido a que la iluminación brillante se repite cuando la cuchilla del ventilador está en la misma posición, la cuchilla parecerá estar congelada. Piense en lo que pasaría si la luz estroboscópica parpadea exactamente al doble de la frecuencia del ventilador. Dónde esperaría ver la hoja del ventilador Eso es correcto, lo vería dos veces durante cada revolución, 180deg aparte. Y si la luz estroboscópica parpadeaba exactamente cuatro veces la frecuencia de la rotación de los ventiladores, la lámina se iluminaría cada 90 °. Qué pasaría si el estroboscópico parpadea más lentamente que la velocidad del ventilador Es posible ajustar el estroboscópico para que ilumine el ventilador cada uno y un cuarto de vuelta Al aprovechar los patrones de este tipo, puede realizar varias calibraciones estroboscópicas con una sola velocidad del ventilador. Términos y conceptos Para realizar este proyecto, debe realizar una investigación que le permita comprender los siguientes términos y conceptos: lámpara de flash de xenón, frecuencia, período, ciclos por segundo (Hz), revoluciones por minuto (RPM). Preguntas Si un ventilador gira a 500 rpm, cuántas veces gira por segundo Si un ventilador gira a 300 rpm, cuál es su período, en segundos Si una luz estroboscópica ajustable puede parpadear a frecuencias de 1 a 10 Hz, con qué alcance De las velocidades del ventilador (en rpm) podría sincronizarse Si la luz estroboscópica está exactamente sincronizada con el ventilador, la lámina se iluminará en el mismo punto de su ciclo de rotación cada vez y no parecerá moverse. Cuál será el movimiento aparente de la pala del ventilador si la luz estroboscópica se ajusta a una frecuencia ligeramente superior a la del motor del ventilador A una frecuencia ligeramente inferior Cómo se debe ajustar la frecuencia del estroboscópico para iluminar el ventilador cada medio giro Cada tres - cuerda de cuarto Cada uno y un cuarto de vuelta Bibliografía Contribuidores de Wikipedia, 2006. Xenon flash lamp, Wikipedia, La enciclopedia libre accedido el 6 de febrero de 2006: en. wikipedia. org/w/indextitleXenonflashlampampoldid36114130. Harris, R. 1991. Entendiendo la resolución: Parte I: lente, película y papel, cuarto oscuro y técnicas creativas de la cámara. Mar / abr 1991. Disponible en línea en: www. luminous-landscape / pdf / UR1.pdf. Reichmann, M. 2006. Entendiendo la resolución, el paisaje luminoso alcanzado el 6 de febrero de 2006 www. luminous-landscape / tutorials / understanding-series / undresolution. shtml. Reichmann, M. 2006. Entendiendo la nitidez, el paisaje luminoso accedido el 6 de febrero de 2006 www. luminous-landscape / tutorials / sharpness. shtml. Reichmann, M. 2006. Más sobre la resolución de entendimiento, el paisaje luminoso accedido el 6 de febrero de 2006 www. luminous-landscape / tutorials / more-ures. shtml. Materiales y Equipo Para realizar este experimento necesitará los siguientes materiales y equipos: luz estroboscópica con ajuste de frecuencia variable (comúnmente disponible con ajuste 0821110 Hz o 0821120 Hz), ventilador con velocidad conocida (en RPM), transportador, regla, Cámara con velocidad de obturación ajustable y apertura de lentes, trípode para cámara, liberación de cable o control remoto para cámara, posición de montaje estable para luz estroboscópica, cámara cercana, mesa de ping pong, paletas y bola, con espacio al costado para cámara Trípode, uno o más ayudantes para golpear la bola mientras que usted trabaja la cámara y el estroboscópico (o viceversa). Procedimiento Experimental Calibración de la Frecuencia Estroboscópica Haga su investigación de antecedentes y asegúrese de entender los términos, conceptos y preguntas anteriores. Con el permiso de tus padres, haz una marca pequeña pero fácilmente visible cerca del final de una de las aspas del ventilador para que puedas distinguirla de las otras. Por ejemplo, puede utilizar un marcador de color oscuro en una hoja de color claro o unir un pequeño trozo de papel con un patrón de alto contraste en una hoja de color oscuro. (Tenga en cuenta que será mejor hacer sus observaciones desde el lado de admisión del ventilador, por lo que no tienen un gran viento soplando en su cara. También hará que sea más fácil si se establecen las cosas para que el fondo contrasta bien con el Con un transportador, una regla y una cinta para etiquetar, marque los ángulos en incrementos de 30deg alrededor de la circunferencia del ventilador. Para cada una de las velocidades del ventilador, calcule las frecuencias del estroboscópico que iluminarán la cuchilla marcada cada uno y un cuarto y cada uno y un tercio de vueltas. Si su estroboscopio es lo suficientemente rápido, también puede ajustarlo para iluminar la paleta del ventilador cada tres cuartos de vuelta. Si su ajuste de frecuencia de luz de estroboscopio no tiene un indicador de cuadrante, corte un círculo de papel del tamaño apropiado para hacer uno. Utilice el siguiente procedimiento para calibrarlo. Gire el ventilador a la velocidad más baja. Encienda la luz estroboscópica y ajuste la frecuencia hasta que la luz congela el movimiento de la paleta del ventilador marcada. La velocidad del motor del ventilador puede fluctuar ligeramente con el tiempo. Desea ajustar el estroboscópico para que la hoja marcada aparezca lo más inmóvil posible. Marque la posición en el indicador. Esta frecuencia (en flashes por minuto, o fpm) coincide con la velocidad del motor del ventilador (en rpm). Puesto que será más natural calcular velocidades en términos de metros (o pies) por segundo, es probable que desee convertir los números de su marcación estroboscópica en flashes por segundo (Hz), en lugar de fpm. Cómo parecerá que la pala del ventilador marcada se moverá si ajusta la frecuencia del estroboscópico ligeramente más alta Menos baje Pruebe y vea. Si su ventilador tiene varias velocidades, repita el procedimiento para cada velocidad. Marque los nuevos puntos de sincronización en el dial. Siempre es una buena idea revisar, por lo que volver a través de las velocidades del ventilador de nuevo, y vuelva a comprobar las marcas de calibración en el dial estroboscópico. Fotografía de estroboscopios de ping-pong y medición de la velocidad Para obtener mejores resultados, haga un fondo de color oscuro junto a la mesa de ping pong con un paño colgante. Es una buena idea marcar el paño con una escala de distancia (por ejemplo, usando etiquetas de cinta) como referencia. Recuerde que usted también necesitará una escala de distancia en el plano de la pelota de ping pong (por ejemplo, justo abajo del centro de la mesa). Puede tomar una imagen separada de una escala de referencia sostenida en el plano de la pelota. A continuación, puede utilizar proporciones para calcular un factor de conversión de la escala de fondo a la escala de plano de bola. Mientras no muevas la cámara y mantengas la pelota en el centro de la mesa, sabrás cómo calcular la distancia convirtiéndote de tu escala en la tela de fondo. Coloque la cámara en el trípode en el lado opuesto de la mesa desde el fondo, a una distancia que le permite capturar la mayor parte o la totalidad de la longitud de la tabla. Haga lo posible por configurar la cámara en paralelo al eje largo de la mesa. (Piense en maneras de verificar esto en el visor.) Usted querrá experimentar con su instalación para determinar la mejor apertura de la lente para su uso con la luz estroboscópica. Es necesario tomar una serie de imágenes en diferentes f-stops con sólo 1 flash estroboscópico por imagen. Ajuste la luz estroboscópica a 1 Hz y la velocidad de obturación a 1 s. Ajusta una imagen justo después de un flash estroboscópico. El obturador debe permanecer abierto hasta el siguiente flash y luego cerrar. Tome una serie de fotos de bolas de ping pong todavía utilizando aberturas sucesivas. Lleve un registro en su cuaderno de laboratorio de cuáles ajustes se utilizaron para cada imagen. Utilice estas imágenes para seleccionar el mejor ajuste de apertura para su experimento. Para las fotos de bola de ping pong en movimiento, utilizará la luz estroboscópica con una frecuencia más alta, de las calibraciones anteriores (arriba). Intente mantener la bola Experimento con una duración de exposición de 1 s (normalmente disponible en la cámara), o más tiempo (con la configuración B). Utilice un cable de liberación (o el control remoto en cámaras más nuevas) para evitar sacudir la cámara. Asegúrese de realizar un seguimiento de los ajustes de exposición, la frecuencia de la luz estroboscópica y cualquier nota adicional (por ejemplo, pelota de ping pong fuera de línea en esta foto) en su cuaderno de laboratorio. Haga que las fotografías sean procesadas e impresas (o hágalo usted mismo). Usando sus escalas de distancia (vea arriba), mida hasta dónde la pelota viajó entre destellos sucesivos. Conociendo la frecuencia de la luz estroboscópica, puede calcular la velocidad media para cada intervalo. Sugerencia: debajo de cada fotografía, muestre un gráfico que muestre la velocidad de las bolas en cada punto donde la luz estroboscópica destelló. Qué tan rápido se mueve la pelota? Cuál es la velocidad más rápida de la pelota que puedes medir con esta configuración Intenta poner backspin en la pelota y analizar el movimiento resultante cuando la pelota rebota. Variaciones Utilice la luz estroboscópica y la cámara para analizar el movimiento de un péndulo, que se acelera y desacelera a medida que baja y se eleva, respectivamente. Se puede pensar en otros objetos en movimiento para fotografiar y analizar? Otra manera (y probablemente más precisa) de calibrar la luz estroboscópica sería utilizar un circuito fotodiodo conectado a un osciloscopio o un convertidor analógico a digital. Usted puede medir la frecuencia con precisión en la pantalla del osciloscopio o analizando los datos digitalizados con su computadora. Pregunte a un experto El Foro Pregunte a un Experto está destinado a ser un lugar donde los estudiantes pueden ir a encontrar respuestas a preguntas científicas que no han podido encontrar usando otros recursos. Si tiene preguntas específicas sobre su proyecto de feria de ciencias o feria de ciencias, nuestro equipo de científicos voluntarios puede ayudar. Nuestros expertos no harán el trabajo por usted, pero harán sugerencias, le ofrecerán orientación y le ayudarán a solucionar problemas. Enlaces relacionadosCómo se calcula la velocidad media de un objeto La velocidad media es la distancia recorrida dividida por el tiempo de viaje. Un coche que viaja 180 millas en 4 horas lo hizo con una velocidad promedio de 180/4 45 millas por hora. Una abeja que volaba 5 metros en 4 segundos lo hizo con una velocidad media de 5/4 1,25 metros por segundo. Si necesita la velocidad en una unidad diferente, tendrá que convertir. El coche arriba también viajó a 451.609 72.405 kilómetros por hora (1 milla 1.609 kilómetros) Un caracol se arrastra a través de un patio en 4 horas. Si el patio tiene 9 metros de ancho, cuál es la velocidad promedio de los caracoles A: 2,25 metros por segundo La fórmula para la velocidad es la velocidad / tiempoFísica 1 Cinemática Notas Velocidad media Velocidad media La velocidad media de un objeto le indica la velocidad (media) Cubre la distancia. Si la velocidad media de un automóvil es de 65 millas por hora, esto significa que la posición de los autos cambiará (en promedio) 65 millas por hora. La velocidad media es una velocidad. En cinemática, una tasa es siempre una cantidad dividida por el tiempo que se tarda en obtener esa cantidad (el tiempo transcurrido). Dado que la velocidad media es la posición de la velocidad cambia, distancia media de la velocidad recorrida / tiempo tomado. Ejemplo: Un coche viaja entre 2 ciudades separadas 60 millas en 2 horas. Cuál es su velocidad media? Respuesta: distancia / tiempo de velocidad media Por lo tanto, la velocidad media del coche es de 60 millas / 2 horas 30 millas / hora. Ejemplo: Si una persona puede caminar con una velocidad media de 2 metros / segundo, hasta dónde caminarán en 4 minutos? Respuesta: Hay 60 segundos en 1 minuto, así que hay 4 (60 segundos) 240 segundos en 4 minutos. Además, si distancia / tiempo promedio de la velocidad, entonces distancia (velocidad media) (tiempo). Por lo tanto, la distancia que la persona se mueve es (2 m / s) (240 s) 480 metros. Unidades de Velocidad Dado que la velocidad media siempre se calcula como una distancia (longitud) dividida por un tiempo, las unidades de velocidad media son siempre una unidad de distancia dividida por una unidad de tiempo. Las unidades comunes de velocidad son metros / segundo (abreviado m / s), centímetros / segundo (cm / s), kilómetros / hora (km / h) y muchos otros. Ejemplo: Cuál de las siguientes puede ser una medida de velocidad 2,5 metros 2,5 segundos / metro 2,5 metros / segundo 2,5 metros / segundo / segundo Respuesta: Sólo 2,5 metros / segundo podría ser una medición de velocidad. La velocidad siempre tiene unidades de una unidad de distancia (longitud) dividida por una unidad de tiempo. Qué Distancia Granjero Jones unidades 6 millas por una carretera recta. Ella da la vuelta y conduce 4 millas de regreso. Cuál fue su velocidad promedio para este viaje si le tomó 1 hora? Su respuesta a este problema depende de su interpretación de la distancia recorrida. Se podría decir: La distancia total recorrida por Farmer Jones es de 10 millas. Por lo tanto, su velocidad media es de 10 millas por hora. La distancia neta recorrida por Farmer Jones es de 2 millas. Por lo tanto, su velocidad promedio es de 2 mi / h. Hay buenas razones para utilizar cualquiera de las interpretaciones - es sobre todo una cuestión de preferencia. Interpretaremos la distancia recorrida como distancia neta (también llamada desplazamiento). Farmer Jones velocidad promedio fue de 2 millas / hora. NOTA: Diferentes textos pueden adoptar otras convenciones De hecho, nuestro texto de AP Physics utiliza la distancia total para calcular la velocidad, pero la distancia neta para calcular la velocidad. Tenga cuidado aquí Los peligros de los promedios de promedio Aquí hay un problema interesante: Susie ha planeado un viaje a una ciudad a 60 millas de distancia. Ella desea tener una velocidad media de 60 millas / hora para el viaje. Debido a un atasco de tráfico, sin embargo, ella tiene solamente una velocidad media de 30 millas / hora para las primeras 30 millas. Qué tan rápido tiene que ir para los 30 kilómetros restantes para que su velocidad promedio es de 60 millas / hora para todo el viaje Probablemente pensó Oh, 90 millas / hora - ya que el promedio de 30 y 90 es 60 Boy, esto es Lamentablemente, sin embargo, la respuesta no es de 90 millas / hora. Heres por qué: Usted sabe que la velocidad media distancia / tiempo (v d / t). Con el fin de tener una velocidad media de 60 millas por hora en una distancia de 60 millas, debe completar el viaje en 1 hora: Pero Susie ya ha tomado una hora (se tarda 1 hora para ir 30 millas con una velocidad media de 30 Millas / hora) - y ella está a medio camino Es imposible para ella completar el viaje con una velocidad media de 60 millas / hora Ella tendría que ir infinitamente rápido Note que tomaría 1/3 de una hora para cubrir el Últimos 30 millas a 90 millas / hora. El tiempo total para su viaje sería 1,33 horas, y su velocidad promedio sería: Intente este cálculo para cualquier velocidad para la segunda mitad del viaje - la velocidad media para todo el viaje no puede ser nunca 60 millas / hora La moraleja de la
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