Régler la vitesse vous indique comment lentement un fluide ou de gaz doit être en mouvement pour les particules d'une taille donnée à abandonner le flux et déposer au fond d'un tuyau. Utilisez la loi de Stoke, qui décrit mathématiquement comment les particules se déposent en raison de forces gravitationnelles et de traînée, pour calculer la vitesse de sédimentation dans un tuyau. La loi de Stoke applique à la fois des liquides et des gaz. Vous devez connaître le diamètre et la densité des particules en question d'appliquer la loi de Stoke.

Instructions

1 Soustraire la densité du fluide ou du gaz à partir de la densité des particules. La masse volumique de l'eau est de 1 gramme par centimètre cube; la densité de l'air est 0,0013 gramme par centimètre cube. Utilisez une table pour rechercher la densité si vous avez un autre matériau. Pour des particules ayant une densité de 2,5 grammes par centimètre cube dans l'eau, par exemple, 2,5 g / cm ^ 3 - 1 g / cm ^ 3 = 1,5 g / cm ^ 3.

2 Multiplier les temps de résultat de l'accélération due à la pesanteur, 980 centimètres par seconde carrée et le carré de diamètres de particules. Si les particules ont un diamètre de 0,003 cm, par exemple 1,5 g / cm ^ 3 x 980 cm / s ^ 2 x (0,003 cm) 2 = 0,013 g / s ^ 2.

3 Multipliez la viscosité du fluide ou de gaz de 18. La viscosité de l'eau est de 0,01 grammes par centimètre-secondes; la viscosité de l'air est 0,00018 grammes par centimètre-secondes. Consulter viscosités pour d'autres matériaux dans une table. Pour l'eau, 18 x 0,01 g / cm-s = 0,18 g / cm-s.

4 Diviser le résultat de l'étape 2 par le résultat de l'étape 3 pour trouver la vitesse de sédimentation. Par exemple, (0,013 g / s ^ 2) / (0,18 g / cm-s) = 0.702 cm / s.

Conseils et avertissements

• La viscosité, un gramme par centimètre-seconde est égale à une poises, qui est généralement abrégé PA.
• Diviser le résultat par 100 pour convertir en mètres par seconde.

les atomes ou molécules de gaz agissent presque indépendamment l'un de l'autre par rapport aux liquides ou solides, des particules qui ont une plus grande corrélation. En effet, un gaz peut occuper plusieurs milliers de fois plus de volume que le liquide correspondant. La vitesse racine carrée moyenne de particules de gaz varie directement avec la température, en fonction de la "Maxwell Speed ​​Distribution.» Cette équation permet de calculer la vitesse de la température.

Instructions

Dérivation de Maxwell Speed ​​distribution Equation

1 Apprenez la dérivation et l'application de l'équation de distribution Maxwell Speed. Cette équation est basée sur et tirée de l'équation loi des gaz parfaits:

PV = nRT

où P est la pression, V est le volume (et non dynamiques), n est le nombre de moles de particules de gaz, R la constante des gaz parfaits et T est la température.

2 Etudier comment cette loi de gaz est combiné avec la formule de l'énergie cinétique:

KE = 1/2 mv ^ 2 = 3/2 k T.

3 Apprécier le fait que la vitesse d'une particule de gaz ne peut être déduite de la température du composé gazeux. En substance, chaque particule a une vitesse différente et a donc une température différente. Ce fait a été mis à profit pour obtenir la technique de refroidissement par laser. Dans son ensemble ou système unifié, cependant, le gaz a une température qui peut être mesurée.

4 Calculer la vitesse racine carrée moyenne des molécules de gaz à partir de la température du gaz en utilisant l'équation suivante:

Vrms = (3RT / M) ^ (1/2)

Assurez-vous d'utiliser des unités de manière cohérente. Par exemple, si le poids moléculaire est considérée comme étant en grammes par mole, et la valeur de la constante des gaz parfaits est en Joules par mole par degré Kelvin, et la température est exprimée en degrés Kelvin, la constante des gaz parfaits est en Joules par mole -degré Kelvin, et la vitesse est exprimée en mètres par seconde.

5 Pratique avec cet exemple: si le gaz est de l'hélium, le poids atomique est 4.002 grammes / mole. A une température de 293 degrés Kelvin (environ 68 degrés Fahrenheit) et avec la constante des gaz parfaits étant 8.314 joules par mole degrés Kelvin, la vitesse racine carrée moyenne des atomes d'hélium est:

(3 x 8,314 x 293 / 4,002) ^ (1/2) = 42,7 mètres par seconde.

Utilisez cet exemple pour calculer la vitesse de la température.

onde primaire, ou onde P, les mesures de vitesse la vitesse des ondes sonores se déplacent à travers la terre. Un certain nombre de choses affecte la vitesse de l'onde P, y compris la densité de matière les ondes se propagent à travers et la quantité de fracturation dans le matériau. Mesure de la vitesse de l'onde P nécessite la connaissance de la distance entre l'origine de la vague à l'endroit où vous prenez la mesure. Les variations de la vitesse d'une onde P peuvent révéler des informations sur la densité du matériau. En raison de cela, les scientifiques font souvent des calculs P-ondes dans des circonstances soigneusement contrôlées, de sorte qu'ils peuvent étalonner leurs instruments pour mesurer les densités des matériaux sous la surface de la Terre.

Instructions

1 Remplir un cylindre avec un matériau, comme la saleté ou de la roche, que l'onde P se rendra à travers.

2 Fixer deux transducteurs sur des côtés opposés du cylindre --- une pour transmettre une impulsion sonore et une pour le recevoir.

3 Calibrer les transducteurs pour déterminer les retards qu'ils peuvent contribuer à la mesure. Electronics produisent souvent des retards. Par exemple, le transducteur d'émission peut avoir un délai entre le moment où vous signalez l'impulsion d'onde sonore pour libérer et quand il fait en réalité.

4 Mesurer le diamètre du cylindre et l'épaisseur du revêtement ou de parois de cylindre.

5 Calculez la distance l'onde P se rendra entre les transducteurs. La vitesse de l'onde P est souvent utilisée pour déterminer la densité de la matière à l'intérieur du cylindre, de sorte soustraire l'épaisseur du revêtement de la distance totale. Mesurer le diamètre du cylindre et soustraire l'épaisseur du revêtement deux fois parce que l'onde P se déplace à travers la chemise double. La réponse est la distance que vous allez utiliser dans le calcul de la vitesse.

6 Envoyer une onde sonore à travers le cylindre et mesurer le temps total nécessaire pour la transmission pour recevoir l'onde entre les deux transducteurs.

7 Soustraire les retards déterminés à partir de l'étalonnage de l'instrument de la durée totale. Pour la meilleure précision, mesurer le temps l'onde P prend pour voyager à travers la chemise et soustraire deux fois cette valeur ainsi parce qu'il se déplace à travers le revêtement deux fois.

8 Calculer la vitesse des ondes P en divisant la distance déterminée en calculant la distance l'onde P se rendra entre les transducteurs et le temps final déterminé à l'étape précédente.

la vitesse finale se réfère à la vitesse et la direction d'un objet déplacé lors de la dernière mesure. Vous pouvez trouver la vitesse finale en travaillant vers l'arrière à partir de la formule de l'accélération: la vitesse finale moins la vitesse initiale divisé par le temps. Vous aurez besoin de connaître les autres variables de l'équation pour calculer la vitesse finale.

Instructions

1 Multipliez l'accélération donnée par le temps. Par exemple, si un objet a eu une accélération de 5 mètres par seconde au carré et un temps de 10 secondes, il ressemblera à ceci: 5m / s2 x 10s = 50m / s.

2 Ajouter la vitesse initiale à ce nombre pour calculer la vitesse finale. Pour l'exemple, disons que l'objet initialement déplacé à 3 mètres par seconde. L'équation se présente comme suit: 50m / s + 3m / s = 53m / s.

3 Vérifiez votre réponse en soustrayant la vitesse initiale de la vitesse finale et en divisant le résultat par le temps. L'équation se présente comme suit: 53m / s - 3m / s = (50m / s) / (10s) = 5m / s2.

La vitesse d'un ruisseau ou une rivière surface est une mesure importante, car elle peut être utilisée pour calculer la quantité d'eau coule. Cela peut être utile à des fins d'irrigation, mesurer l'intensité des précipitations, prévision de l'érosion et de nombreuses autres questions hydrologiques. Il existe plusieurs types de surface compteurs de vitesse sur le marché qui fera tout le travail pour vous, mais souvent, le moins cher et plus facile à calculer la vitesse de surface est de simplement flotter quelque chose sur le ruisseau et voir à quelle vitesse il va.

Instructions

1 Mettre en place deux transects du ruisseau ou une rivière. Étirez une longueur de chaîne d'une rive à l'autre, l'attachant à des branches ou des arbres ou en le fixant avec des roches. Placer le deuxième transect vers l'aval, au moins 20 pieds de la première. Ce sont les lignes départ et d'arrivée pour votre mesure de la vitesse.

2 Mesurer la distance entre une transect à l'autre et enregistrer le résultat.

3 Mélanger une orange dans le flux, à quelques pieds en amont du premier transect. Une orange est bien adapté à ce type de mesure car il est assez lourd pour flotter la plupart du temps sous la surface de l'eau, il est donc soumis à la pleine force du courant de surface. Si vous le perdez, il sera également biodégrader sans nuire au flux.

4 Démarrez le chronomètre tout comme l'orange, passe sous la première chaîne. Arrêtez lorsque l'orange, passe sous la deuxième chaîne.

5 Catch the orange avec un filet et répétez les étapes 3 et 4 plusieurs fois. Les autres essais que vous exécutez, plus la précision de votre résultat. Essayez d'obtenir de l'orange à la terre la même distance de la banque à chaque fois, parce que la vitesse de surface peut varier de manière significative à partir du bord de la banque au centre de la rivière. Ce n'est pas une mauvaise idée de mesurer la vitesse à différents endroits dans le flux, mais ne reçoivent pas votre temps mélangés. Si orange se leva par des roches ou des débris dans le courant, jeter ce procès et essayer à nouveau.

6 Additionnez tous les temps enregistrés et diviser par le nombre total d'essais. Cela donne le temps moyen qu'il faut à l'orange pour aller d'un transect à l'autre. Si l'un de vos temps est radicalement différent des autres, assurez-vous que l'orange n'a pas été obstrué et qu'il était à la même distance de la banque comme dans les autres essais.

7 Divisez la distance entre transects, telle que mesurée à l'étape 2, par le temps moyen qu'il a pris l'orange pour aller de l'un à l'autre. Le résultat est votre vitesse, dans quelles que soient les unités que vous avez utilisé pour mesurer. Si vous avez mesuré en pieds, le résultat est en pieds par seconde. Si vous avez mesuré en mètres, il est en mètres par seconde.

Apprenez à calculer la vitesse à laquelle la lune tourne autour de la Terre en utilisant la troisième loi de Kepler Johannes. La troisième loi de Kepler indique que le carré du temps nécessaire à un satellite en orbite est proportionnelle au cube de la distance du satellite est de la planète. Kepler initialement déterminé la règle pour les planètes en orbite autour du soleil, mais il applique à tout satellite en orbite d'un corps céleste plus grand. Une fois que le temps est trouvé pour une orbite complète, la vitesse peut être trouvée en considérant la distance de la lune se déplace autour de son orbite presque circulaire.

Instructions

1 Multipliez 4 fois le nombre pi carré fois le cube de la distance Terre-Lune. Un cube se trouve en multipliant le nombre par lui-même deux fois. Appelez le résultat "X." Utilisez 3,1416 pour pi et 3,84 fois 10 ^ 8 m pour la distance Terre-Lune. Le symbole "^" désigne un exposant et est lu comme "à la puissance." L'exécution de cette étape conduit à 4 fois 3,1416 fois 3,1416 fois 3,84 fois 10 ^ 8 fois 3,84 fois 10 ^ 8 fois 3,84 fois 10 ^ 8, ou 2,24 fois 10 ^ 27 pour "X."

2 constante gravitationnelle de Newton Multipliez par la masse de la Terre, en kilogrammes, puis appelez le résultat "Y." La constante gravitationnelle est égal à 6,67 fois 10 ^ -11 Newtons fois mètre carré par carré kilogramme et la masse de la Terre est 5.9736 fois 10 ^ 24 kg. Cette étape de plomb à 6,67 fois 10 ^ -11 fois 5.9736 fois 10 ^ 24, ou 3,98 fois 10 ^ 14 pour "Y."

3 Divide "X" par "Y", puis prendre la racine carrée du résultat pour obtenir le temps, en secondes, pour la lune en orbite autour de la Terre une fois. Calcul de "X" divisé par "Y" conduit à 2,24 fois 10 ^ 27 divisé par 3,98 fois 10 ^ 14, ou 5,63 fois 10 ^ 12. Maintenant, prenant la racine carrée du résultat, vous avez un temps de 2,37 fois 10 ^ 6 secondes.

4 Calculez la distance, en mètres, parcourue par la lune dans une orbite circulaire en multipliant 2 fois pi fois la distance Terre-Lune. Maintenant, vous avez 2 fois 3,1416 fois 3,84 fois 10 ^ 8 m, ou sur une distance de 2,41 fois 10 ^ 9 m.

5 Divisez la distance parcourue par la lune au cours d'une orbite par le temps nécessaire pour arriver à son taux orbital en mètres par seconde. Cette étape conduit à 2,41 fois 10 ^ 9 m divisé par 2,37 fois 10 ^ 6 secondes, ou une vitesse de lune de 1,016.9 mètres par seconde.

6 Multipliez le taux orbital de la Lune par 2.237 pour convertir en miles par heure (mph), depuis un seul mètre par seconde est égal à 2.237 mph. Remplir les rendements d'exercice 1,016.9 mètres par seconde fois 2.237 mph par mètre par seconde, ou un taux orbitale pour la lune de 2,274.8 mph.

Conseils et avertissements

• Utiliser des unités métriques pour calculer la vitesse de la lune, puis les convertir en unités standard à la fin.

Cette l'équation finale dans l'ensemble des quatre équations cinématiques pour une dimension sous accélération constante. Ces équations sont basiques et fondamentales pour commencer la physique. Calcul de la vitesse en fonction de la position est quelque chose que vous aurez besoin de faire fréquemment dans la physique. Assurez-vous d'apprendre ce concept ainsi que d'un bloc de construction fondamental pour le succès de la physique. Continuez à lire pour en savoir plus.

Instructions

1 Utilisez cette équation quand vous avez la vitesse initiale, et les positions finales et initiales de l'objet en chute libre ou d'une particule en accélération constante. Cette équation est utile parce que vous ne pas besoin d'un temps (t) composant.

2 Il faut comprendre que cela ne constitue pas une équation indépendante, mais il est une combinaison de la première équation de vitesse en fonction du temps, et la seconde pour une position en fonction de la vitesse et du temps.

3 Notez l'équation ressemble à ceci: "v ^ 2 (final) = v ^ 2 (initial) + 2a [x (final) - x (initiale)]" où v est égale à la vitesse, une égale accélération, x est égal à la position.

4 Gardez à l'esprit que ceci est le dernier de quatre expressions cinématiques qui peuvent être utilisés pour calculer pour tout problème de mouvement à une dimension en accélération constante.

5 Connaître l'origine de cette situation et les trois autres équations en ce qu'elles proviennent de définitions pour la vitesse et l'accélération de la physique.

6 Comprennent également que quelques manipulations algébriques ont été apportées à ces équations initiales de vitesse et d'accélération pour les transformer en quatre équations cinématiques. Il est également une exigence que la particule ou d'un objet doit être en accélération constante.

7 Pratiquez cette dernière équation pour calculer la vitesse en fonction de la position, ainsi que les trois autres équations cinématiques ainsi que les équations de vitesse et d'accélération pour obtenir une meilleure compréhension et appréciation des utilisations et le potentiel de ces équations de la physique utiles.

Tout objet en mouvement possède une énergie cinétique, qui exprime techniquement la quantité de travail l'objet peut faire sur un objet frappe. Mathématiquement, les physiciens expriment l' énergie cinétique, KE, comme KE = 0,5

m v ^ 2, où m représente la masse et v ^ 2 représente la vitesse élevée à la puissance de deux. Physiciens définissent en outre la vitesse, v, d'un objet comme la distance, d, il se déplace par unité de temps, t, ou v = d / t.

Instructions

1 Calculer la vitesse de la balle en divisant la distance parcourue, de préférence en unités de mètres, par le temps nécessaire, en secondes, pour parcourir cette distance. Si vous travaillez un problème d'un manuel, les données de ce problème peuvent être indiqués explicitement dans une déclaration comme «une balle laisse un fusil et frappe une cible à 400 mètres de 0,65 secondes plus tard." Dans ce cas, v = d / t = 400 m / 0,65 s = 615 mètres par seconde, ou 615 m / s. Si les unités nécessitent une conversion en mètres et secondes, puis utiliser un outil de conversion en ligne, tels que ceux fournis dans la section Ressources.

2 Déterminer la masse de la balle. Encore une fois, ces informations peuvent être fournies pour vous si vous travaillez un problème d'un manuel. Sinon, la balle peut être pesé sur une balance. Les fabricants de munitions fournissent également ces informations à l'extérieur des boîtes de munitions, généralement exprimés en unités de grains. Si nécessaire, convertir la masse des balles à l'unité recommandée de kilogrammes en utilisant un calculateur en ligne. Une balle de 135 grains, par exemple, pèse 0,00875 kilogrammes, kg.

3 Calculer l' énergie cinétique de la balle selon l' une KE = 0,5 m v ^ 2 en utilisant les résultats précédents. En continuant avec les exemples, KE = 0,5 (0,00875 kg) (615 m / s) ^ 2 = 1655 kg.m ^ 2 / s ^ 2. Notez que 1 kg le mètre carré par seconde au carré, ou 1 kg.m ^ 2 / s ^ 2, est équivalent à 1 Newton mètre, ou 1 Nm, et également équivalent à l'unité SI de 1 joule, ou 1 J. La cinétique l'énergie peut donc être exprimée dans l'une de ces unités. Utilisez l'un des convertisseurs en ligne si vous désirez une autre unité d'énergie.

Accélération de la pesanteur provoque une chute d'objet à ramasser vitesse il se déplace. Parce que la vitesse d'un objet qui tombe est en constante évolution, vous ne pouvez pas être en mesure de le mesurer avec précision. Cependant, vous pouvez calculer la vitesse en fonction de la hauteur de chute; le principe de la conservation de l'énergie, ou les équations de base pour la hauteur et de la vitesse, de fournir la relation nécessaire. Pour utiliser la conservation de l'énergie, vous devez équilibrer l'énergie potentielle de l'objet avant qu'il ne tombe avec son énergie cinétique quand il atterrit. Pour utiliser les équations de la physique de base pour la hauteur et de la vitesse, résoudre l'équation de la hauteur pour le temps, puis résoudre l'équation de vitesse.

Instructions

Conservation d'énergie

1 Constater la hauteur à partir de laquelle l'objet est tombé. Multipliez la hauteur par l'accélération de l'objet en raison de la gravité. L'accélération due à la gravité est de 32,2 pieds / s ^ 2 pour les unités anglaises, ou 9,8 m / s ^ 2 pour les unités SI. Si vous déposez un objet à partir de 15 pieds, par exemple, vous devez multiplier 15 ft * 32.2 ft / s ^ 2 pour obtenir 483 ft ^ 2 / s ^ 2.

2 Multipliez le résultat par 2. Par exemple, 483 ft ^ 2 / s ^ 2 * 2 = 966 ft ^ 2 / s ^ 2.

3 Prenez la racine carrée du résultat précédent pour calculer la vitesse lorsque l'objet touche le sol. La racine carrée de 966 ft ^ 2 / s ^ 2 est de 31,1 pieds / s, de sorte que l'objet dans cet exemple, frapper le sol se déplaçant à 31.1 ft / s.

Hauteur et Velocity Fonctions

4 Constater la hauteur à partir de laquelle l'objet est tombé. Multipliez la hauteur par 2, et diviser le résultat par l'accélération de l'objet en raison de la gravité. Si l'objet est tombé de 5 m, l'équation se présente comme suit: (2 * 5 m) / (9,8 m / s ^ 2) = 1,02 s ^ 2.

5 Prenez la racine carrée du résultat pour calculer le temps qu'il faut pour que l'objet à déposer. Par exemple, la racine carrée de 1,02 s ^ 2 est égal à 1,01 s.

6 Multipliez le temps par l'accélération due à la pesanteur pour trouver la vitesse lorsque l'objet touche le sol. Si cela prend 9,9 secondes pour l'objet de heurter le sol, sa vitesse est (1.01 s) * (9,8 m / s ^ 2), soit 9,9 m / s.

Conseils et avertissements

• Si vous êtes en mesure de combien de temps il prend l'objet à l'automne, il suffit de multiplier ce temps par l'accélération due à la pesanteur pour trouver la vitesse finale.
• Si vous voulez connaître la vitesse de l'objet à un moment donné avant qu'il ne touche le sol, utiliser la distance de l'objet est tombé à ce point à la place de la distance au sol dans les deux équations.
• pieds Multiplier par seconde par 0,68 pour trouver la vitesse de l'objet en miles par heure.
• Ces équations ne sont pas applicables à des objets ont chuté de très haut, parce que ces objets atteignent une vitesse terminale avant de toucher le sol. Si vous connaissez la vitesse terminale d'un objet, il faut diviser ce nombre par la racine carrée de 2 * g pour déterminer la hauteur maximale pour laquelle ces équations seront valides pour cet objet.

Position Les équations cinématiques en physique sont quatre formules vraiment astucieux pour trouver 1) la vitesse en fonction du temps, 2) la vitesse en fonction de la position, 3) position en fonction de la vitesse et le temps, puis 4) en fonction de temps. Utilisez les étapes suivantes pour calculer l'équation cinématique pour calculer la première équation de la physique, de la vitesse en fonction du temps. Continuez à lire pour en savoir plus.

Instructions

1 Calculer la vitesse en fonction du temps pour une accélération constante à l'aide de la formule:
"V (final) = v (initial) + a (moyenne) t." En anglais, qui est la vitesse finale (v) est égale à la vitesse initiale (v) ainsi que l'accélération moyenne (a) multiplié par le temps (t).

2 Utilisez cette équation de la physique quand vous avez la vitesse initiale et la particule ou l'objet que vous calculez pour est en accélération constante. Habituellement, cela est pour les objets en chute libre à proximité de la terre où la gravité est la norme "9,8 m / s ^ 2."

3 Comprendre que cette équation de vitesse vient de la formule pour l'accélération moyenne, ce qui est "a = [v (final) - v (initiale)] / [t (final) - t (initiale)]." Dans cette équation à nouveau une accélération moyenne égale, v est égale à la vitesse et t est égal au temps.

4 Simplifier cette équation à un seul t (temps) en utilisant t (initial) à 0. Alors maintenant, l'équation se lit: "a = [v (final - v (initiale)] / t."

5 Faites un peu de réarrangement d'algèbre sur "a = [v (final) - v (initiale)] / t" et vous obtenez l'équation cinématique pour la vitesse en fonction du temps comme ci-dessus: "v (final) = v (initial) + un (moyenne) t. "

6 Employez cette équation de vitesse pour une dimension mouvement à accélération constante, comme un objet en chute libre.

7 Faire usage de cette formule comme la première étape et la première équation dans l'application des équations cinématiques en physique pour le mouvement en ligne droite en accélération constante.