Die Messung der Bewegungsgeschwindigkeit eines Körpers oder Objekts ist eine wichtige Aufgabe in Wissenschaft und Technik. Normalerweise werden spezielle Geräte wie ein Entfernungsmesser oder ein Tachometer für diesen Zweck verwendet. Was ist jedoch zu tun, wenn Sie keinen Zugriff auf diese Tools haben oder Sie Ihnen nicht erlauben, die benötigten Daten zu erhalten? In diesem Artikel werden wir uns einige Methoden ansehen, mit denen Sie die Geschwindigkeit messen können, ohne einen Entfernungsmesser zu verwenden.
Die erste Methode basiert auf der Verwendung von Audio. Sie können die Zeit messen, in der das Geräusch eines sich bewegenden Objekts Sie erreicht. Wenn Sie beispielsweise einen Passanten sehen, der in bestimmten Abständen ein Pfeifsignal ausgibt, können Sie damit beginnen zu zählen, wie lange zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schallwellen vergeht. Wenn Sie die Schallgeschwindigkeit kennen, können Sie die Bewegungsgeschwindigkeit eines Passanten anhand der Formel berechnen: Geschwindigkeit = Entfernung / Zeit.
Eine andere Methode basiert auf der Verwendung eines Bildes eines sich bewegenden Objekts. Wenn Sie ein Video oder ein Foto eines Motivs in Bewegung haben, können Sie die Entfernung messen, die das Motiv in einer bestimmten Zeitspanne zurücklegt. Wenn Sie diese Entfernung und Zeit kennen, können Sie dann die Geschwindigkeit eines Objekts mit der Methode berechnen: geschwindigkeit = Entfernung / Zeit.
Eine interessante Methode zur Messung der Geschwindigkeit ohne Entfernungsmesser ist die Verwendung eines Satelliten oder eines anderen Objekts in einer Himmelskugel. Wenn Sie sehen, dass ein Satellit oder ein Stern Signale sendet, z. B. blinkt, können Sie damit beginnen zu zählen, wie lange zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalen verstrichen ist. Dann können Sie die Entfernungsformel zum Objekt verwenden und die Lichtgeschwindigkeit kennen, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts zu berechnen.
Methoden zur Berechnung der Bewegungsgeschwindigkeit ohne spezielle Werkzeuge
Die Messung der Bewegungsgeschwindigkeit ohne spezielle Werkzeuge kann in vielen Situationen nützlich sein. Zum Beispiel möchten Fahrer wissen, mit welcher Geschwindigkeit sie sich auf der Straße bewegen, um sich an die Sicherheitsvorschriften zu halten. In diesem Abschnitt werden wir uns einige Methoden ansehen, mit denen Sie die Geschwindigkeit der Bewegung annähernd bestimmen können, selbst wenn Sie keinen Entfernungsmesser haben.
- Timing: Der einfachste Weg, die Geschwindigkeit einer Bewegung zu messen, besteht darin, die Zeit zu erfassen, die Sie damit verbringen, eine bekannte Entfernung zu durchlaufen. Wählen Sie ausgeprägte Objekte auf dem Weg Ihrer Bewegung aus, z. B. Bäume oder Zeichen, und starten Sie den Countdown vom Durchlaufen eines Objekts bis zum nächsten. Bestimmen Sie dann den Abstand zwischen Objekten mit einem Schrittzähler oder anderen verfügbaren Methoden. Teilen Sie die gemessene Entfernung durch Zeit auf und Sie erhalten eine ungefähre Bewegungsgeschwindigkeit.
- Verfolgung: Wenn Sie die Möglichkeit haben, ein anderes sich bewegendes Fahrzeug oder Objekt zu verfolgen, können Sie die Geschwindigkeit der Bewegung schätzen, indem Sie sie mit Ihrer Bewegung vergleichen. Wenn sich ein Objekt mit der gleichen Geschwindigkeit wie Sie bewegt oder seine Geschwindigkeit konstant ist, ist seine Bewegungsgeschwindigkeit die gleiche wie Ihre. Wenn sich das Objekt jedoch schneller oder langsamer bewegt, können Sie die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts annähernd bestimmen, indem Sie es relativ zu Ihrer Bewegung vergleichen.
- Umweltbeobachtung: Manchmal können Sie die Bewegungsgeschwindigkeit bestimmen, indem Sie Veränderungen in der Umgebung beobachten. Wenn Sie zum Beispiel mit dem Fahrrad unterwegs sind und an Bäumen vorbeigehen, können Sie feststellen, wie schnell die Bäume an Ihnen vorbeifliegen. Je schneller sie fliegen, desto höher ist Ihre Bewegungsgeschwindigkeit.
Vergessen Sie nicht, dass diese Methoden nur ungefähre Ergebnisse liefern, und es wird empfohlen, Geschwindigkeits- und Entfernungsmesser zu verwenden, um genauere Daten zu erhalten.
Verwenden der einfachsten physikalischen Gesetze, um Geschwindigkeit zu erhalten
Die Messung der Geschwindigkeit ohne einen Entfernungsmesser kann schwierig sein, aber die einfachsten physikalischen Gesetze können verwendet werden, um eine ungefähre Schätzung der Geschwindigkeit zu erhalten.
Eines dieser Gesetze ist das Impulserhaltungs-Gesetz. Der Impuls des Körpers entspricht dem Produkt seiner Masse mit seiner Geschwindigkeit. Wenn der Körper ursprünglich stationär war, ist sein Impuls Null. Wenn sich der Körper zu bewegen beginnt, erhöht sich sein Impuls. Sie können dieses Gesetz verwenden, um die Geschwindigkeit zu bewerten, indem Sie die Anfangs- und Endimpulse des Körpers vergleichen.
Ein weiteres einfaches Gesetz, das verwendet werden kann, ist das dritte Newtonsche Gesetz - das Gesetz der Interaktion. Nach diesem Gesetz wird, wenn eine bestimmte Kraft auf den Körper wirkt, eine gleiche Modulo-, aber in Richtung entgegengesetzte Kraft auf das Objekt ausgeübt, mit dem er interagiert. Durch die Verwendung dieses Gesetzes und die Messung der Kraft kann man eine ungefähre Vorstellung von der Geschwindigkeit erhalten, mit der sich der Körper bewegt.
Das Gesetz zur Energieeinsparung kann auch verwendet werden. Wenn der Körper keine Kraft erfährt, bleibt seine mechanische Energie konstant. Wenn der Körper anfangs in Ruhe war und sich zu bewegen beginnt, erhöht sich seine mechanische Energie, was darauf hindeutet, dass die Geschwindigkeit vorhanden ist.
Messen Sie die Geschwindigkeit nach der verstrichenen Zeit und dem bekannten Weg
Wenn Sie keinen Entfernungsmesser haben, aber den genauen Wert des zurückgelegten Weges kennen, können Sie die Geschwindigkeit nur anhand der Zeit messen, die Sie für die Überwindung dieses Weges benötigt haben.
Um genaue Messungen zu erhalten, müssen Sie die gut markierten Anfangs- und Endpunkte des Weges verwenden. Sie können beispielsweise eine Markierung auf einer Straße, einen Baum oder ein anderes hell hervorgehobenes Objekt als Startpunkt und Zielpunkt verwenden.
Sie können eine normale Armbanduhr oder ein Telefon mit einem Timer verwenden, um die Zeit zu messen, die Sie für die Überwindung des Weges aufgewendet haben. Starten Sie den Countdown, wenn Sie mit der Bewegung beginnen, und stoppen Sie ihn, wenn Sie den Zielpunkt des Weges erreicht haben.
Als nächstes verwenden Sie die Formel, um die Geschwindigkeit zu berechnen: Geschwindigkeit = Entfernung / Zeit. In diesem Fall wird die Entfernung bekannt und die Zeit wird gemessen. Teilen Sie einfach den Wert des zurückgelegten Weges durch die verstrichene Zeit auf und Sie erhalten die Geschwindigkeit.
Wenn Sie beispielsweise in 10 Sekunden 100 Meter zurückgelegt haben, können Sie die Geschwindigkeit wie folgt berechnen:
- Entfernung: 100 Meter
- Zeit: 10 Sekunden
- Geschwindigkeit: 100 meter / 10 sekunden = 10 meter pro sekunde
Wenn Sie also genaue Daten über die zurückgelegte Strecke und die verstrichene Zeit haben, können Sie die Geschwindigkeit ohne einen Entfernungsmesser leicht messen. Es ist wichtig sich daran zu erinnern, dass der resultierende Geschwindigkeitswert nur auf den gemessenen Weg und die gemessene Zeit genau ist. Daher wird empfohlen, die Messungen mehrmals zu wiederholen, um genauere Ergebnisse zu erzielen.
