Как измеряют скорость автомобилей?
Мы в соцсетях
- О ГАЗЕТЕ
- Новости
- Пресс-центр
- Выпуски
- Конкурсы
- Документы
- банк идей
- Родителям
- Магазин
В этой публикации ведущие производители комплексов для фотовидеофиксации нарушений ПДД расскажут, как работают приборы и чем один способ измерения скорости отличается от другого.
Предыдущее Следующее
{{/if}}
В прошлом номере «Доброй Дороги Детства» мы рассказали вам о том, как в России и других странах мира ведётся борьба с нарушителями скоростного режима. Но прежде чем наказывать нарушителя за превышение скорости, эту скорость необходимо измерить. Сделать это можно по-разному: с помощью радара или видеокамеры. А ещё можно рассчитать её, зная время, за которое автомобиль проедет
заранее известное расстояние.
В этой публикации ведущие производители комплексов для фотовидеофиксации нарушений ПДД расскажут, как работают приборы и чем один способ измерения скорости отличается от другого. Компания «Симикон» из Санкт-Петербурга объяснит принцип измерения скорости радаром, компания «Технологии Распознавания» из Москвы покажет, как можно измерить скорость при помощи видеокамеры, а компания «Автодория» из Казани расскажет, зачем нужно измерять среднюю скорость движения автомобиля на участке дороги.
Измерение скорости при помощи радараАвтомобили созданы для передвижения, причём желательно — на высокой скорости. Каждый из нас хочет добраться из точки А в точку В как можно скорее. Чем быстрее едет автомобиль, тем меньше времени нужно, чтобы добраться до цели.
Однако скорость движения на дорогах ограничена. Почему? Да потому, что на большой скорости больше риска. На большой скорости машиной труднее управлять и движение становится опасным. Кроме того, чем выше скорость, тем длиннее тормозной путь.
Например, если увеличить скорость на 10 км/час, то тормозной путь увеличивается вдвое.
Выбор скорости зависит от особенностей дороги. Поэтому на дорогах устанавливают специальные знаки, ограничивающие скорость. А для нарушителей предусмотрены наказания в виде штрафов.
Но прежде чем наказывать, нужно точно измерить скорость автомобиля. Самый удобный и точный способ измерения — это измерение при помощи радара, который излучает электромагнитный сигнал в сторону автомобиля. Отразившись от движущегося автомобиля, сигнал приходит обратно на антенну радара, при этом частота отражённого сигнала зависит от скорости машины. Этот необычный эффект открыл австрийский физик Кристиан Доплер ещё в 1841 году. И с тех пор все радары, основанные на этом принципе, называются доплеровскими.
Современные доплеровские радары умеют не только измерять скорость, но и определять направление движения автомобиля, точно находить местоположение каждой машины на дороге. Если совместить такой радар с фотокамерой, то получится устройство, называемое фоторадар, который может автоматически фотографировать все проезжающие автомобили, одновременно измеряя их скорость.
И если среди них окажется нарушитель, то радар автоматически его обнаружит, сфотографирует и отправит в центр обработки все данные для оформления штрафа. Важно, что при этом фоторадар может не только сфотографировать номер автомобиля, но и «прочитать» его, то есть распознать имеющиеся на нём символы (буквы и цифры) и перевести их в цифробуквенный код. Без этого было бы невозможно автоматически обрабатывать полученные данные: пришлось бы использовать труд операторов, которые должны были бы рассматривать все фотографии глазами. Представьте, сколько машин проходит каждый час по скоростной дороге? За день с каждого фоторадара могут быть получены десятки тысяч фотографий! А распознанный номер может быть обработан с помощью компьютера автоматически.
Все данные фоторадар отправляет в центр обработки. Там есть база данных — специальным образом организованная информационная система, в которой содержатся данные обо всех зарегистрированных в стране автомобилях, а также именах и адресах их владельцев.
Если водитель нарушил правила и превысил скорость, то система оформит протокол, который будет отправлен хозяину автомобиля по почте. И тот должен будет заплатить штраф. Вся эта сложная система действует для того, чтобы все водители соблюдали Правила дорожного движения и мы могли безопасно пользоваться нашими дорогами.
Разумеется, современный фоторадар — это не просто сочетание камеры и радара. Для бесперебойной работы этого сложного прибора требуется целая система обеспечения жизнедеятельности, включающая защиту от изменений температуры, предотвращение запотевания стёкол, дистанционную диагностику и многое, много другое. Поэтому для разработки и производства этих приборов требуется сложное оборудование и специальные знания. Но зато выпускаемые в нашей стране фоторадары настолько надёжны, что, например, для обслуживания нескольких тысяч приборов, выпущенных компанией «Симикон» в Санкт-Петербурге и установленных по всей стране, требуется группа поддержки, состоящая всего из трёх человек.
И ещё хочется отметить одну очень важную вещь. Каждый водитель, садясь за руль своего автомобиля, должен понимать, что соблюдать ПДД нужно не из страха перед штрафами, а ради безопасности всех участников дорожного движения.
Измерение скорости по видеоизображениюВ некоторых комплексах фотовидео-фиксации для измерения скорости используют видеосъёмку. Так, например, измеряет скорость автоматический комплекс фотовидеофиксации «АвтоУраган», разработанный компанией «Технологии Распознавания».
«АвтоУраган» работает так. Видеокамера комплекса направлена на определённый участок дороги, длина которого известна заранее. Эта дистанция называется «зона контроля», её длина составляет около 6 метров (рис. 1). Когда машина въезжает в зону контроля, камера фиксирует это и распознаёт закреплённый на автомобиле автомобильный номерной знак. Именно номер является опорной точкой для дальнейшего вычисления скорости (рис. 2). Далее весь путь автомобиля через зону контроля фиксируется видеокамерой.
Камера «АвтоУрагана» формирует кадры через каждые 40 миллисекунд и фиксирует время каждого видеокадра (рис. 3). Поскольку время, когда сделаны первый и последний видеокадры, известно, можно вычислить время, за которое автомобиль проехал зону контроля. А зная время и длину зоны контроля, можно рассчитать скорость автомобиля (рис. 4).
Кстати, чем медленнее движется автомобиль, тем больше кадров будет сделано за время проезда зоны контроля. Например, двигаясь со скоростью 80 км/час, автомобиль проедет дистанцию зоны контроля (6 метров) за 270 миллисекунд. Соответственно, этот автомобиль в зоне контроля будет зафиксирован шесть раз (270 разделить на 40).
Зачем нужно измерять среднюю скорость автомобиля?Представьте, что вы участвуете в соревнованиях по бегу. Одновременно с командой «Старт» судья нажимает на кнопку секундомера, чтобы начать отсчёт времени, за которое вы преодолеете дистанцию. Когда вы пересекаете черту финиша, судья снова нажимает на кнопку секундомера — отсчёт времени окончен.
V (скорость) = S (путь) / t (время)
Например, если вы преодолели 500 метров за 1 минуту 40 секунд, то ваша средняя скорость составила 5 м/с или 18 км/час.
В спортивных соревнованиях не бывает требований, с какой максимальной скоростью надо бежать. Здесь каждый соревнуется в своём мастерстве. На дорогах, по которым ездят автомобили, другие правила. На каждой дороге обязательно установлено ограничение скорости и специальный знак, информирующий об этом водителей. Это необходимо для обеспечения безопасности дорожного движения, потому что чем выше скорость автомобиля, тем сложнее им управлять и тем больше тормозной путь. Однако не все водители соглашаются выполнять правила. В этом случае на помощь государству приходят современные информационные технологии.
Принцип работы системы контроля средней скорости такой же, как и в примере с соревнованиями по бегу. Только вместо обычного секундомера выступает специальный прибор, похожий на скворечник, внутри которого спрятан особенный секундомер, который соединён со спутником, камера и микропроцесссор. Вместо бегуна — автомобиль, на котором установлен уникальный госномер. Этот госномер присвоен только одному автомобилю, второго такого номера нет.
На дороге устанавливается два прибора — на старте и финише участка, где необходим контроль скорости. Приборы устанавливают на расстоянии друг от друга 0,2–10 км. Это расстояние строго определено и неизменно на каждом конкретном участке. Когда автомобиль проезжает мимо первого прибора, камера фотографирует его и передаёт в специальное подразделение Госавтоинспекции, которое называется Центром фотовидеофиксации, эту фотографию вместе с информацией о времени проезда мимо камеры.
Например, автомобиль проехал мимо первой камеры в 12 часов 34 минуты 12 секунд, а мимо второй — в 12 часов 35 минут 02 секунды. Расстояние между двумя приборами составляет 1000 метров. Получается, что автомобиль проехал этот участок за 50 секунд. Значит, его средняя скорость на участке составила
V=S/t=1000 метров / 50 сек = 20 м/с или 72 км/час.
Если на участке стоит ограничение скорости 50 км/час, значит, автомобиль двигался быстрее установленной скорости.
С помощью такого метода контроля средней скорости удаётся в два раза снизить число ДТП на тех участках, где установлены приборы. Такой способ обеспечения безопасности побуждает водителей соблюдать скорость на всём пути их движения, нарушителей скорости в потоке становится меньше, а водителей, соблюдающих правила скоростного режима, — больше. Так «Автодория» помогает сделать дорожное движение безопаснее.
Другие статьи по теме: Наглядные пособия / Методика работы / Интересное
Способ измерения скорости в физике. Скорость движения
Пример 1
Например, автомобиль движется по дороге и в нем находятся люди. Они осуществляют движение вместе с транспортом по трассе.
То есть люди передвигаются в пространстве относительно дороги, но относительно самой машины люди не движутся.
Из этого примера видно, что, изначально необходимо определить тело, рассматриваемое в движении, которое в наук называют точкой отсчета. Система координат тесно взаимосвязана с методикой измерения времени, что в результате создают концепцию отсчета.
В основном местоположение тела задается координатой. Проанализируем один пример: размеры станции, находящейся на орбите возле Земли, можно не принимать во внимание, а рассчитывать только траекторию перемещение космического корабля во время стыковки со станцией. Таким образом, размерами физических элементов возможно пренебречь, а иногда – тело считают материальной точкой. Линию, по которой перемещается данная величина, именуют траекторией, длину которой называют путем. Единица пути – метр (м). Механическое движение характеризуется тремя физиологическими величинами: скоростью, перемещением, и ускорением.
Понятие скорости механического движения
Определение 2
Скорость – физическая величина, которая равна перемещению тела к интервалу времени, в течение которого это взаимодействие произошло.
Механическое движение оценивается еще и тем, как быстро перемещается тело (точка). Это и есть скорость движения. Скорость представляет собой понятие векторной величины. Для того, чтобы в полном объеме задать ее, необходимо установить непосредственно направление и величину скорости, вдоль которых она была изначально замерена. Как правило скорость элементов рассматривают по траектории движения. В таком случае величина исследуемого объекта обусловливается как путь, пройденный за одну единицу времени. Другими словами, для нахождения правильного коэффициента траектории движения, путь тела надо разделить на время, в течение которого он был пройден.
Определение 3
Мгновенная скорость – это скорость точки в конкретный момент времени или в определенной точке траектории.
Это векторная физическая величина, численно равная пределу, к которому устремляется средняя скорость за очень малый промежуток времени. Указанная траектория является первой производной от вектора в соответствии с временем.
Эта величина дает точное представление о движении объекта в данный момент времени.
Например, во время поездки в автомобиле в определенный момент времени водитель смотрит на спидометр и видит, что на табло 100 км/ч. Затем стрелка указывает на 90 км/ч, а спустя пару минут – 110 км/ч.
Замечание 1
Значением мгновенной скорости транспорта в определенные моменты времени являются полученные показания прибора.
Имеется ли физический смысл в понятии «мгновенной скорости»? Данный термин характеризуется изменением перемещения элементов в пространстве. Но, чтобы узнать, как изменилось его расположение, следует наблюдать за движением в течение определенного периода времени.
Даже самые современные приборы для замера скорости измеряют движение за конкретный отрезок времени – конечный временной интервал. Определение «скорость тела на данный момент» не считается корректным с точки зрения физики.
Однако, именно этот тезис очень удобен в математических расчетах, поэтому им пользуются постоянно.
Закон сложения скоростей
Скорость любого физического тела относительно неподвижной концепции отсчета всегда равна векторной сумме перемещения элементов относительно подвижной системы. Эта теория помогает точно определить расположение объекта в конкретный период времени.
Для понимания указанного закона необходимо рассмотреть две системы отсчета, одна из которых связана с неподвижной точкой отсчёта $O$. Обозначим данную концепцию $K$, которая будет называться неподвижной.
Вторая система, обозначаемая $K’$ и перемещающаяся относительно тела $O$ со скоростью $ \bar{u}$ – будет считаться движущейся.
Необходимо понимать, что скорость является векторной величиной. По траектории движения возможно определить только направление скорости вектора. Вектор скорости направлен по касательной к траектории, по которой проходит тело, что движется на данный момент.
Отрицательная скорость
Замечание 2
Скорость тела может быть отрицательной в случае, когда тело движется в противоположном направлении от оси координат в выбранной системе отсчета.
Ученый из Великобритании, Роберта Бойд смог присвоить пучку света «отрицательную» скорость, при которой пик импульса продвигался к источнику, а не от него. Интересно, если менять среду специальным образом и пропускать через нее через свет, возможно легко управлять скоростью светового импульса – “замораживая” или замедлять его в десятки тысяч раз, а то и вовсе останавливать.
В этом аспекте речь идет о групповой скорости, которая определяет скорость распространения одного пучка импульса света. Из-за рассеивания этот элемент может передвигаться на несколько порядков медленнее, чем каждый фотон в отдельности, и наоборот -стремительнее скорости света в вакууме.
В данном случае речь не идет о нарушении законов природы, потому как самые первые фотоны в импульсе добегают до конца, не «быстрее света». В случае же остановки светового пучка необходимо говорить о поглощении импульса подготовленной средой с повторным излучением. При этом сохраняются все важные параметры исходного объекта, «до последнего фотона».
Самым распространённым определением скорости является ее как скорости движения тела. В данном контексте рассматривается изменение координаты положения тела в единицу времени. Таким образом, нестрогое определение скорости тела – это расстояние, которое преодолевает тело за единицу времени. Однако известно, что скорость тела измеряется не в метрах, например, и не в километрах, а, скорее, в метрах в секунду или километрах в час, несмотря на то, что определение гласит, что скорость – это расстояние. Дело в том, что чисто математически, для того чтобы найти расстояние, проходимое телом за единицу времени, необходимо разделить общее расстояние, пройденное телом, на время, за которое данное расстояние было преодолено. То есть метры делятся на секунды. Отсюда и получается такая единица измерения.
Однако вышеуказанное определение скорости, как уже говорилось, нестрогое. Дело в том, что в случае, если за разные промежутки времени тело проходит разные расстояния, деление общего расстояния на общее время даст только среднюю скорость.
Моментальное же значение скорости подразумевает нахождение производной функции расстояния от времени. Таким образом, для понимания строгого определения скорости тела необходимо понимать математическое определение производной функции.
Скорость в математике
Понятие скорости в связано со скоростью спада какой-либо функции в данной точке. А скорость спада функции определяется ее производной. Если речь идет о скорости движения тела, то под рассматриваемой функцией подразумевается расстояние, пройденное телом.
Итак, производная функции – это предел отношения приращения функции к приращению аргумента, когда приращение аргумента стремится к нулю. Фактически, данное определение отличается от нестрогого определения скорости только наличием предела. Поэтому, чтобы найти точное значение скорости движения тела в данный момент времени, необходимо разделить промежуток расстояния на соответствующий ему промежуток времени, а после – устремить промежуток времени к нулю, тогда полученное значение отношения даст точное текущее значение скорости.
Другие понятия скорости в физике
На самом деле, как уже говорилось выше, скорость движения тела – это всего лишь частный случай в определении понятия скорости. Если заменить расстояние на любую другую физически обоснованную величину, то можно будет получить скорость изменения данной величины в единицу времени.
Мы рассмотрели перемещение предмета на плоскости. Следует сказать, что любое перемещение происходит во времени. Можно сказать, что шар переместился из начальной точки А в конечную точку Б за какой-то промежуток времени:
Δt = t 1 – t 0 , где
t 1 – конечное время;
t 0 – начальное время;
Δt – промежуток времени
Если мы хотим узнать как быстро происходит перемещение шара, то фактически мы пытаемся измерить скорость шара.
Скорость в физике обозначают символом V :
V = S/t (Скорость = расстояние/время)
Выражаясь более точно, можно сказать:
Переменная V обозначает только величину скорости! Следует сказать, что скорость (как и перемещение) имеет определенное направление, т.
е., скорость является векторной величиной !
1. Мгновенная скорость
Допустим, что мы едем на автомобиле по шоссе. В какой-то момент времени водитель бросает свой взгляд на спидометр и видит, что стрелка прибора показывает скорость 110 км/ч. Через некоторое время повторный взгляд водителя фиксирует величину 95 км/ч. А еще через время – 105 км/ч. Все эти показания спидометра (110; 95; 105) называют мгновенной скоростью автомобиля – скоростью в данный момент времени.
2. Равномерная скорость
Равномерное движение с постоянной скоростью – это простейший вид движения. На хороших машинах есть режим “круиз-контроль”. В этом режиме автомобиль движется с равномерной скоростью, величину которой устанавливает водитель.
3. Неравномерное движение
Однако, в повседневной жизни движение происходит с разными скоростями – это, так называемое, “неравномерное движение”. В простейшем случае изменение скорости можно выразить уже знакомой нам формулой:
ΔV = V 1 – V 0 , где
ΔV – изменение скорости;
V 0 – начальная скорость;
V 1 – конечная скорость
Средняя скорость
Скорый поезд Киев-Луганск отправляется из Киева в 18:40, а прибывает в Луганск на следующий день в 9:40.
Т.о., время в пути составляет 15 часов. Расстояние между Киевом и Луганском 840 км. В этом случае, разделив расстояние на время, мы получим среднюю скорость:
V = 840/15 = 56 км/ч
Обратите внимание, что средняя скорость обозначается, с помощью штриха над символом V .
Скорость является одной из основных характеристик . Она выражает саму суть движения, т.е. определяет то отличие, которое имеется между телом неподвижным и телом движущимся.
Единицей измерения скорости в системе СИ является м/с .
Важно помнить, что скорость – величина векторная. Направление вектора скорости определяется по движения. Вектор скорости всегда направлен по касательной к траектории в той точке, через которую проходит движущееся тело (рис.1).
К примеру, рассмотрим колесо движущегося автомобиля. Колесо вращается и все точки колеса движутся по окружностям. Брызги, разлетающиеся от колеса, будут лететь по касательным к этим окружностям, указывая направления векторов скоростей отдельных точек колеса.
Таким образом, скорость характеризует направление движения тела (направление вектора скорости) и быстроту его перемещения (модуль вектора скорости).
Отрицательная скорость
Может ли скорость тела быть отрицательной? Да, может. Если скорость тела отрицательна, это значит, что тело движется в направлении, противоположном направлению оси координат в выбранной системе отсчета. На рис.2 изображено движение автобуса и автомобиля. Скорость автомобиля отрицательна, а скорость автобуса положительна. Следует помнить, что говоря о знаке скорости, мы имеем ввиду проекцию вектора скорости на координатную ось.
Равномерное и неравномерно движение
В общем случае скорость зависит от времени. По характеру зависимости скорости от времени, движение бывает равномерное и неравномерно.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Равномерное движение – это движение с постоянной по модулю скоростью.
В случае неравномерного движения говорят о :
Примеры решения задач по теме «Скорость»
ПРИМЕР 1
| Задание | Автомобиль прошел первую половину пути между двумя населенными пунктами со скоростью 90 км/ч, а вторую половину – со скоростью 54 км/ч. Определите среднюю скорость автомобиля. |
| Решение | Было бы неверным вычислять среднюю скорость автомобиля как среднее арифметическое двух указанных скоростей. Воспользуемся определением средней скорости: Так как предполагается прямолинейное равномерное движение, знаки векторов можно опустить. Время, потраченное автомобилем на прохождение всего отрезка пути: где — время, затраченное на прохождение первой половины пути, а — время, затраченное на прохождение второй половины пути. Суммарное перемещение равно расстоянию между населенными пунктами, т.е. . Подставив эти соотношения в формулу для средней скорости, получим: Переведем скорости на отдельных участках в систему СИ: Тогда средняя скорость автомобиля: |
| Ответ | Средняя скорость автомобиля равна 18,8 м/с |
ПРИМЕР 2
| Задание | Автомобиль проехал 10 секунд со скоростью 10 м/с, а затем ехал еще 2 минуты со скоростью 25 м/с. Определить среднюю скорость автомобиля. |
| Решение | Сделаем рисунок. |
Проделаем опыт. Установим на тележку капельницу (рис. 11). Из капельницы через одинаковые промежутки времени падают капли окрашенной жидкости. Если присоединить к тележке груз (как это показано на рисунке 11), то при определенной его величине расстояния между следами, оставленными каплями на бумаге (при движении тележки), могут оказаться равными. Это означает, что тележка за одинаковые промежутки времени проходит равные пути. Повернув кран капельницы так, чтобы капли падали чаще, повторим опыт. Следы капель и в этом случае оказываются на равных расстояниях друг от друга, хотя и меньших, чем в первом опыте. А это значит, что и за меньшие одинаковые промежутки времени тележка проходит одинаковые пути.
Если какое-нибудь тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути, то его движение называют равномерным .
Быстроту движения характеризуют физической величиной, называемой скоростью.
Известно, что самолет движется быстрее автомобиля, а искусственный спутник Земли – быстрее самолета.
Скорость тела при равномерном движении показывает, какой путь проходит тело за единицу времени. Например, если за каждый час пешеход проходит 3 км, а самолет пролетает 900 км, то говорят, что скорость пешехода 3 км/ч, а скорость самолета 900 км/ч.
Если же известно, что тот же пешеход за каждые два часа проходит 6 км, то, для того чтобы узнать, какой путь он проходит за 1 ч, следует эти 6 км разделить на 2 ч. При этом мы снова получим 3 км/ч.
Итак, чтобы определить скорость тела при равномерном движении, надо пройденный телом путь разделить на время движения , т. е.
Обозначим все величины, входящие в это выражение, латинскими буквами:
s – путь, v – скорость, t – время.
Тогда формулу для нахождения скорости можно представить в следующем виде:
В СИ за единицу скорости принимают скорость такого равномерного движения, при котором движущееся тело за 1 с походит путь, равный 1 м.
Эту единицу обозначают или 1 м/с (читается “метр в секунду”).
На практике часто применяют другую единицу скорости: 1 км/ч. Найдем связь между разными единицами скорости. Так как 1 км = 1000 м, а 1 ч = 60 мин = 3600 с, то мы можем записать:
Рассмотрим пример. Пусть требуется выразить скорость самолета, равную 720 км/ч, в метрах в секунду. Переводя километры в метры, а час в секунды, получаем
При равномерном движении числовое значение скорости не изменяется. Если, например, скорость тела равна 60 км/ч, то это значение будет оставаться таким же на протяжении всего времени движения.
Но, кроме своего числового значения, скорость имеет и свое направление. Поэтому на рисунках скорость тела изображают в виде стрелки (рис. 12). Стрелка указывает направление скорости (а следовательно, и движения) тела.
Величины, имеющие направление в пространстве, называют векторными величинами или просто векторами . Скорость – величина векторная. Векторной величиной, как мы увидим позже, является также сила.
С другой стороны, такие величины, как масса, путь, объем, векторами не являются: они не имеют направления в пространстве и характеризуются лишь числовым значением.
В таблице 2 приведены значения некоторых скоростей, встречающихся в природе.
Таблица 2
Скорости движения, м/с
Не все указанные в таблице 2 движения являются равномерными. Лишь звук, свет и радиоволны при определенных условиях распространяются с постоянной скоростью. Скорости остальных тел меняются в процессе движения. Поэтому для них указаны средние или наибольшие значения, которые могут быть достигнуты этими телами.
Движения, при которых скорость тела на разных участках траектории различна, называются неравномерными .
Неравномерные движения характеризуют средней скоростью . Средняя скорость неравномерного движения находится так же, как и скорость равномерного движения, т. е. пройденный телом путь делится на время движения: Только полученное при этом значение может не совпадать со скоростью движения тела на отдельных участках траектории.
При неравномерном движении тело на одних участках имеет меньшую скорость, на других – большую. Например, поезд, отходящий от станции, начинает двигаться все быстрее и быстрее. Подъезжая к станции, он, наоборот, замедляет свое движение.
Лишь при равномерном движении скорость тела на протяжении всей траектории имеет неизменное числовое значение.
Зная скорость и время равномерного движения тела, можно вычислить пройденный телом путь. Из формулы (6.1) следует, что
(6.2)
Итак, чтобы найти путь, пройденный при равномерном движении, надо скорость тела умножить на время движения .
Если же известны путь и скорость, то можно найти время движения. Из формулы (6.2) получаем
(6.3)
Итак, чтобы найти время движения, надо путь, пройденный телом, разделить на его скорость .
1. Какое движение называют равномерным? 2. Что показывает скорость равномерного движения? 3. Как определяется скорость при равномерном движении? 4. Как находится пройденный путь, если известны скорость и время движения? 5.
Как находится время движения, если известны путь и скорость движения? 6. Какое движение называют неравномерным? 7. Как нужно изменить условия опыта, изображенного на рисунке 11, чтобы движение тележки стало неравномерным? Как при этом изменятся расстояния между следами, оставляемыми падающими каплями? 8. Как находится средняя скорость? 9. Какие величины называют векторными? Как их изображают на рисунках?
Экспериментальные задания.
1. Определите среднюю скорость, с которой вы пробегаете 100 м. 2. Если у вас дома есть игрушечный заводной автомобиль, то, сделав необходимые измерения, найдите среднюю скорость, с которой он перемещается. Результаты измерений и вычислений запишите в тетрадь.
методов измерения скорости движения | Фонд DUI
Методы измерения скорости транспортных средствDUI Foundation Team2016-11-03T10:50:06-04:00
На протяжении всей истории сотрудники правоохранительных органов использовали широкий спектр устройств для измерения скорости, которые сильно различались по простоте использования и точности.
На данный момент полицейские управления используют четыре основных устройства для измерения скорости:
- Часы-спидометр
- Радар
- Среднескоростные компьютеры
- ЛИДАР (световое обнаружение и определение дальности)
- Самолет
- Фоторадар
- Беспилотный радар
Иногда также используются самолеты и фоторадары, но в меньшей степени. У каждого метода есть плюсы и минусы.
Часы-спидометр являются наименее технологически продвинутым методом измерения скорости и были в значительной степени заменены более эффективными устройствами. Тем не менее, они все еще используются в некоторых местах, потому что они являются наименее дорогим методом тактирования спидеров и дают довольно точные данные.
Радар — это аббревиатура от «Radio Detection and Ranging». Этот метод измерения скорости измеряет передачу электромагнитных волн, когда они отражаются от движущегося объекта. Когда волна отражается, ее частота меняется, и радар интерпретирует несоответствие в расчете скорости.
Это изменение частоты широко известно как эффект Доплера или сдвиг Доплера.
Радар — самый популярный способ ограничения скорости. Из-за этого многие потребители предпочитают приобретать радар-детекторы, которые способны определять, когда радар для определения скорости находится поблизости. Устройство используется с целью снижения риска того, что водитель может быть остановлен.
Компьютер средней скорости — это технологическое устройство, использующее компьютерную программу для измерения скорости. Это делается путем деления пройденного расстояния на время, затраченное на преодоление этого расстояния, что дает среднюю скорость движения на протяжении этого расстояния. Эти устройства часто встречаются в полицейских патрульных машинах. Поскольку они не используют электромагнитные волны, они не могут быть обнаружены радар-детекторами.
Лидарные или лазерные устройства используют инфракрасные световые волны, излучаемые на частотах, которые позволяют сфокусировать луч в узкой целевой области. Обычно это ручные устройства, используемые за пределами патрульной машины, поскольку лобовое стекло может уменьшить дальность действия устройства. Теория, лежащая в основе технологии лазерного определения скорости, заключается в том, что скорость рассчитывается путем деления расстояния на время световых импульсов лазера (S=D/T).
Хотя можно обнаружить лазерные лучи, испускаемые лидаром, устройства, которые это делают, имеют ограниченную эффективность, что делает это устройство первым выбором многих силовиков.
Самолеты иногда используются для измерения скорости. В этом случае обеспечение скорости достигается за счет комбинации наземных подразделений и самолета с неподвижным крылом. Формула этого метода: Скорость=Расстояние/Время.
Чтобы использовать этот метод, на тротуаре должны быть нанесены линии, обозначающие трассу. Когда транспортные средства движутся по заданному курсу, на самолете активируются часы. После прохождения дистанции вычисляется скорость, и если транспортное средство превышало установленную скорость, оповещаются наземные подразделения.
Фоторадар похож на обычный радар, за исключением того, что он фотографирует автомобиль и номерной знак нарушителя скорости. Затем в файл фотографии можно добавить дату, время и скорость. Некоторые устройства настолько продвинуты, что могут захватывать и образ водителя.
7 Устройства для измерения скорости
от Mift H
Скорость — это единица измерения движения объекта в единицу времени. Это обычно упрощается как км / час или м / с. Чем большее расстояние он проходит и чем меньше времени это занимает, тем выше скорость этого конкретного объекта.
Для нас важно измерение скорости конкретного объекта. Когда вы оцениваете характеристики автомобиля, одним из аспектов рассмотрения является скорость. Когда вы за рулем, если вы превысите скорость, вы можете столкнуться с чем-то неожиданным. Имея устройство для измерения скорости на приборной панели, вы можете контролировать скорость своего автомобиля.
При работе с машиной можно контролировать ее работу, наблюдая за скоростью. Поскольку эта машина вращается, мы не используем типичные единицы измерения км/час или м/с, а в данном случае используем число оборотов в минуту. RPM — это аббревиатура от оборотов в минуту. Просто сколько вращений требуется в единицу времени. Допустим, это 1000 об/мин. Тем не менее, он вращается 1000 раз за 60 секунд.
Существует огромное количество устройств, которые мы используем для измерения скорости, поскольку их применение широко и повсеместно. Эта страница содержит список устройств для измерения скорости, которые мы могли бы встретить в нашей повседневной жизни.
7 лучших устройств для измерения скорости
1. Спидометр (для измерения скорости автомобиля)
Кто сегодня не водит машину? Никто. Эту прелесть знают все. А спидометр — это самая жирная приборная панель, которую мы легко замечаем на приборной панели. Этот измерительный инструмент устанавливается непосредственно в систему. Он дает показания скорости автомобиля в режиме реального времени. То же самое происходит и с другим транспортом, таким как автобус, грузовик, велосипед, мотоцикл и т. д.
2. Тахометр (для измерения угловой скорости)
Источник: FlickrЧто такое тахометр? Тахометр – это прибор для измерения угловой скорости. Это измерительное устройство обычно используется для измерения скорости машины.
Как мы говорили об этом позже в лучшей статье о тахометре. Есть две модели: контактная и бесконтактная. В контактной модели используется колесо, предназначенное для контакта с машиной. Когда вращается вращающаяся часть машины, вращается и колесо тахометра. Во время контакта вычисляется скорость.
Другая бесконтактная модель использует лазерную технологию. Лазер излучается, и когда установленная часть отражает лазер (кстати, вы должны установить отражающую часть на пропеллере), это считается за один оборот. Как многие понимают, этот метод считается более безопасным, так как вы можете измерить машину с нескольких расстояний от вращающихся объектов. Представьте, что это большой пропеллер, вам безопаснее использовать лазерный тахометр.
3. Радар
Радар позволяет использовать радиоволны для измерения скорости движущегося объекта. Он не только вычисляет скорость (скорость), но также дальность и угол. Этот инструмент так распространен в самолетах и кораблях.
Тем не менее, в гражданских целях чаще всего используется радарная пушка. В этом случае, вместо использования радиоволн, установка системы может обойтись в несколько долларов из-за нежелательной ошибки, скоростная радарная пушка использует эффект Доплера, тему физики, которую вы, , возможно, слышали в старшей школе.
Это устройство позволит вам измерить скорость автомобиля, даже если вы не управляете им. Еще одним преимуществом является измерение скорости бега футболиста. В спорте много плюсов.
4. Лидар
Эффект Доплера может иметь недостатки с точки зрения измерения скорости. Lidar расшифровывается как Light Detection and Ranging. Это устройство использует лазерный свет с длиной волны 600–1000 нм [Википедия], измеряя расстояние по времени отражения лазера, который возвращается обратно к приемнику. Более продвинутое лидарное устройство использует GPS для создания более полного визуального результата.
Вы когда-нибудь видели полицейский лидар? Да, это одно из применений лидара, которое мы легко можем найти в нашей повседневной жизни. И радар, и лидар могут использоваться для определения скорости, однако у них есть отличия.
5. Анемометр (для измерения скорости ветра)
Следующим инструментом для измерения скорости, который у нас есть в списке, является анемометр. Это устройство, которое обычно можно найти на метеостанции. Он функционирует для измерения скорости ветра вместе с направлением ветра.
Удивительно, но сегодня существует несколько типов анемометров. Вы можете найти на офлайн-рынке от обычной чашки до модели ультразвукового анемометра.
Анемометр используется во многих областях, таких как HVAC, погоня за штормом, кайтсерфинг, дроны и т.