运动实验室:大厅漫步(讨论与回答)

介绍

在物理学的研究中，速度被定义为根据参考点位置的变化率。因此它是一个矢量;定义它需要速度和方向的标量。在国际单位制中，以米每秒为单位:(m/s) [N]表示速度的标量值为速度。例如，“15m / s”是一个标量，而“15m / s east”是一个矢量。的平均在时间间隔期间，物体在方向和幅度移动的物体的速度（δt)可以用公式来描述:

目的

确定位置-时间图的斜率与速度之间的关系(如果有的话)。

材料和方法

材料:

——胶带

- 仪表棒

——秒表

——学校附件

变量：

独立:步行者行进的速度

依赖:平均速度

受控：10米赛道，计时器，步行者，记录仪，测试环境，间隔测量

方法

1)收集所有材料并送到试验台。

用胶带在走廊上画了一个10米长的电路。每米用一条胶带标出，每两米用“x”标出。

3）记录仪，计时器和助行器全部指定并在实验过程中保持不变。

4）进行实验的一部分。数据被记录下来。（在整行程中向前移动速度慢速度）

5)进行实验的B部分。数据被记录下来。(重复a，但保持匀速前进)

6)进行实验C部分。数据被记录下来。(匀速缓慢向前移动3米。停止5 s。然后以匀速前进)

7)进行实验的D部分。数据被记录下来。(匀速缓慢向前移动3米。停止5 s。然后以更快的匀速向前移动到最远的位置。停止10年代。然后以中等匀速返回起点。)

8）一旦测试完成，所有材料都被收集并清理测试站。

观察

一个旅行
时间（s）不确定性:+ / -.05ms	位置（m）[s]不确定性：+/- .05mm
0．00	0．00
2.53	2．00
4.75	4.00
6.99.	6.00
9.57	8.00
12.08	10.00

旅行B
时间（s）不确定性:+ / -.05ms	位置（m）[s]不确定性：+/- .05mm
0．00	0．00
2.11	2．00
3.92	4.00
4.87	6.00
6.15	8.00
8.34	10.00

旅行C
时间（s）不确定性:+ / -.05ms	位置（m）[s]不确定性：+/- .05mm
0．00	0．00
2.83	2．00
4.91	4.00
11.94	6.00
13.46	8.00
14.87	10.00

旅行D
时间（s）不确定性:+ / -.05ms	位置（m）[s]不确定性：+/- .05mm
0．00	0．00
2.93	2．00
9.14	4.00
10.35	6.00
12.63	8.00
14.67	10.00
25.89	8.00
27.31	6.00
29.21	4.00
32.16	2．00
33.82	0．00

计算

一个旅行

- - - - - - 变风量空调=d₁ ∆t	＿ 变风量空调=d₂ ∆t	＿ 变风量空调=d₃ ∆t	＿ 变风量空调=d₄ ∆t	＿ 变风量空调=d₅ ∆t
＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.53秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.22秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.24秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.58秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.51秒
＿ 变风量空调= .8m / s [s]	＿ vav = .9m / s [s]	＿ vav = .9m / s [s]	＿ 变风量空调= .8m / s [s]	＿ 变风量空调= .8m / s [s]
总平均速度	（10M [S]）/ 12.08）= .8m / s [s]

旅行B

- - - - - - 变风量空调=d₁ ∆t	＿ 变风量空调=d₂ ∆t	＿ 变风量空调=d₃ ∆t	＿ 变风量空调=d₄ ∆t	＿ 变风量空调=d₅ ∆t
＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.11秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 1.81s.	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 0 .95	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 1.28s.	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.19
＿ Vav= 1米/秒[s]	＿ Vav= 1米/秒[s]	＿ vav = 2 m / s [s]	＿ vav = 2 m / s [s]	＿ vav = .9m / s [s]
总平均速度	（10M [S]）/ 8.34）= 1 m / s [s]

旅行C

- - - - - - 变风量空调=d₁ ∆t	＿ 变风量空调=d₂ ∆t	＿ 变风量空调=d₃ ∆t	＿ 变风量空调=d₄ ∆t	＿ 变风量空调=d₅ ∆t
＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.83s.	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.08s.	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 7 .03s.	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 1.52秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 1.41秒
＿ Vav= 0.7 m/s [s]	＿ Vav= 1米/秒[s]	＿ Vav= 0.3 m/s [s]	＿ Vav= 1米/秒[s]	＿ VAV = 1M / s [S]
总平均速度	(10m [S])/ 14.87)= 0.7 m/ S [S]

旅行D

- - - - - - 变风量空调=d₁ ∆t	＿ 变风量空调=d₂ ∆t	＿ 变风量空调=d₃ ∆t	＿ 变风量空调=d₄ ∆t	＿ 变风量空调=d₅ ∆t
＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.93秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 6.21秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 1.21秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.28s.	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 2.04s.
＿ Vav= 0.7 m/s [s]	＿ Vav= 0.3 m/s [s]	＿ vav = 2 m / s [s]	＿ vav = .9 m / s [s]	＿ VAV = 1M / s [S]
- - - - - - 变风量空调=d₆ ∆t	＿ 变风量空调=d₇ ∆t	＿ 变风量空调=d₈ ∆t	＿ 变风量空调=d₉ ∆t	＿ 变风量空调=D₁₀ ∆t
＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 11.22秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 1.42秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 7 .03s.	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 1.52秒	＿ 变风量空调=2.00 m / s [s] 1.9秒
＿ Vav= 0.2 m/s [s]	＿ Vav= 1米/秒[s]	＿ Vav= 0.3 m/s [s]	＿ Vav= 1米/秒[s]	＿ VAV = 1M / s [S]
总平均速度	(20m [S])/ 33.82)= .4 m/ S [S]

误差分析

一个旅行

R²值= 0.9988，只有0.0012的线性关系。(恒定速度)

旅行B

R²值= 0.9831，是0.00169的线性关系。(恒定速度)

旅行C

R 2值= 0.948，其来自线性关系.0052。(恒定速度)

旅行D

方法DR²值= -0.371，其从线性关系中是.629。(恒定速度)

人类的错误:在实验期间，有两个人为错误的主要来源，助行器和计时器。由于必须停止或试图保持恒定或缓慢的速度，因此沃克的速度在整个10米路上并不一致。即使当应该是恒定的平均速度，也导致每个间隔存在不同的平均速度。定时器正在每两级间隔记录步行者的距离，但是在10米电路期间，助行器根本不会停止。这导致定时器必须使用自己的题为来决定当伴侣越过每个2米标记时，并确保时间与实际发生的事情准确。

设备错误:测量的不确定性:定时器+/- .05ms，米棒+/- .05毫米．测量装置中的这两种不确定性都可能导致一个间隔比另一个间隔长，或者一个间隔的速度比另一个稍快或稍慢。

讨论问题

1）绊倒A和B​​是相关的。两者之间的唯一区别是每次旅行期间行驶的速度。两者在旅途持续时间内导致近恒定的速度。跳闸C的止动件有意味着与其他人相比，旅行中的一个速度极为慢。行程D是独一无二的，因为它纳入了助行器的停止和助行器的返回到参考点，这意味着负斜率。

2）斜率为正=这意味着沃克正在远离参考点。斜率越线性，这个人移动得越快。

3）负斜坡=这意味着步行者正在向参考点移动。斜率越线性，这个人移动得越快。

没有斜坡这意味着沃克没有移动。

4）实验期间的两个主要错误确保步行者以不断的速度移动，并且计时器为每间隔获得正确的时间。通过为人的更严格的指南设置较严格的指南，例如计算它们的步伐或将人体元素全部拆卸并使用机器，可以最大限度地减少了恒定速率的问题。通过使用下次使用“LAP”功能来修复定时问题，或者可能使用每个间隔的定时器由踩踏磁带上的人停止的每个间隔。

结论

该实验室的目的是找到最佳拟合线的斜率与平均速度之间的关系。每个图标具有高于其R 2值的Y = x值，指示线的斜率。如果将该斜率值与每个跳闸的计算的平均速度数据进行比较，则该值几乎相同。这证明了最佳契合线的斜率实际上是每次行程的平均速度。如果测量每个单独的线段的斜率，则数据将匹配每次间隔的计算的平均速度。大多数情况下的数据并不令人惊讶，而且相对精确，但总是有所改善。