Как найти время, скорость и расстояние

Расстояние

Мы постоянно ходим пешком и ездим на транспорте из одной точки в другую. Давайте узнаем, как можно посчитать это пройденное расстояние.

Расстояние — это длина от одного пункта до другого.

• Например: расстояние от дома до школы 3 км, от Москвы до Петербурга 705 км.

Расстояние обозначается латинской буквой s.

Единицы расстояния чаще всего выражаются в метрах (м), километрах (км).

Формула пути Чтобы найти расстояние, нужно умножить скорость на время движения: s = v × t

Демоурок по математике

Узнайте, какие темы у вас «хромают», а после — разбирайте их без зубрежки формул и скучных лекций.

Скорость

Двигаться со скоростью черепахи — значит медленно, а со скоростью света — значит очень быстро. Сейчас узнаем, как пишется скорость в математике и как ее найти по формуле.

Скорость определяет путь, который преодолеет объект за единицу времени. Скорость обозначается латинской буквой v.

Проще говоря, скоростью называют расстояние, пройденное телом за единицу времени.

Впервые формулу скорости проходят на математике в 5 классе. Сейчас мы ее сформулируем и покажем, как ее использовать.

Формула скорости Чтобы найти скорость, нужно разделить путь на время: v = s : t

Показатели скорости чаще всего выражаются в м/сек или км/час.

Скорость сближения — это расстояние, на которое сблизились два объекта за единицу времени. Чтобы найти скорость сближения двух объектов, которые движутся навстречу друг другу, надо сложить скорости этих объектов.

Скорость удаления — расстояние, на которое отдалились друг от друга два объекта за единицу времени.

Чтобы найти скорость удаления объектов, которые движутся в противоположных направлениях, нужно сложить скорости этих объектов.

Чтобы найти скорость удаления при движении с отставанием или скорость сближения при движении вдогонку, нужно из большей скорости вычесть меньшую.

Онлайн-курсы по математике для детей — отличный способ разобраться в сложных темах под руководством внимательного преподавателя.

Время

Время — самое дорогое, что у нас есть. Но кроме философии, у времени есть важная роль и в математике.

Время — это продолжительность каких-то действий, событий.

• Например: от метро до дома — 10 минут, от дома до дачи — 2 часа.

Время движения обозначается латинской буквой t.

Чаще всего вам будут встречаться такие единицы времени, как секунды, минуты и часы.

Формула времени Чтобы найти время, нужно разделить расстояние на скорость: t = s : v

Эта формула пригодится, если нужно узнать, за какое время тело преодолеет то или иное расстояние.

Бесплатные занятия по английскому с носителем

Занимайтесь по 15 минут в день. Осваивайте английскую грамматику и лексику. Сделайте язык частью жизни.

Взаимосвязь скорости, времени, расстояния

Скорость, время и расстояние связаны между собой очень крепко. Одно без другого даже сложно представить.

Если известны скорость и время движения, то можно найти расстояние. Оно равно скорости, умноженной на время: s = v × t.

Задачка 1. Мы вышли из дома и направились в гости в соседний двор. Мы дошли до соседнего двора за 15 минут. Фитнес-браслет показал, что наша скорость была 50 метров в минуту. Какое расстояние мы прошли?

Как рассуждаем:

Если за одну минуту мы прошли 50 метров, то сколько таких пятьдесят метров мы пройдем за 10 минут? Умножив 50 метров в минуту на 15 минут, мы определим расстояние от дома до магазина:

v = 50 м/мин

t = 15 мин

s = v × t = 50 × 15 = 750 (м)

Ответ: мы прошли 750 метров.

Если известно время и расстояние, то можно найти скорость: v = s : t.

Задачка 2. Двое школьников решили проверить, кто быстрее добежит от двора до спортплощадки. Расстояние между двором и площадкой — 100 метров. Первый школьник добежал за 25 секунд, второй за 50 секунд. Кто добежал быстрее?

Как рассуждаем:

Быстрее добежал тот, кто за 1 секунду пробежал большее расстояние. Говорят, что у него скорость движения больше. В этой задаче скорость школьников — это расстояние, которое они пробегают за 1 секунду.

Чтобы найти скорость, нужно расстояние разделить на время движения. Найдем скорость первого школьника: для этого разделим 100 метров на время движения первого школьника, то есть на 25 секунд:

100 : 25 = 4

Если расстояние дано в метрах, а время движения в секундах, то скорость измеряется в метрах в секунду (м/с). Если расстояние дано в километрах, а время движения в часах, скорость измеряется в километрах в час (км/ч).

В нашей задаче расстояние дано в метрах, а время в секундах. Значит, будем измерять скорость в метрах в секунду (м/с).

100 м : 25 с = 4 м/с

Так мы узнали, что скорость движения первого школьника 4 метра в секунду.

Теперь найдем скорость движения второго школьника. Для этого разделим расстояние на время движения второго школьника, то есть на 50 секунд:

100 : 50 = 2

Значит, скорость движения второго школьника составляет 2 метра в секунду.

Сейчас можно сравнить скорости движения каждого школьника и узнать, кто добежал быстрее.

4 (м/с) > 2 (м/с)

Скорость первого школьника больше. Значит, он добежал до спортивной площадки быстрее.

Ответ: первый школьник добежал быстрее.

Если известны скорость и расстояние, то можно найти время: t = s : v.

Задачка 3. От школы до стадиона 500 метров. Мы должны дойти до него пешком. Наша скорость будет 100 метров в минуту. За какое время мы дойдем до стадиона из школы?

Как рассуждаем:

Если за одну минуту мы будем проходить 100 метров, то сколько таких минут со ста метрами будет в 500 метрах?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно 500 метров разделить на расстояние, которое мы будем проходить за одну минуту, то есть на 100. Тогда мы получим время, за которое дойдем до стадиона:

s = 500 м

v = 100 м/мин

t = s : v = 500 : 100 = 5 (мин)

Ответ: от школы до стадиона мы дойдем за 5 минут.

Специально для уроков математики можно распечатать или нарисовать самостоятельно такую таблицу, чтобы быстрее запомнить и применять формулы скорости, времени, расстояния.

Как называется прибор, измеряющий скорость велосипеда?

содержание

Велокомпьютер — это устройство, используемое на велосипеде для измерения скорости, расстояния, времени и других дополнительных измерений, зависящих от модели.

Как измеряется скорость велосипеда?

Потенциометр или измеритель мощности — это устройство, которое измеряет мощность в ваттах, которую мы прилагаем при вращении педалей по соотношению сила-скорость. Информация моментально отображается на экране устройства, а также сохраняется, чтобы впоследствии велосипедист мог провести соответствующий анализ.

Что такое велосипедный одометр?

Одометр — измерительный прибор, который измеряет расстояние.

Что измеряет велосипедный измеритель мощности?

Велосипедный потенциометр — это инструмент, предназначенный для измерения мощности, которую мы применяем при каждом нажатии педали через соотношение сила-скорость. Информация отображается в ваттах (Вт), мгновенно записывается, а также сохраняется для последующего анализа.

Как измеряется мощность велосипеда?

Ватт — это способ измерения мощности, которая достигается путем умножения силы, прикладываемой к педалям, на частоту вращения педалей, а затем деления на вес велосипедиста, чтобы найти ватты, перемещаемые в килограммах, или так называемую относительную мощность.

Как измеряется время в велоспорте?

Испытание на время с эргометром

Для этого необходимо иметь велотренажер, оснащенный эргометром. Благодаря этому вы сможете измерить время, необходимое для преодоления расстояния или расстояние, которое вы в состоянии преодолеть за заданное время.

Сколько времени нужно, чтобы проехать 30 км?

Начинающий шоссейный велосипедист: полтора часа. Опытный шоссейный велосипедист: один час. Профессиональный шоссейный велосипедист: 45 минут.

Как называется прибор, измеряющий километры?

Одометр — это прибор, который измеряет расстояние, пройденное объектом или транспортным средством, и записывает данные в единицах длины, обычно в километрах или милях.

Как называется счетчик километров?

Одометр. м. Счетчик, который регистрирует обороты колес транспортного средства и, таким образом, указывает пройденные километры.

Как измеряется спидометр?

Спидометр – это измерительный прибор, который показывает реальную скорость автомобиля. Для автомобилей используется механический и электронный спидометр, а скорость указывается в милях или километрах в час.

Зачем использовать потенциометр?

Зачем использовать измеритель мощности на велосипеде?

Измерители мощности позволяют нам видеть и точно записывать, сколько энергии мы производим при вращении педалей. На велосипеде это позволит нам узнать, сколько ватт мы производим в режиме реального времени и, следовательно, нашу производительность в данный момент.

Что является основным инструментом в велоспорте?

Потенциометр: основной инструмент для улучшения вашей производительности на велосипеде. Актуальность использования потенциометров у велосипедистов с каждым днем ​​растет в геометрической прогрессии за счет пользы в физическом состоянии спортсменов.

Какой потенциометр лучше?

Потенциометр FSA Powerbox от компании FSA — еще один хороший вариант, если мы ищем потенциометр-паук, который измеряет обе ноги. FSA — это бренд, признанный за качество компонентов, которые они разрабатывают. Его цена очень хороша для двойного метра, и у нас есть варианты из алюминия и углерода.

Что такое кривошип с потенциометром?

Кривошипные рукоятки с измерителем мощности — отличное решение для оснащения велосипеда надежным и простым в установке измерителем мощности. Кроме того, на рынке представлено большое разнообразие марок и моделей, поэтому у нас есть широкий спектр возможностей.

Что такое ватт-килограмм?

Одним из наиболее важных факторов в современном велоспорте является количество ватт/килограмм. Это очень просто понять. Ватты — это единица измерения, которую мы используем для измерения мощности (или силы), прилагаемой к педалям, а килограммы — это вес водителя. Чем больше ватт и меньше вес, тем выше соотношение ватт/килограмм.

Что такое ватты в спиннинге?

ВАТТ/ВАТТ: единица мощности Международной системы единиц, равная 1 Дж/сек. Ватт — это единица измерения количества энергии, отдаваемой или поглощаемой элементом в данный момент времени.

Какова максимальная скорость велосипеда?

Существуют разные типы велосипедов, некоторые из них легче, чем другие. Таким образом, на горном велосипеде велосипедист низкого уровня достигнет в среднем 10 или 12 километров в час. Однако, если велосипедист имеет хороший уровень, он может развивать среднюю скорость от 15 до 20 километров в час.

Что произойдет, если я покатаюсь на велосипеде 10 минут?

Использование велосипеда хотя бы 10 минут в день уменьшит вероятность инфаркта миокарда. Упражнения, как и использование велосипеда, создают функцию, которая защищает суставы и, конечно же, помогает предотвратить дискомфорт в спине.

Какой максимальной скорости достигает велосипедист?

максимальная скорость велосипеда

Профессиональный велосипедист легко превышает 70 км/ч на спуске с любого горного перевала, хотя иногда достигаются значения, близкие к 100 км/ч.

Каков срок полезного использования велосипеда?

Цепь: в зависимости от использования и степени чистоты она может прослужить от 3.000 до 4.000 км. Чтобы узнать, изношена ли цепь, вы должны измерить ее с помощью инструмента, который имеет первоначальное название «измеритель цепи», и это, по сути, калибр.

Сколько километров нужно проехать на велосипеде, чтобы похудеть?

Короче говоря, сколько километров или как долго мне нужно крутить педали, чтобы похудеть? В идеале вы должны практиковать это упражнение в умеренном темпе и преодолевать не менее 15 км примерно за 45 минут. Делайте это по крайней мере три раза в неделю.

Как долго я должен использовать велосипед, чтобы похудеть?

В целом считается, что 45 минут стационарной езды на велосипеде сжигают около 400 калорий. Вы должны иметь в виду, что тело сжигает больше после 20-30 минут активности, поэтому 30 минут стационарной езды на велосипеде — отличная отправная точка.

Сколько существует типов одометров?

Далее давайте посмотрим на два типа одометров, которые существуют для отслеживания расстояния, пройденного транспортным средством:

1. Механический одометр.
2. Электрический одометр.

Что такое текущий одометр?

Одометр – это прибор, используемый для измерения расстояния, пройденного транспортным средством. Слово «одометр» происходит от двух греческих слов, означающих «путь» и «мера». Устройство может быть электронным, механическим или их комбинацией.

Что измеряет тахометр?

Тахометр или тахометр — это устройство, которое измеряет скорость вращения вала двигателя с помощью оборотов в минуту (об/мин). Эта информация помогает нам узнать, с какой скоростью он вращается, когда автомобиль развивает большую мощность и даже когда лучше всего переключать передачи.

Как вы говорите счетчик часов или одометр?

Счетчик часов — это устройство, которое записывает количество часов, в течение которых двигатель или элемент оборудования, обычно электрического или механического, проработал с момента последней инициализации устройства. Эти устройства используются для контроля профилактического обслуживания оборудования.

Как сделать одометр?

Начертите на картоне или дереве круг радиусом 15,9 см.  Мы должны убедиться, что картон достаточно жесткий, твердый, или защитить его края, чтобы он поддерживал работу по качению по земле. Вырежьте колесо и сделайте небольшое отверстие в центре для штифта. Отметьте весь периметр, край, каждый сантиметр.

– Общее количество километров, пройденных велосипедом (ODO) (при включенном дисплее) При нажатии кнопок ВВЕРХ и ВНИЗ система покажет: – Максимальная скорость (МАКС.).

Что такое спидометр и тахометр?

Тахометр/спидометр – контрольный материал

Прибор для оптического измерения (бесконтактно до максимального расстояния 600 мм) и/или механического измерения числа оборотов в минуту, механического измерения линейной скорости и механического измерения длины.

Что за датчик скорости?

Что такое датчик скорости? Это устройство, созданное с помощью магнитного датчика, который выполняет функцию информирования о скорости, развиваемой транспортным средством, и в большинстве случаев находится в спидометре (устройстве, измеряющем значение скорости).

Что делать, если спидометр не работает?

На скорости автомобиль будет иметь другое вращение, чем то, которое интерпретируется впрыском. Таким образом, автомобиль начнет глохнуть и давать пропуски зажигания из-за изменения состава моторной смеси. Это также увеличивает расход топлива и сокращает срок службы двигателя.

Как используется потенциометр?

Потенциометр состоит из сопротивления с постоянным общим значением, вдоль которого перемещается курсор, представляющего собой подвижный контакт, который делит общее сопротивление на два сопротивления с переменным значением и сумма которых является общим сопротивлением, так что при перемещении курсора один увеличивается, а другой уменьшается.

Что произойдет, если я буду ездить на велосипеде каждый день?

Езда на велосипеде помогает улучшить результаты бегуна, улучшая физическую форму, выносливость и выносливость, не повреждая мышцы ног. Это также отличная кардио-тренировка с низким уровнем воздействия, и добавление ее в ваш еженедельный тренировочный режим поможет вам сделать больше с меньшим стрессом для вашего тела.

Что будет с женщиной, если она поедет на велосипеде?

Езда на велосипеде может вызвать снижение чувствительности половых органов и другие проблемы с сексуальным здоровьем у женщин, особенно когда руль находится ниже сиденья. Подпись к фото, Постоянное давление велосипедного сиденья может вызвать проблемы с тазовой чувствительностью.

Как велосипед влияет на колени?

Хотя априори может показаться, что езда на велосипеде оказывает сильное давление на колено из-за повторяющихся движений, это вид спорта с низкой ударной нагрузкой, который задействует сухожилия, окружающие колено, и мышцы, поддерживающие суставы в этой области.

Что такое датчик мощности?

Датчик мощности измеряет силу, которую вы прикладываете к какой-либо части велосипеда, используя тензометрические датчики, которые оценивают, какую нагрузку вы приложили. Но он также измеряет и записывает угловую скорость, которая, добавленная к расчету силы, представляет собой измерение мощности.

Сколько ватт производит велосипедист?

Большинство профессиональных велосипедистов, как правило, вырабатывают в среднем от 200 до 300 Вт на этапе, который длится примерно четыре часа. С другой стороны, велосипедисты-любители могут поддерживать эту мощность только в течение 45 минут или часа или около того.

ВАТТ (WYW/кг)

Ватт — это единица измерения мощности, или что то же, работы в единицу времени. В случае езды на велосипеде это эквивалентно умножению крутящего момента на педалях или крутящего момента на частоту педалирования.

Сколько Вт кг передвигается велосипедистом-любителем?

Велосипедист-любитель обычно имеет диапазон 1,8/кг, то есть при весе 80 кг средняя применяемая мощность составляет 144 Вт в час.

Как ватты называются по-английски, ватты. Ватт, как таковой, является единицей электрической мощности, равной одному джоулю или джоулю (Дж) в секунду. Согласно Международной системе единиц, ватт обозначается символом W.

Как переместить больше велосипедных ватт?

Наращивание силы требует много работы, поэтому вот несколько советов.

1. Используйте более длительное развитие. Езда на более длинных передачах с одним и тем же каденсом в определенных условиях означает выработку большего количества ватт.
2. Ищите пробел.
3. Лицом к ветру.
4. Используйте блочные тренировки.
5. Следуйте правилу 75%

Как узнать сколько Вт кг новый?

Вычислить это соотношение довольно просто, вам просто нужно разделить количество ватт, которое вы двигаете, на вес вашего тела. Например: если ваш порог функциональной мощности составляет 300 Вт, а вес вашего тела составляет 70 кг, соотношение Вт/кг при этой интенсивности составляет 4.

Как сделать мой велосипед быстрее?

Лучшие советы, чтобы узнать, как улучшить свой велосипед

1. Техническое обслуживание и очистка.
2. Полностью чистая и смазанная цепь.
3. Используйте правильные диски и шины.
4. Правильное давление в колесах.
5. Коробка переключения передач в хорошем состоянии.
6. Аэродинамика и положение.

Что лучше бег или велосипед?

Хотя бег на 5 километров сжигает больше калорий, чем 5 километров на велосипеде. Гораздо легче проехать вдвое, даже втрое или вчетверо больше дистанции без особых усилий.

Какие мышцы тренируются на велосипеде?

Вот основные:

• Большая ягодичная мышца. Относится к группе ягодичных мышц.
• полуперепончатая и двуглавая мышцы бедра. Они относятся к подколенным мышцам.
• Медиальная, прямая мышца бедра и латеральная широкая мышца бедра. Все три являются частью четырехглавой мышцы.
• Икроножная.
• Солеус.
• передняя большеберцовая.

Сколько времени нужно, чтобы проехать 1 км на велосипеде?

Многое зависит от мотоцикла и состояния. В целом хорошее среднее значение составляет 2 мин/км.

Какой велосипед быстрее?

По данным UCI, самым быстрым полностью совместимым шоссейным велосипедом в мире является новый Cannondale SystemSix.

Какова максимальная скорость, которую может развить велосипед?

30 км/ч на однополосных дорогах в каждом направлении движения. 50 км/ч на дорогах с двумя и более полосами движения в каждом направлении.

Сколько километров вам предстоит проехать на велосипеде?

В среднем велосипедист может преодолевать от 15 до 20 км по дороге в день, если он едет с умеренной скоростью. Но если столкнетесь с неравномерной осадкой, скорость будет ниже, то 10 и меньше проедете, наверное.

Скорость

— Что измеряет спидометр?

спросил 7 лет, 11 месяцев назад

Изменено 6 лет, 6 месяцев назад

Просмотрено 18 тысяч раз

$\begingroup$

Говоря о скорости частицы, мы должны указать точку отсчета.

То же самое верно, когда мы говорим о скорости частицы (правильно ли это?). Если да, то спидометр измеряет мгновенную скорость относительно какой точки отсчета? 92) таким образом, чтобы спидометр регистрировал постоянную скорость. В этом случае скорость автомобиля относительно начала координат непостоянна.

Создается впечатление, что спидометр измеряет не скорость относительно какой-либо фиксированной точки отсчета, а измеряет производную длины дуги, пройденной на пути, по времени. Верен ли этот вывод? Если да, значит ли это, что скорости могут быть абсолютными, т. е. одинаковыми, не зависящими от точки отсчета?

• скорость
• прибор

$\endgroup$

$\begingroup$

Автомобильный спидометр обычно измеряет частоту вращения одного из колес; в полноприводном автомобиле это обычно одно из неприводных колес. Калибровка скорости по шоссе основана на рекомендуемом размере шин для данного колеса. Во многих транспортных средствах спидометр подсчитывает только целые обороты колеса и поэтому ненадежен при скорости ниже примерно 10 миль в час.

Неправильно откалибровать спидометр можно несколькими способами: например, надев на автомобиль шины неправильного размера. Автомобиль, движущийся с определенной скоростью центра масс при правом повороте, будет сообщать о скорости, отличной от скорости при левом повороте, поскольку внутренняя колея шины на повороте короче, чем внешняя дорожка шины. И автомобиль, который скользит или находится в другой ситуации, когда не вращаются не ведущие колеса, может сообщить, что он вообще не движется; это важный сюжетный момент в фильме Выходной день Ферриса Бьюллера .

Ваше утверждение о том, что спидометр измеряет производную по времени от длины дуги, пройденной автомобилем, верно в отношении нескользящих шин. Это не означает, что скорости абсолютны, потому что скорость (надеюсь!) зависит от дороги.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Спидометр автомобиля измеряет скорость вращения колеса в определенный интервал времени

Также измеряет среднюю скорость/мгновенную скорость относительно опорной точки.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Как работают спидометры? — Объясните, что Stuff

Как работают спидометры? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Инструменты, инструменты и измерения > Спидометры

• Дом
• Индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 23 мая 2021 г.

Извините, сэр, вы хоть представляете, как быстро вы ехали? Это вопрос, которого боится задавать каждый автомобилист полицейский. сторона дороги. Если бы вы смотрели прямо перед собой, не глядя за приборной панелью у вас может быть лишь смутное представление о том, что сказать. Если вы смотрели на спидометр, с другой стороны, вы будете знать точный ответ, возможно, с точностью до одного-двух километров или миль в час. Вы когда-нибудь задумывались над тем, как на самом деле работает спидометр? работает? Это действительно гениальное использование электромагнетизма!

Фото: Спидометры могут выглядеть как счетчики с подвижной катушкой (вольтметры, амперметры и т. д.), но работают они совершенно по-другому.

Содержание

1. Как измерить скорость
2. Механические (вихретоковые) спидометры
3. Как работают спидометры — подробнее
4. Прочие механические спидометры
5. Электронные спидометры
6. Узнать больше

Как измерить скорость

Если вы читали нашу статью о движении, то знаете, что скорость определяется очень просто: это расстояние, которое вы проходите, деленное на к тому времени, когда вы принимаете. Итак, если вы проедете 200 километров, и вам понадобится четыре часа, ваша средняя скорость 50 километров в час. Измерение вашей средней скорости после того, как вы путешествовали, на самом деле не такая большая помощь, особенно если вас спрашивает полицейский вопросы. Как быстро вы ехали, сэр? Эм, потяни меня снова в пару часов, когда я доберусь до места назначения… и я поделю расстояние, которое я прошел к тому времени, когда это заняло … и тогда я должен быть в состоянии дать вам какой-то ответ. Хорошо?

Работа: чтобы найти среднюю скорость от точки А до точки Б, разделите расстояние между ними на время, которое вам потребовалось. Но это ничего не говорит вам о вашей скорости в пути, потому что вы могли путешествовать по другим маршрутам или делать паузы в пути. Только спидометр может сказать вам вашу реальную скорость в любой момент.

Здесь мы говорим о средней скорости; что тебе нужно знаете, как автомобилист, это ваша мгновенная скорость: скорость вы собираетесь в любой момент. Разобраться с этим намного сложнее чем вы думаете. Если вы видели гаишников (или камеры контроля скорости) возле обочине дороги, вы, наверное, знаете, что они используют радар лучи для проверки скорости. Радарная пушка (ручная или установленная внутри скоростного камера) стреляет невидимым электромагнитным лучом в вашу машину скорость света. Ваш автомобиль снова отражает луч, изменяя это очень незначительно. Пистолет выясняет, как был луч влияет и, исходя из этого, вычисляет вашу скорость. Теперь в теории мы могли бы у всех быть радарные пушки, установленные в наших машинах, стреляющие лучами в фонарные столбы и здания и ждут отражения назад — но это ужасно много хлопот! Нет ли более простого способа выяснить, как быстро мы идем?

Фото: Измерение скорости с помощью радара. Некоторые скоростные пушки используют LIDAR (отраженный лазерный свет) вместо радара (который использует отраженные радиоволны). Фото Лека Матео предоставлено ВВС США.

Что нам действительно нужно, так это выяснить, насколько быстро машина колеса крутятся. Если мы знаем, насколько велики колеса, мы можем тогда вычислить скорость довольно легко. Но как измерить колесо скорость вращения? Даже эта проблема непростая. Представьте, сколько труднее это должно было казаться на заре автомобилестроения, еще в 1902 года, когда немецкий инженер Отто Шульце изобрел первый практическое решение: вихретоковый спидометр.

Рекламные ссылки

Механические (вихретоковые) спидометры

Вот что мы хотим от нашего спидометра. У нас есть машина колеса, вращающиеся с определенной скоростью, и мы хотим знать, с помощью простого указатель и циферблат, что это за скорость. Итак, нам нужно подключить вращая колеса к указателю каким-то хитрым способом. Даже это довольно сложно: колеса мчатся, но указатель, какой-то расстояние, просто щелкает вперед и назад. Как мы конвертируем непрерывное, вращающееся движение в прерывистое, мерцающее, указатель движение? Ответ заключается в использовании электромагнетизма!

Вал, вращающий колеса автомобиля, соединен с спидометр длинным гибким тросом из скрученных проводов. кабель немного похож на мини-карданный вал: если один конец кабеля вращается, как и другой, хотя кабель длинный и гнущийся. Верхним концом тросик входит в заднюю часть спидометра. Когда он вращается, он поворачивает магнит внутри корпуса спидометра на одинаковая скорость. Магнит вращается внутри полой металлической чашки, известной как чашка скорости, которая также может свободно вращаться, хотя и ограничена тонкий виток проволоки, известный как волосковая пружина. Однако магнит и чашки скорости не соединены вместе: они разделены воздухом. Чашка скорости прикреплена к стрелке, которая перемещается вверх и вниз по циферблату спидометра.

Работа: Примерно до 1960-х практически во всех спидометрах использовалась комбинация механической энергии и электромагнетизма. Небольшое колесо (красное), приводимое в движение диском (оранжевым), прикрепленным к одному из передних колес автомобиля (серое), крутило трос (зеленый), который змеился к спидометру (синий). В этом очень раннем экземпляре, датируемом 1904 годом, для перемещения иглы использовался «центробежный» механизм; более поздние конструкции перешли на электромагнетизм. Работа из патента США 765 841: Спидометр Джозефа В. Джонса, 26 июля 1919 г.04, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета добавлены для ясности).

Как все это работает? При вращении троса спидометра он поворачивается магнит с той же скоростью. Вращающийся магнит создает флуктуирующее магнитное поле внутри скоростного стакана и по законам электромагнетизм, то есть электрические токи текут внутри чашки, как Что ж. По сути, чашка скорости превращается в своего рода электричество. генератор. Но, в отличие от нормального генератора (тот, который производит электричество для вашего дома в электростанции), токи в Кубку скорости некуда деваться: не на чем нести их силу прочь. Так что потоки просто бесполезно плавают в завихрениях вихри — мы называем их вихревыми токами именно по этой причине. С это электрические токи, и они движутся в электрическом проводник внутри магнитного поля, другой закон электромагнетизма говорит, что они будут создавать движение. Как? Токи на самом деле заставляют чашку вращаться таким образом, что она пытается догнать вращающийся магнит. Но пружинка останавливает чашку от вращается очень далеко, так что вместо этого он просто немного поворачивается, вытягивая указатель вверх по циферблату, как он это делает. Чем быстрее едет машина, тем чем быстрее вращается кабель, чем быстрее вращается магнит, тем больше вихревые токи он генерирует, тем больше сила на чашке скорости, и тем больше он способен тянуть стрелку вверх по циферблату. Если вы не можете представить себе все это ясно, взгляните на небольшую анимацию ниже.

Как работают спидометры — более подробно

1. Когда двигатель проворачивается, карданный вал вращается, заставляя колеса вращаться.
2. Трос спидометра, приводимый в действие карданным валом, также вращается.
3. Трос вращает магнит с той же скоростью внутри чашки скорости. Магнит постоянно вращается в одном направлении (в данном случае против часовой стрелки).
4. Вращающийся магнит создает вихревые токи в чашке скорости.
5. Вихревые токи заставляют чашку скорости вращаться против часовой стрелки, пытаясь догнать магнит. Помните, что магнит и чашка скорости никак не соединены друг с другом — между ними находится воздух.
6. Волосяная пружина сжимается, удерживая скоростной стакан, так что он может лишь немного повернуться.
7. Когда чашка скорости поворачивается, она поворачивает стрелку вверх по циферблату, указывая скорость автомобиля.

Другие механические спидометры

Фото: Центробежный регулятор, используемый в некоторых устаревших механических спидометрах и оборудовании для регулирования скорости.

Помимо вихревых токов и крутящихся тросов, изобретатели конца 19-го и начала 20-го века пробовали несколько других способов измерения скорости, используя изобретательные механические методы. Например, были регуляторы спидометра, которые работали примерно так. центробежные регуляторы (ограничители скорости) в паровых машинах с грузами, которые поднимаются выше по мере того, как ось вращается быстрее. Грузы были соединены с рычагом, который перемещал иглу вверх и вниз по циферблату, чтобы указать скорость. В 1916, компания под названием Waltham запатентовал механизм воздушной чашки, аналогичный вихретоковой конструкции, но с парой заполненных воздухом чашек, обращенных друг к другу. Когда одна чашка вращалась, вращающийся внутри нее воздух притягивал воздух во второй соседней чашке, соединенной со стрелкой и волосяной пружиной, как в вихретоковом спидометре. Эта идея была разработана никем иным, как великим пионером в области электротехники и плодовитым изобретателем Николой Теслой.

Электронные спидометры

Фото: Существует довольно много приложений для спидометров для смартфонов, которые рассчитывают вашу скорость с помощью сигналов GPS (спутниковое позиционирование) (или другого местоположения телефона) (пройденное расстояние) и времени. Это полный спидометр для iPhone от Дэниела Дж. Переса. Приложения для Android включают GPS-спидометр, одометр и SpeedView.

Почти все спидометры, произведенные до 1980-х годов, работали с использованием вихретокового и тросового механизма — во многом подобно оригинальной запатентованной конструкции Шульце. Но есть недостатки. Во-первых, есть много механических деталей, которые изнашиваются (что делает их неточными). или внезапно потерпеть неудачу. Если тросик спидометра оборвется, вся штуковина моментально придет в негодность — и на это потребуется механик, чтобы сделать ремонт. Длинные тросы спидометра особенно непрактично, что всегда было проблемой для больших коммерческих транспортных средств, таких как грузовики и автобусы. Вихретоковые спидометры также далеко не идеальны для велосипедов, не в последнюю очередь потому, что они на руль большой спидометр не поместишь! И проблема не только в кабеле: может быть трудно прочитать обычный циферблат спидометра, если вы мчаться по автостраде, особенно ночью: вы действительно хотите оторвать взгляд от дороги, чтобы понять где стрелка на циферблате? Некоторые люди предпочитают видеть их скорость как простое число на хорошо освещенном цифровом дисплее.

Работа: Как работает электронный спидометр: 1) Магнит, подключенный к одному из колес (или, что более вероятно, к карданному валу, прикрепленному к одному из колес), вращается с высокой скоростью. 2) Каждый раз, когда он совершает один полный оборот, он проходит мимо датчика Холла (или другого магнитного), и поле от магнита вызывает срабатывание датчика. 3) Схема усиливает сигналы датчика и преобразует их в мгновенную скорость и пройденное расстояние. 4) Цифровой дисплей на приборной панели действует как спидометр и одометр, одновременно отображая скорость и расстояние.

Электронные спидометры работают совершенно по-другому. Маленький магниты, прикрепленные к вращающемуся приводному валу автомобиля, проносятся мимо крошечных магнитные датчики (герконы или Датчики Холла) расположен рядом. Каждый раз, когда магниты проходят мимо датчиков, они генерируют кратковременный импульс электрического тока. Электронная схема подсчитывает, как быстро приходят импульсы, и преобразует это в скорость, отображается в электронном виде на ЖК-дисплее. Поскольку схема измеряет количество оборотов колеса, она также может вести подсчет того, как далеко вы путешествовали, удваивая как одометр (дальномер). Электронные спидометры также могут отображать скорость с помощью аналоговых указателей и циферблатов. традиционные вихретоковые спидометры: в этом случае электронный схема приводит в действие хорошо управляемый электродвигатель (называемый шаговым двигателем), который поворачивает указатель на соответствующий угол. Электронные спидометры более надежны и компактны, чем механические. датчики движения могут находиться на любом расстоянии от дисплея, который показывает вашу скорость, что делает подходят для любого вида транспорта от велосипеда до 40-тонного грузовика!

«Как быстро вы ехали, сэр?»
«Боюсь, офицер, но я довольно хорошо представляю, как моя машина это вычисляет. Это считается?».

Узнать больше

На этом сайте

• Вихретоковые тормоза (электромагнитные тормоза)
• Датчики Холла
• Законы движения
• Магнетизм
• Герконы
• Пружины

На других сайтах

Исторический интерес

• Как работает спидометр: Popular Science, август 1959 года. Вот альтернативное объяснение из всегда превосходного журнала Popular Science, с изображением механизма спидометра лучше, чем то, что сделал я. Это также объясняет, как работают спидометры с подвижной полосой.
• Что вы должны знать о спидометре Шайлер Ван Дуйн. Popular Science, сентябрь 1941 г. Еще одна классическая статья с отличным рисунком спидометра в разрезе. Также несколько исторических фотографий того, как спидометры собирались на заводах. Наверное, сейчас все делают роботы!

Патенты

• Патент США 3,477,022: Схема управления электронным спидометром и одометром Пола Д. Ле Мастерса и др., General Motors Corporation. Выпущено 4 ноября 1969 г. Описывает современный спидометр и одометр на эффекте Холла.
• Патент США 1 209 359: Индикатор скорости Николы Теслы, Waltham Watch, Co., 29 мая 1914 г. Вихретоковый спидометр или спидометр с воздушным сопротивлением, запатентованный одним из пионеров электромагнетизма.
• Патент США 1038016: Магнитный спидометр Джона К. Стюарта, 10 сентября 19 г.12. Типичный вихретоковый спидометр.
• Патент США 765841: Спидометр Джозефа У. Джонса, 26 июля 1904 г. Простой механический спидометр начала 20 века.
• Патент США 765,841: Электрический одометр и индикатор скорости от WA Phillips. 19 апреля 1892 г. Одометр и спидометр на основе центробежного регулятора.

Товары

• Стоит ли использовать телефон вместо велокомпьютера? Мишель Артурс-Бреннан. Еженедельник велоспорта, 9 октября, 2018. Каковы плюсы и минусы использования телефона в качестве спидометра и одометра?
• Одометр помогает или мешает велопрогулке? Никола Брэди. The Guardian, 30 сентября 2011 г. Спидометры могут разочаровывать и демотивировать серьезных велосипедистов.
• GM превращает все ваше лобовое стекло в проекционный дисплей от Тони Борроза. Wired, 17 марта 2010 г. Сколько времени пройдет, прежде чем спидометры будут регулярно проецироваться на наши ветровые стекла?
• Спидометры в метро: ухабистая жизнь, Ричард Перес-Пена. Нью-Йорк Таймс, 21 августа 1919 г.95. Как нью-йоркское метро для большей безопасности перешло с механических спидометров на радарные. Интересная статья из архива Times.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.