Tricky Circuit

Ультразвуковий час польоту

Виміряй відстань луною

Ультразвук — звук вище звичайного людського слуху. Луна — звук, відбитий назад об’єктом. TOF — Time of Flight, час польоту хвилі. Обраний час тут охоплює шлях туди й назад.

Відкрити інтерактивний дослід

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ СТІЛ

Змінюй налаштування схеми, передбачай покази та перевіряй розв’язання завдання. Це навчальні моделі; припущення пояснено в кожному уроці.

Увійди, щоб зберігати прогрес. Прогрес гостя зберігається на цьому пристрої.

Відкрити лабораторію в повному вікні

Як це працює

Наближення для сухого повітря, 0–40 °C. Обирається правильна луна; перешкоди, хибні відбиття й вологість не моделюються. Це розрахунок, не живий датчик.

T — температура Цельсія, c — швидкість звуку, t — час туди-назад у секундах. c = 331.3 + 0.606T; відстань c × t/2. Ділимо на два через повернення. 1 ms = 0.001 s; метри × 100 дають сантиметри.

Складність

  1. Збери · Спостерігай

    Увімкни 20 °C і 2 ms. Отримай 343.42 m/s та 34.342 cm.

    Потрібна підказка?

    T=20 °C; t=2 ms → c=343.42 m/s; d=34.342 cm

  2. Досліди · Досліджуй

    Залиш 2 ms, обери 0 °C. Отримай 331.3 m/s та 33.13 cm.

    Потрібна підказка?

    T=0 °C; t=2 ms → c=331.3 m/s; d=33.13 cm

  3. Розв’яжи · Розв’яжи

    Обери 40 °C і 10 ms. Отримай 355.54 m/s та 177.77 cm.

    Потрібна підказка?

    T=40 °C; t=10 ms → c=355.54 m/s; d=177.77 cm

Додаткові матеріали та картки схем

Ультразвуковий час польоту

Час очікування стає лінійкою, наче плеск від стіни. Реальний приймач ще має розпізнати корисне відбиття серед інших.

c = 331.3 + 0.606T; d = c × (t/1000)/2 × 100 cm; t [ms], T [°C]

Затримка описує довжину шляху, не розмір об’єкта. Модель не обирає між конкуруючими відбиттями.

Корисний зв’язок

Подвійний час за сталої температури дає подвійну відстань.

За межами моделі

Тепліше повітря за того самого часу дає більшу обчислену відстань.

Помилка, якої варто уникати

Час уже двобічний. Без /2 відповідь подвоїться; температурна формула лише наближення.

Температура стала, час подвоївся. Відстань…

  1. та сама
  2. удвічі менша
  3. удвічі більша
Читати далі

За сталої швидкості відстань пропорційна часу.

Близька луна

20 °C, 2 ms.

34.342 cm.

Довше в теплі

40 °C, 10 ms.

177.77 cm.

Спробуй іншу зміну

За 20 °C порівняй 1, 2, 4 ms: 17.171, 34.342, 68.684 cm.

ti.com