Как найти тангенс угла падения

Как определить угол падения

При решении задач чаще всего приходится находить угол падения светового луча и предмета, брошенного горизонтально или под углом к горизонту. Угол падения луча находится с помощью построения или несложных расчетов, когда известен угол отражения или преломления. Угол падения тела находится в результате расчетов.

Вам понадобится

• – транспортир;
• – дальномер;
• – таблица абсолютных показателей преломления.

Инструкция

При падении светового луча на плоскую поверхность восстановите перпендикуляр к ней в точке падения с помощью транспортира, угольника или угломера. Угол между перпендикуляром и падающим лучом и будет углом падения. Если поверхность не является плоскостью, в точке падения луча постройте касательную, и опустите перпендикуляр к касательной в этой точке. Угол определите так же, как и в предыдущем случае. В обоих случаях для измерения угла пользуйтесь транспортиром или угломером.

Если известен угол отражения, то по первому закону отражения световых лучей он будет равен углу падения. Когда известен угол преломления на границе двух сред, найдите относительный показатель их преломления из таблицы или рассчитайте его, используя абсолютные показатели. Затем умножьте этот показатель на синус угла преломления. Результатом будет синус угла падения светового луча Sin(α)=n•Sin(β). С помощью инженерного калькулятора или специальных таблиц найдите значение угла падения, использовав функцию арксинуса.

Угол падения тела измерьте, восстановив перпендикуляр в точку падения, это угол между перпендикуляром и направлением конечной скорости тела. В том случае, когда тело брошено под углом к горизонту, который заранее известен, угол падения равен 90º минус угол, под которым брошено тело.

В случае, когда тело бросают горизонтально с некоторой высоты, померяйте расстояние, на котором тело упадет на землю и высоту, с которой оно было сброшено в метрах. Сделайте это при помощи рулетки или с дальномера. Чтобы найти угол падения, поделите расстояние, которое преодолело тело на удвоенную высоту, с которой оно падало. Это будет тангенс угла падения. Найдите угол при помощи калькулятора или таблицы.

В данных расчетах не учитывается сопротивление воздуха, которым можно пренебречь при небольших скоростях, с которыми движутся тела, например, брошенный камень. При большом сопротивлении среды при увеличении скорости результаты изменятся.

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ И МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Методика определения показателей естественного освещения помещений

Данные описательного характера:

1.Внешние факторы, от которых зависит естественное освещение помещений:

• географическая широта местности, климат (количество облачных дней и световой климат) местности;
• сезон года и время суток, когда эксплуатируется помещение, наличие затеняющих объектов (зданий, деревьев, гор).

2. Внутренние факторы:

• наименование и назначение помещений;
• ориентация окон по сторонам горизонта, этаж;
• вид естественного освещения, т.е. размещение световых проемов (одностороннее, двустороннее, верхнее, комбинированное);
• количество окон, их конструкция (однорамные, двухрамные, спаренные);
• качество и чистота стекла, наличие затеняющих предметов (цветов, занавесок);
• высота подоконника, расстояние от верхнего края окна к потолку;
• яркость (отражающая способность) потолка, стен, оборудования и мебели.

От перечисленных факторов зависит также инсоляционный режим помещений (т.е. продолжительность прямого солнечного освещения) и в первую очередь — от ориентации окон по сторонам горизонта (табл. 1).

Таблица 1. Типы инсоляционного режима помещений

Инсоляционный режим помещений	Ориентация окон помещений	Срок инсоляции, час	Инсоляционная площадь пола помещения, %.
Максимальный	Юго-восточная, юго-западная	5-6	80
Умеренный	Южная, восточная, западная	3-5	40-50
Минимальный	Северо-восточная, северо-западная, северная	Меньше 3	до 30

По гигиеническим нормативам продолжительность инсоляции жилых, учебных и им подобных по назначению помещений должна быть не менее 3 часов.

Оценка естественного освещения помещений геометрическим методом:

1. Определение светового коэффициента (отношение площади застекленной части окон к площади пола):

• измеряют суммарную площадь застекленной части окон — S₁, м²;
• измеряют площадь пола — S₂, м²;
• рассчитывают световой коэффициент – СК = S₁ : S₂=1 : n (n рассчитывают делением S₂ на S₁ и округляют до целой величины).

Полученный результат оценивают согласно гигиеническим нормативам (табл.2).

Таблица 2.

Нормы естественного освещения некоторых помещений различного назначения

Вид помещения	Коэффициент естественной освещенности (КЕО)	Световой коэффи-циент (СК)	Угол падения ()	Угол отверстия ()	Коэффициент глубины заложения помещения
не менее	не менее	не менее	не более
1. Учебные помещения (классы)	1,25-1,5 %	1:4 – 1:5	27	5	2
2. Жилые комнаты	1,0 %	1:5 – 1:6	27	5	2
3. Больничные палаты	0,5 %	1:6 – 1:8	27	5	2
4. Операционные	2,0 %	1:2 – 1:3	27	5	2

2. Определение угла падения (угол ВАС на наиболее отдаленном от окон рабочем месте), образованного горизонтальной линией или плоскостью АВ от рабочего места к нижнему краю окна (подоконник) и линией (плоскостью) от рабочего места к верхнему краю окна АС) (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема определения угла падения света и угла отверстия

В связи с тем, что этот угол образовывает с линией застекления окна прямоугольный треугольник, то его определяют по тангенсу — отношением высоты окна ВС над уровнем рабочего места (противоположный катет) к расстоянию от окна до рабочего места АВ (прилежащий катет). tg = ВС/АВ. По значению тангенса в таблице 3 находят угол падения .

Таблица 3. Таблица натуральных тригонометрических величин

Тангенс	Угол, град.	Тангенс	Угол, град.	Тангенс	Угол, град.
0	0	0,287	16	0,601	31
0,020	1	0,306	17	0,625	32
0,030	2	0,325	18	0,649	33
0,050	3	0,344	19	0,675	34
0,090	5	0,364	20	0,700	35
0,105	6	0,384	21	0,727	36
0,123	7	0,404	22	0,754	37
0,141	8	0,424	23	0,781	38
0,158	9	0,445	24	0,810	39
0,176	10	0,466	25	0,839	40
0,194	11	0,488	26	0,869	41
0,213	12	0,510	27	0,900	42
0,231	13	0,532	28	0,933	43
0,249	14	0,555	29	0,966	44
0,268	15	0,577	30	1,000	45

3. Определение угла отверстия ( угла САD, под которым из рабочей точки видно участок неба). Этот угол определяют как разность между углом падения и углом затенения β углом DАВ на том наиболее отдаленном от окна рабочем месте, образованным горизонтальной АВ и плоскостью от рабочего места к вершине затеняющего объекта — здания, деревьев, гор (см. схему, рис. 4.1) .

Для определения тангенса угла затенения находят на окне точку сечения линии (или плоскости) от рабочего места к вершине затеняющего объекта D, делят величину катета ВD на АВ и в таблице находят угол затенения.

tg β = ВD/АВ

угол отверстия – γ=∠α — ∠β

4. Определение коэффициента глубины заложения помещения – отношение расстояния от окна до противоположной стены ЕF в метрах, к высоте верхнего края окна над полом СЕ в метрах. По гигиеническим нормативам этот коэффициент не должен превышать 2 для жилых, учебных и им подобных помещений.

Светотехнический метод исследования естественного освещения помещений – определение коэффициента естественной освещенности (КЕО).

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – выраженное в процентах отношение освещенности горизонтальной поверхности (на уровне пола или рабочего места) в помещении к измеренной одновременно освещенности рассеянным светом горизонтальной поверхности под открытым небосклоном:

Освещенность в помещении и за его пределами измеряют с помощью люксметра (см. учебную инструкцию, приложение 2 и рис. 4.2).

Рис. 4.2. Люксметр Ю-116. (1 — измерительный прибор (гальванометр); 2 — селеновый фотоэлемент; 3 — световые фильтры-насадки

Нередко часть небосклона, особенно в городах, закрывают высокие здания, деревья, а в горной местности — горы. Поэтому на практике для определения освещенности под открытым небосклоном пользуются кривыми светового климата местности (рис. 4.3).

Кривые линии на рис. 4.3. учитывают месяцы, время суток и степень облачности небосклона. На оси ординат нанесенная освещенность в тысячах люкс.

Естественное освещение цехов производственных предприятий может быть боковым (односторонним и двусторонним), верхним (световые проемы в перекрытиях цеха) и комбинированным.

Согласно СНиП ІІ-4-79, нормируется коэффициент естественной освещенности (КЕО):

• при одностороннем боковом освещении — на расстоянии 1м от противоположной стены;
• при двустороннем боковом освещении — посреди цеха;
• при верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее освещение на основании замеров в нескольких точках методом “конверта”(табл. 4 ).

Рис. 4.3. Кривые светового климата

Таблица 4. Значение КЕО для производственных помещений

Разряд работ	Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Коэффициент естественной освещенности, %
при комбинирован-ном освещении	при боковом освещении
І	Высочайшей точности	0,15	10	3,5
ІІ	Очень высокой точности	0,15-0,3	7	4,2
ІІІ	Высокой точности	0,3-0,5	5	3
ІV	Средней точности	0,5-1,0	4	1,5
V	Малой точности	1,0-5,0	3	1
VI	Грубая (очень малой точности)	> 5,0	2	0,5
VII	Работа с цветными материалами и в горячих цехах	> 5,0	3	1
VIII	Общий надзор за производственным процессом	—	0,5	0,1

УЧЕБНАЯ ИНСТРУКЦИЯ

Методика измерения освещенности люксметром

Люксметр Ю-116 или Ю-117 состоит из селенового фотоэлемента с фильтрами-насадками и гальванометра со шкалой. Фотоэлемент срабатывает под влиянием света, вырабатывая электрический ток, силу которого измеряют гальванометром. Стрелка его указывает число люксов, что отвечает исследуемой освещенности.

На панели измерительного прибора установлены кнопки переключателя и табличка со схемой, которая связывает действие кнопок и насадки с различными диапазонами измерений. Прибор имеет две градуированные шкалы, в люксах: 0 — 100 и 0-30. На каждой шкале точками указано начало диапазона измерений: на шкале 0 — 100 точка находится над меткой 20, на шкале 0-30 над меткой 5. Также есть корректор для установления стрелки на нулевое положение, который регулируется отверткой.

Селеновый фотоэлемент, который присоединяется к прибору с помощью вилки, находится в пластмассовом корпусе. С целью уменьшения погрешности используют сферическую насадку на фотоэлемент, изготовленную из белой светорассеивающей пластмассы, обозначенная на внутренней стороне буквой К, и непрозрачного кольца. Эта насадка применяется параллельно с одной из трех других насадок-фильтров (М,Р,Т), которые имеют коэффициенты ослабления света, равные соответственно 10, 100, 1000, что расширяет диапазоны измерений. Без насадок люксметром можно измерять освещенность в пределах 0-30 и 0-100 лк.

В процессе измерения стрелку прибора устанавливают на нулевом делении шкалы, потом напротив нажатой кнопки определяют выбранное с помощью насадок наибольшее значение диапазона измерения. При нажатии кнопки, напротив которой написано наибольшее значение диапазона измерений, кратное 10, следует пользоваться для отсчета показаниями шкалы 0 — 100, при нажатии кнопки, на против которой нанесены значение диапазона, кратное 3, показаниями шкалы 0-30. Показание прибора в делениях по соответствующей шкале умножают на коэффициент ослабления, который обозначен на соответствующей насадке.

Прибор отградуирован для измерения освещенности, которую создают лампы накаливания. Для естественного света вводят поправочный коэффициент 0,8; для люминесцентных ламп дневного света (ЛД) — 0,9; для ламп белого цвета (ЛБ) — 1,1.

Общую оценку естественного освещения помещений дают на основании сравнения всего комплекса измеренных показателей с гигиеническими нормативами. В основу разработки этих нормативов положены точность зрительной работы, т.е. размеры деталей объекта, которые нужно различать, их контрастность относительно фона и прочие.

Для удобства оценки результаты измерения и гигиенические нормативы вносят в таблицу:

№ п/п	Показатель	Результаты измерений	Гигиенический норматив	Оценка

Сопоставляя оценку каждого показателя с нормативом, делают общий вывод о естественном освещении помещений.

Закончив измерения, нажать кнопку «выкл.», отсоединить фотоэлемент от измерителя и уложить в крышку футляра.