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Education. Roof weather station; Seismograph; Campus 5G; Classroom air

Éducation · Explicatif sectoriel

Explication

Des instruments qui enseignent.

Une station météorologique sur le toit du gymnase, un sismographe au sous-sol, un capteur de CO₂ sur le mur de la classe, un réseau à l’échelle de l’État exploité par l’université voisine. Chaque chapitre met en scène un déploiement éducatif, vous laisse modifier l’intrant qui compte et calcule ce que ferait un élève.

Chapitres
6
Deployments
5
Readouts
19
Échelle
1:1 metres

01 · Mésoréseau universitaire

Densité spatiale

À quelle distance se trouve la station la plus proche?

Un mésoréseau d’État ou provincial exploité par une université place des tours identiques sur tout le territoire pour que chaque ville soit proche d’une lecture. Sur une disposition carrée, l’espacement est √(A/n), et la distance moyenne de n’importe quel point à sa station la plus proche est d’environ 0.383 fois l’espacement, la distance moyenne d’un point aléatoire d’un carré à son centre. Réglez la superficie et le nombre de tours.

Spacing
38.7 km
Distance moyenne à la tour la plus proche
14.8 km
Distance maximale possible d’un point
27.4 km
Superficie par tour
1,500 km²

02 · Station météorologique scolaire

Psychrometry

Peut-on courir dehors en toute sécurité?

Une station météorologique sur le toit de l’école donne à la classe de vrais chiffres et à l’entraîneur de quoi décider. L’indice de chaleur combine la température et l’humidité pour exprimer la chaleur ressentie à l’ombre; c’est l’algorithme du US National Weather Service, la régression de Rothfusz avec ses ajustements pour les faibles et fortes humidités, et ses bandes de prudence. Point de rosée selon la formule de Magnus.

Indice de chaleur
37.1 °C
Bande
Extrême prudence
Point de rosée
23.3 °C

03 · Sismographe scolaire

Sismologie

S moins P donne la distance.

Un sismographe au sous-sol de l’école enregistre d’abord l’onde P, puis l’onde S, plus lente. L’écart entre elles croît avec la distance : d = Δt · Vp·Vs/(Vp − Vs). Avec des vitesses crustales typiques d’environ 6 km/s pour P et 3.5 km/s pour S, cela donne à peu près 8 km par seconde de S − P, la règle que les élèves utilisent sur leurs propres enregistrements. Trois écoles avec trois distances localisent le séisme. Réglez le temps S − P lu sur la trace.

Distance au séisme
101 km
Temps de parcours de P
16.8 s
Temps de parcours de S
28.8 s

04 · Air de la classe

Bilan de masse

Thirty students, one window.

Un capteur de CO₂ sur le mur de la classe transforme la ventilation en un chiffre que la classe peut voir. En régime permanent, la pièce se situe au-dessus de l’air extérieur du taux de production sur le débit d’air : ΔC = G/Q, avec G = 0.0052 L/s par adulte assis (les enfants expirent moins, donc cette valeur est plutôt élevée) et un air extérieur à 420 ppm. La pièce s’approche de ce niveau avec la constante de temps V/Q. La limite d’exposition à long terme de Santé Canada pour le CO₂ intérieur est de 1000 ppm.

CO₂ en régime permanent
1,720 ppm
Against 1,000 ppm
720 ppm au-dessus de
Temps pour atteindre 95 % de ce niveau
83 min
Air pour 1000 ppm
9.0 L/s par personne

05 · 5G privée de campus

Bilan de liaison

Un spectre partagé, compté en cellules.

Un réseau de campus sur un spectre partagé en bande moyenne, utilisé pour l’enseignement et pour la recherche sur le réseau lui-même. L’affaiblissement en espace libre est 20 log d + 20 log f + 32.44 (d en km, f en MHz); les bâtiments, les arbres et les corps ajoutent un affaiblissement de fouillis. Ce que le bilan de liaison laisse fixe le rayon de cellule, et des cellules hexagonales de rayon r couvrent chacune 2.6 r². Réglez la bande, le bilan et le fouillis.

Bande

Rayon de cellule
332 m
Affaiblissement à 100 m en espace libre
83.6 dB
Cellules pour le campus
6

06 · Preuve

Littératie des données

Une année de lectures par classe.

Ce qu’une commission scolaire demande à voir, selon la recherche sectorielle. L’argument de la littératie des données est arithmétique : une station qui transmet toutes les quelques minutes donne à chaque classe une année complète d’enregistrements locaux réels à tracer, à moyenner et à interroger.

Intervalle de déclaration

  • Concordance avec le programme d’études
  • Installation sécuritaire sur le terrain de l’école
  • Résultats en littératie des données
  • Faible coût par école
Enregistrements par variable par an
105,120
Valeurs par station par an
630,720

Des instruments qui enseignent.

Des stations scolaires, des réseaux universitaires et des bancs d’essai de campus, installés en toute sécurité, maintenus en service et reliés à la classe.

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