Ak chcete vopred vedieť o zmenách počasia, môžete si urobiť barometer vlastnými rukami. Toto zariadenie ukazuje zmeny atmosférického tlaku, ktorého výkyvy možno využiť na predpovedanie počasia.
Takže ak atmosférický tlak klesne, potom sú možné zrážky a počasie sa zhorší a naopak, ak atmosférický tlak stúpne, potom môžeme hovoriť o zlepšení počasia. Samozrejme, môžete dôverovať správam z hydrometeorologických stredísk alebo sa pozrieť na počasie na weboch o počasí, ale je lepšie mať podobné zariadenie doma a spoľahnúť sa na jeho údaje.
Barometre sa vyrábajú a predávajú v rôznych typoch, ale zariadenie, ktoré reaguje na kolísanie atmosférického tlaku, si môžete vyrobiť aj doma.
Tieto zaujímavé „veci“ vám pomôžu orientovať sa v počasí a ich výroba si nevyžaduje zložité technológie ani materiály. Ukazuje sa, že zo smrekových konárov možno dokonca vyrobiť nejaký barometer.
Smrekový barometer
Sibírski lovci už dlho vedia, že konáre ihličnatých stromov majú tendenciu klesať pred zrážkami a klesať v očakávaní slnečného, jasného počasia. Dokonca aj suché smrekové konáre si zachovávajú túto vlastnosť, takže sa dajú použiť na výrobu prirodzených barometrov, ktoré ukážu zmeny počasia 8-12 hodín pred zmenami.
Na výrobu takéhoto barometra potrebujete kúsok kmeňa suchého malého stromu (25-30 cm dlhý) spolu s konárom dlhým 30-35 cm Kmeň a konár sú očistené od kôry a pripevnené k doske, ktorá je zavesené na stene. V tomto prípade by mala byť vetva umiestnená tak, aby sa pri spúšťaní alebo zdvíhaní voľného konca vetvy pohybovala rovnobežne so stenou a nedotýkala sa jej. Zdvihnutie konára signalizuje jasné počasie, sklopenie konára zasa zlé počasie.
Na dosku môžete dokonca pripevniť kovovú alebo preglejkovú stupnicu so značkami po 1 centimetri. Po určitom čase používania bude možné určiť schopnosti pobočky a podpísať indikátory „zrážky“, „premenlivé“, „slnečné“
Barometer žiarovky
Tento barometer bude vyžadovať vypálenú žiarovku. Na začiatku závitovej základne je vyvŕtaný otvor s priemerom 2-3 mm. Musíte vŕtať opatrne a s minimálnym úsilím, aby nedošlo k prasknutiu skla. Cez vzniknutý otvor nalejte čistú vodu do polovice banky. Je potrebné pridať 2-3 kvapky atramentu.
Potom počkajú, kým vnútorné steny banky vyschnú, a medzi okenné rámy okna, najlepšie na severnú stranu, zavesia barometer. Ak sú okná umiestnené na južnej strane, potom by mala byť žiarovka zavesená v hornej časti okna. V priebehu niekoľkých hodín môžete čítať.
- Ak sú vnútorné steny pokryté malými kvapôčkami kondenzácie, počasie bude zamračené bez zrážok.
- S kvapôčkami strednej veľkosti, medzi ktorými sa vytvorili suché zvislé pruhy, sa očakáva polooblačné počasie.
- Veľké kvapky blízko povrchu vody v žiarovke a suchý krk naznačujú, že zrážky budú prechádzať.
- Kvapky vody na severnej strane žiarovky naznačujú dážď nasledujúci deň v druhej polovici.
- Ak je vnútro žiarovky pokryté veľkými kvapkami kondenzátu, dôjde ku krátkodobým dažďom. A ak sa kvapky zväčšia a tečú dole, s najväčšou pravdepodobnosťou bude búrka.
- Ak sú steny žiarovky úplne suché, počasie bude dobré
Tento barometer je možné použiť na jar, v lete a na jeseň pri teplotách nad nulou.
Jedľový barometer
Jedľová vetva dlhá 10-12 cm sa z nej odstráni ihly, okrem jedného. Vetva je pripevnená k doske tak, aby jedľová ihla mohla voľne klesať a stúpať.
Dosku s vetvičkou a ihlou treba priniesť do pece, aby sa z nej odparila vlhkosť. V tomto prípade sa ihla zdvihne a budete musieť urobiť značku „slnečno“ s číslom 1. Potom musíte priviesť zariadenie k pare a keď ihla klesne, označte číslo 10 a napíšte „Dážď“. “. Medzi týmito značkami sú značky vyznačené v desiatich častiach.
Domáci barometer by mal byť umiestnený na tienenom mieste, mimo priameho slnečného žiarenia. Takéto zariadenie je možné postaviť počas túry a vopred sa dozvedieť o zmenách počasia so zameraním na polohu malej jedľovej ihly.
Barometer jedľového kužeľa
Z jedľového kužeľa môžete dokonca vyrobiť barometer. Toto zariadenie dokáže predpovedať zmeny počasia niekoľko hodín vopred. Na výrobu takéhoto domáceho barometra potrebujete dve hladké drevené dosky a suchú šišku.
Z dosiek sú vyrezané dva prvky: štvorcová základňa so stranou 70 mm a bočný panel s rozmermi 70 x 150 mm. Konce obrobkov sú spracované veľkým pilníkom a povrchy dosiek sú čistené brúsnym papierom. Prvky sú spojené lepidlom a zaistené malými klincami, ako je znázornené na obrázku. Z kartónu alebo hrubého papiera je vyrezaná stupnica s delením a symbolmi pre slnečné a daždivé počasie. Na boku je k základni pripevnený veľký suchý jedľový kužeľ. Na jednu z jej šupín je zospodu prilepená suchá slamka s papierovou šípkou na konci.
Zariadenie bude fungovať na základe toho, že šupiny jedľových šišiek sú na vlhkom vzduchu tesne pritlačené k sebe a naopak, v suchom počasí sa otvárajú. Podomácky vyrobený barometer by mal byť umiestnený na balkóne alebo za oknom a s jeho pomocou ľahko určíte, či dnes budú zrážky alebo slnečné jasné počasie.
Barometer z fľaše
Pre takéto domáce zariadenie budete potrebovať priehľadnú fľašu, sklenenú trubicu a zátku. Fľaša sa naplní do jednej tretiny destilovanou vodou. Pre lepšiu viditeľnosť môže byť voda tónovaná, ale používa sa destilovaná voda, pretože bežná voda sa môže po chvíli znehodnotiť. V korku je vyrezaný otvor, do ktorého je vložená sklenená trubica. Otvor okolo rúrky je pokrytý plastelínom alebo tmelom. Fľaša je upchatá korkom a hadičkou a domáci barometer je pripravený. Keď sa zmení atmosférický tlak, hladina vody v trubici sa zmení. Keď z trubice začnú vystupovať vzduchové bubliny, bude to znamenať, že atmosférický tlak je vysoký a počasie bude jasné. Ak voda vyteká z horného konca trubice, potom je tlak nízky a počasie bude daždivé.
Domáce hydrometeorologické centrum
Domáce hydrometeorologické centrum je možné vyrobiť pomocou dvoch teplomerov. Jeden z nich je obalený vlhkou vatou alebo handričkou a vložený do nádoby s vodou. Je potrebné zabezpečiť, aby bola neustále mokrá. Pomocou nižšie uvedenej tabuľky sa porovnajú hodnoty oboch teplomerov a určí sa počasie.
Razinkin Vladimir, Losev Nikita, Bondar Daria
BAROMETER S RUKAMI
s. Yagunovo
Obsah
Úvod……………………………………………………………………………………… 3
1 Teoretická časť ……………………………………………………………… 5
História vzniku barometra………………………………………………………5
Možnosti výroby barometra doma ………………5
Urob si sám barometer ……………………………………………………… 9
Uskutočnenie experimentu……………………………………………………………………… 10
Záver……………………………………………………………………………………… 10
Praktická časť ……………………………………………………… 9
Záver……………………………………………………………………………………… 11
Referencie……………………………………………………………………… 12
Prihlášky……………………………………………………………………………………………… 13
Úvod
Často, aby sme zistili počasie na ďalší deň, počúvame predpoveď počasia. Z nej sa dozvedáme o predpokladanej teplote, výskyte zrážok, rýchlosti vetra a atmosférickom tlaku.
Téma našej práce je aktuálna, pretože každý z nás chce predtým, ako vyjdeme von, vedieť, čo je za oknom? Dôkazom aktuálnosti našej témy je aj prieskum, ktorý sme uskutočnili medzi študentmi školy Yagunov. Každý z opýtaných chce vedieť, aké je počasie predtým, ako vyrazí von. 25 ľudí z 35 účastníkov prieskumu nevie urobiť barometer vlastnými rukami, ale chceli by sa naučiť.
Každý deň sa stretávame s úžasnými javmi: napríklad so silou, ktorá pôsobí vďaka vzduchu.
Zaujímalo nás: „Čo ovplyvňuje atmosférický tlak? Prečo je to hlásené v predpovedi počasia?“ Ukázalo sa, že zmeny atmosférického tlaku sú spojené so zmenami počasia. Ak tlak stúpa, potom môžete očakávať jasné počasie a ak klesne, potom oblačno. Zmeny atmosférického tlaku ovplyvňujú aj pohodu ľudí trpiacich hypertenziou.
Je možné vytvoriť zariadenie na pozorovanie zmien atmosférického tlaku vlastnými rukami?
Rozhodli sme sa hrať na meteorológov! Meria atmosférický tlak, pretože ukazuje pohyb vzdušných hmôt, ktoré ovplyvňujú počasie.
Predmet štúdia: atmosférický tlak a spôsoby jeho merania.
Predmet štúdia: prístroj na meranie atmosférického tlaku
hypotéza: Môžete si vytvoriť zariadenie na sledovanie zmien atmosférického tlaku doma.
Cieľ: výroba zariadenia na pozorovanie zmien atmosférického tlaku vlastnými rukami.
Ciele výskumu:
Analyzujte literatúru na túto tému;
Preskúmajte, kto prvý vyvinul barometer;
Zoznámte sa s možnosťami výroby barometrov;
Analyzujte fungovanie barometra doma.
Plánovaný výsledok: Stanovenie atmosférického tlaku pomocou domáceho barometra.
Teoretická časť
História vzniku barometra
Na meranie atmosférického tlaku slúžia prístroje tzvbarometre . ( Slovo barometer pochádza z dvoch gréckych slov: baros - ťažkosť, metero - miera)
Prvý barometer vynašiel vedecVXVIIstoročí. Ortuťový barometer, ktorý vynašiel Torricelli, je veľmi nepohodlný a nebezpečný.V kvapalinových barometroch sa tlak meria výškou stĺpca kvapaliny () v trubici utesnenej hore a so spodným koncom spusteným do nádoby s kvapalinou (atmosférický tlak je vyvážený hmotnosťou stĺpca kvapaliny). Merkúrové barometre sú najpresnejšie, na ktorých sa používajú;
B. Pascal vytvoril v roku 1646 vodný barometer, no jeho rozmery sa ukázali ako veľmi veľké. Výška takéhoto barometra je viac ako 13 m.
V praxi sa na meranie atmosférického tlaku používa kovový barometer nazývaný kovový barometer.ohm. ( Aneroid v preklade z gréčtiny znamená bez tekutín. Tak sa nazýva barometer, pretože neobsahuje ortuť). Zobrazuje atmosférický tlak pôsobiaci na vlnitú tenkostennú kovovú krabicu, v ktorej vzniká vákuum. Keď sa atmosférický tlak zníži, skrinka sa mierne roztiahne a keď sa zvýši, zmrští sa a pôsobí na pružinu so šípkou, ktorá je k nej pripevnená.
Pozreli sme sa na rôzne zdroje, ktoré popisovali vytvorenie zariadenia vlastnými rukami. Najjednoduchšie sú tieto barometre:
Možnosti výroby barometra doma
Barometer jedľového kužeľa
Na výrobu jednoduchého zariadenia, ktoré predpovedá počasie niekoľko hodín vopred, budete potrebovať dve hladké drevené dosky. Pre základňu musíte vyrezať štvorec so stranou 70 mm a pre stranu obdĺžnik 70x150 mm.
Konce opilujte veľkým pilníkom a potom celý povrch očistite šmirgľom. Spojte ich lepidlom a spevnite ich malými klincami, ako je znázornené na obrázku. Musíte vystrihnúť stupnicu z hrubého papiera, nakresliť na ňu divízie a dva znaky: slnko a dáždnik. Na úplnej strane steny pripevnite k základni veľkú suchú borovicovú šišku. Na jednu z jeho spodných šupín je potrebné prilepiť suchú slamku s papierovou šípkou na konci. (Príloha 1. Obr. 1)
Z mladej jedle je potrebné odrezať 10-12 cm dlhú vetvu s ihličkami. Odstráňte z nej všetky ihly okrem jednej. A stane sa barometrom.
Aby ste to urobili, musíte vetvu pripevniť dvoma malými klincami na dosku vyrobenú z preglejky, dreva alebo plexiskla. Jedinou požiadavkou je, aby sa jedľová ihla mohla voľne pohybovať hore a dole.
Potom musíte ihlu priviesť k horúcemu sporáku, rúre, alebo ju umiestniť blízko plynového horáka... Vlhkosť z povrchu konára sa veľmi skoro vyparí a ihla vystúpi hore. Urobte značku na tabuli - 1 a potom napíšte „Sunny“.
Ďalej priveďte dosku do pary z varnej kanvice - ihla naopak klesne. Urobte značku - 10 a potom napíšte "Dážď". Zostáva len kalibrovať náš barometer na 10 častí.
Barometer by mal byť zavesený v tieni, aby naň nedopadali priame lúče. Všetko je pripravené. Teraz pri odchode z domu vieme predpovedať slnečný deň aj dážď v závislosti od polohy jedinej ihlice mladej jedle. (Príloha 1, Obr. 2)
Barometer vyrobený z plechovky na olej
Takýto barometer môže byť vyrobený z malej plechovky na olej s rovnobežnými stranami.
Je potrebné vybrať zátku, ktorá by tesne zakryla jediný otvor budúceho barometra. Predtým, ako vložíte korok na miesto, musíte v ňom urobiť dieru s takým priemerom, aby ste cez ňu mohli prejsť priehľadnou trubicovou slamkou na koktaily. Je však lepšie použiť sklenenú trubicu s vnútorným priemerom otvoru 1,5 - 2,0 mm. Nádoba sa naplní do 2/3 zafarbenou vodou, do otvoru sa vloží hadička so zátkou a hadička by mala obsahovať trochu rovnako zafarbenej vody. Keď sa atmosférický tlak zvýši, hladina kvapaliny v trubici sa zvýši a naopak. Takýto barometer musí byť namontovaný na stojane s vertikálnym pravítkom. Môžete ho kalibrovať odčítaním údajov zo skutočného barometra. Namiesto kovovej nádoby môžete použiť akúkoľvek malú sklenenú fľašu. Po naplnení farebnou vodou a nainštalovaní zátky s trubicou pridajte trochu vody do trubice. Pretože je telo barometra tuhé, pri zvýšení tlaku hladina vody klesne a pri poklese tlaku sa zvýši. (Príloha 2. Obr. 3)
Barometer zo sklenenej fľaše
Aby sme vytvorili barometer, musíme ho mať3 jednoduché veci :
Sklenená fľaša, objem 0,5 litra
Sklenená trubica
Gumová zátka s otvorom pre hadičku
V spodnej časti by sa trubica nemala dotýkať dna fľaše o 15-20 mm.
V hornej časti by mala vyčnievať z korku o 35-45 mm.
Fľaša by mala byť naplnená do polovice vodou, najlepšie dažďovou.
Ak je vodný stĺpec v trubici dole, atmosférický tlak je vysoký, hore je nízky. Stáva sa, že sa prelieva zhora - veľmi nízky atmosférický tlak. (Príloha 2. Obr. 4)
Barometer žiarovky
Musíte si vziať vyhorenú žiarovku a tam, kde začína základňa so závitovou časťou, opatrne vyvŕtajte malý otvor s priemerom 2-3 mm. Musíte vŕtať veľmi opatrne, s minimálnou silou, inak môže valec prasknúť alebo prasknúť. Keď je otvor vyvŕtaný, nalejte doň vodu z vodovodu a naplňte sklenenú banku do polovice. Potom pridajte dve alebo tri kvapky atramentu alebo atramentu a premiešajte. Barometer je pripravený. Zostáva len počkať, kým vnútorná stena banky vyschne, a zavesiť barometer medzi okenné rámy. Najlepšie zo severnej strany, kde naň nebude dochádzať priame slnečné svetlo. Ak sú okná orientované na juh, nainštalujte ich v hornej časti okna. Po niekoľkých hodinách môžete čítať. Náš barometer dokáže úplne úplne predpovedať počasie na 24 hodín vopred.
Praktická časť
2 .1 DIY barometer
Doma nemáme zariadenie na monitorovanie atmosférického tlaku, a preto sme sa rozhodli vyrobiť si zariadenie vlastnými rukami z improvizovaných materiálov.
Vybavenie
Ak chcete vytvoriť barometer, musíte mať:
sklenená nádoba so širokým hrdlom,
balón,
guma,
Slamka,
list A4,
škótska,
nožnice,
farby.(Príloha 4. Obr. 6)
Plán tvorby
Z balóna vyrežte kruh o niečo väčší ako je priemer nádoby.
Vystrihnutý kruh pretiahnite cez krk a zaistite gumičkou.
Špičku slamky odrežte pod uhlom a naostrite jeden z jej koncov.
Pomocou lepiacej pásky zaistite druhý koniec slamky páskou v strede napnutej gumovej fólie.
Zaistite list papiera v blízkosti nádoby tak, aby sa ho špička slamky zľahka dotýkala. Potom označte „nulu“ na mieste, kde sa slamka dotýka listu. Pod a nad touto hodnotou označte čísla 1, 2 a 3 v intervaloch 1 mm.
Princíp činnosti
1) So zvyšujúcim sa atmosférickým tlakom sa fólia ohýba nadol, slamka stúpa nahor a ukazuje „Čistý“.
2) Keď sa atmosférický tlak zníži, fólia sa zdvihne, slamka klesne a zobrazí sa „Zamračené“. (Príloha 5. Obr. 7)
2.2 Vykonanie experimentu
Rozhodli sme sa vykonať experiment, aby sme sa uistili, že zariadenie funguje správne. Každý deň o 8 30 hodiny sme zaznamenali ODČÍTANIA nášho zariadenia a výsledok sme zapísali do tabuľky, potom sme pozorovali počasie počas dňa, pričom výsledok sme zaznamenali do stĺpca „POČASIE“. (Príloha 5. Tabuľka 1)
Po dvojtýždňovom experimente sa hodnoty zariadenia a indikátorov počasia zhodovali, čo potvrdzuje správnu činnosť vytvoreného zariadenia.
Záver
Barometer, ktorý sme vytvorili, ukazuje zmenu tlaku mimo nádoby. Ak sa tlak zvýši, vzduch začne tlačiť na vrch gumového viečka nádoby a slamka stúpa. A naopak, ak sa tlak zníži, vzduch tlačí na citlivú membránu zvnútra nádoby a slamka klesá.
Na takomto barometri nevidíte presné ukazovatele atmosférického tlaku, pretože membrána napnutej gule nie je dostatočne tenká a citlivá. Rúrka ide dole a hore len o jeden dielik, ale nárast a pokles atmosférického tlaku je vidieť veľmi zreteľne. Tieto výsledky boli v súlade s predpoveďami počasia.
Pozorovania ukázali : S nárastom atmosférického tlaku bolo jasné a slnečné počasie. Keď tlak klesne, je zamračené a búrlivé.
Pomocou zariadenia, ktoré sme postavili, vieme predpovedať počasie.
Vykonávanie týchto experimentov nie je ťažké, ale zaujímavé. Sú bezpečné, jednoduché a užitočné. Náš barometer varuje blízkych pred zmenami atmosférického tlaku a včas zareagujú. Nenecháme sa zaskočiť ani nepriazňou počasia.
Záver
Počas obdobia práce na projekte sme študovali rôznu literatúru, ktorá nám pomohla vyrobiť si vlastný prístroj na určovanie atmosférického tlaku. Počas experimentu sme pozorovali fungovanie nášho barometra a na základe jeho hodnôt sme sa naučili predpovedať počasie na nasledujúci deň. Teraz vieme, že toto drahé zariadenie je možné vyrobiť vlastnými rukami doma. Týmto sa náš výskum nekončí a v budúcnosti plánujeme vyrobiť ďalšie verzie barometrov z odpadových materiálov a otestovať ich v prevádzke.Nový výskum je pred nami!
Bibliografia
Kniha pokusov. Len o komplexe / Prel. z taliančiny I. Guryanova. – [Text] M.: Eksmo, 2013. – 128 s.
Detská encyklopédia „Chcem vedieť všetko“ // [Text] M. „Planéta detstva“ – 2003. – S. 260–261.
Nová encyklopédia pre školákov //– [Text] M. “Lastovičník.”– 2009.– S. 128 – 129.
Príloha 1
Ryža. 1 Barometer jedľového kužeľa
Obr.2 Jedľový barometer
Dodatok 2
Obr. 3 Barometer z plechovej nádobky na olej
Obr.4 Barometer zo sklenenej fľaše
Dodatok 3
Obr.5 Barometer vyrobený zo žiarovky
Dodatok 4
Ryža. 6 Zariadenie na výrobu barometra
Dodatok 5
Prevažne zamračené
Obr.7 Princíp činnosti barometra
DAY
INDIKÁCIE
POČASIE
pondelok (24.02.)
jasný
Slnečno
utorok (25.02.)
jasný
Slnečno
Streda (26.02.)
Prevažne zamračené
Zamračené, sneženie
štvrtok (27.02.)
jasný
Slnečno
piatok (28.02.)
Prevažne zamračené
Zamračené
Sobota (01.03)
Prevažne zamračené
Zamračené
utorok (04.03.)
Prevažne zamračené
Zamračené
Streda (05.03.)
jasný
Slnečno
štvrtok (06.03.)
jasný
Slnečno
piatok (07.03.)
Prevažne zamračené
Zamračené
V tomto videonávode vám ukážeme, ako si vyrobiť barometer doma za pár minút. A to je plne funkčné zariadenie, ktoré bude veľmi užitočné napríklad pre rybárov, ľudí, ktorí sa chystajú na turistiku, či záhradkárov.
Na výrobu barometra budeme potrebovať:
Korok z plastovej fľaše.
PET fľaštička s atramentom, ktorá slúži na doplnenie tlačiarne.
Fragment listu pílky na kov.
Lepidlo 88.
PVC trubica s priemerom 4 mm.
Striekačka.
Nádoba s vekom.
Upozorňujeme, že čím je fľaša tvrdšia, tým je pre danú prácu vhodnejšia. Ak použijete nádobu, ktorá je príliš plastová, barometer nebude fungovať, pretože tlak vo vonkajšom prostredí sa bude rovnať tlaku vo vnútri nádoby, zatiaľ čo na to, aby barometer fungoval, tlakový rozdiel medzi vonkajškom a vonkajším je potrebné. Tento videonávod používa PET fľašu, pretože je cenovo dostupnejšia ako sklenené fľaše na šampanské. Na utesnenie môžete použiť aj sklenené nádoby tak, že ich najskôr utesníte a potom do viečka prispájkujete trubičku.
Rúrku môžete nahradiť tubusom z guľôčkového pera, bude to tiež fungovať.
Na príklade podobného barometra vyrobeného z 2-litrovej fľaše sa pozrime na to, ako navigovať pomocou tohto zariadenia na predpovedanie dažďa. Vodný stĺpec kolíše do 50 cm Ak túto vzdialenosť podmienečne rozdelíme na tri časti, potom môžeme predpovedať zmeny počasia podľa nasledujúceho pravidla: čím nižší vodný stĺpec, tým jasnejšie počasie.
Ak bude vodný stĺpec v dolnej tretine, tak v najbližších dvoch dňoch dážď určite nebude. Ak je vodný stĺpec v hornej tretine, potom je pravdepodobnosť dažďa vysoká. Dôležitá je aj rýchlosť, akou sa vodný stĺpec pohybuje: ak je stĺpec v dolnej tretine a o pár dní preskočí do hornej tretiny, potom bude s najväčšou pravdepodobnosťou silná búrka.
Treba mať na pamäti, že barometer je citlivý na zmeny teploty. Najlepším miestom pre ňu by preto bola pivnica alebo obývačka so stálou teplotou.
Ak barometer ukazuje jasné počasie, aby vás nebolela hlava, postarajte sa o svoje zdravie a to vám pomôže. Čo iné je možné?
Ako vyrobiť vodný barometer Pascal
Špeciálne pre Marzenu: Zážitok je vhodný pre žiakov tretieho ročníka, ktorí si potrebujú postaviť jednoduchý fotoaparát.
Zážitok pre obyvateľov mesta – koná sa v budove vysokej minimálne štyri poschodia.
Cieľová skupina:
od škôlky až po strednú školu.
Učebné ciele:
hydrostatický tlak, atmosférický tlak, jednoduché rovnice, grafy, experimentálna metodika, hustota, vlastnosti vody, poveternostné javy.
Skúsenosti:
Staviame vodný barometer Pascal a niekoľko dní pozorujeme indikácie, porovnávame ich s meteorologickými pozorovaniami a správami o počasí.
Vybavenie:
– budova: naše okno by sa malo nachádzať vo výške 11-12 m nad zemou, ak bývame vyššie, mali by sme požiadať niekoho, kto býva na štvrtom poschodí pod nami, barometer môžeme nainštalovať aj vo vnútri budovy - na schodisko ;
– plastová priehľadná, mäkká trubica s priemerom 3-5 mm (zakúpená v technických predajniach), potrebujeme asi tucet metrov;
– silná pružinová svorka pre túto trubicu (dostupná v technickom obchode);
– plastová fľaša s objemom 0,3-0,5 litra;
– drôt, lepiaca páska atď. na upevnenie;
- trochu atramentu;
- sviečka;
– krajčírsky meter – najmenej 12 m;
– Internet (wiki, meteorologické služby);
– ak ho máme, je užitočné použiť na porovnanie výsledkov elektronický barometer.
Staviame barometer:
Do uzáveru fľaše vyvŕtajte otvor s priemerom viac-menej podobným našej trubici. V samotnej fľaši vedľa hrdla urobíme aj otvor s priemerom niekoľkých mm, ktorý nám umožňuje vyrovnávať tlak vonku a vo vnútri fľaše. Asi 20 cm od konca trubičky na ňu priviažeme drôtenú slučku (sponku) a plameň opatrne nahrejeme sviečkou tak, aby sa drôtik vlial do trubičky, ale neprepichol ju. Rúrku prepichneme cez otvor v zástrčke tak, aby na vnútornej strane zástrčky zostalo asi 20 cm a vstavaná drôtená slučka sa upchala zástrčkou. Fľaša sa naplní prevareným (vždy čerstvo prevareným: na odstránenie vody rozpustenej vo vode) atramentom, zafarbeným vodou, uzáverom sa uzavrie (trubička siaha viac-menej na dno fľaše) a voda sa nasaje do celej dlhá hadička, snažiac sa nepiť.
Horný koniec rúry - jeden so svorkou - je pripevnený k okenným alebo balkónovým koľajniciam na 4. poschodí. Fľašu opatrne spustíme. Mala by byť umiestnená približne 10,5 m pod horným koncom trubice. Potrubie nie je potrebné umiestňovať zvislo ani rovno – možno ho navŕtať napríklad cez rebrík. V tomto bode začne hladina vody na hornom konci klesať (nad koncom vodného stĺpca sa vytvorí vákuum).
Fľašu položíme na susedný balkón na 4. poschodí pod nami, alebo na zábradlie, ak si odopneme barometer na schodisku. Zmeriame vertikálnu vzdialenosť od konca trubice k hladine vody vo fľaši a na hornom konci označíme hladinu "10 m". Ak trubica prebieha pod uhlom alebo ak mierne visí, mali by sme merať skôr rozdiel v úrovniach ako vzdialenosť pozdĺž trubice. Na horný koniec trubice pridáme stupnicu alebo na ňu pripevníme pravítko tak, aby sme mohli odčítať hladinu vody v rozsahu cca 0,5 m v oboch smeroch od aktuálnej hladiny s presnosťou na 1 cm.
Priebeh experimentu: V priebehu niekoľkých dní každý deň (alebo každých pár hodín) sledujeme a zaznamenávame výsledky hladiny vody v našom barometri. Keď poznáme hustotu vody, prevedieme ich na tlak vyjadrený v hPa. Vysvetľujeme, odkiaľ pochádza tradičné zariadenie na meranie atmosférického tlaku: „mmHg“. Umenie." – aby sme mali potrubie naplnené ortuťou a nie vodou. Porovnávame výsledky získané z meraní elektronického barometra a správ o počasí (odporúčam stránku ICM UW). Pamätajte, že správy o počasí neudávajú absolútny tlak, ale pokles na hladinu mora – vysvetľujeme, z čoho toto zníženie pozostáva a korekciu vypočítanú pre naše mesto.
S pokročilejšími stredoškolákmi diskutujeme a začleňujeme vplyv teploty (zmena hustoty vody) na naše meranie ako úpravu.
Diskutujeme o význame atmosférického tlaku pre počasie. Vysvetľujeme mechanizmy za vznikom a udržiavaním oblastí vysokého a nízkeho tlaku a typické poveternostné vzorce.
Historické vyhladzovanie:
Hovoríme o barometri, ktorý postavil Blaise Pascal na stene bytového domu v Rouene, a o diktáte, ako miestna krčma dala Pascalovi sud burgundského vína, ktorým naplnil barometer namiesto vody, účel „vedecky dokazuje svoju kvalitu." Ukázalo sa, že víno bolo o niečo ľahšie ako voda - má hladinu v barometri o niečo vyššiu ako voda v skúmavke vedľa, takže super.
Môžeme sa zapojiť do širšieho ústupu od Pascalových rozsiahlych príspevkov k matematike, fyzike a filozofii – dokonca aj k náboženstvu.
Samozrejme vysvetľujeme, kde sa používa dnes používaná jednotka tlaku: „Pascal“ Pa.
Použitie:
Barometer je možné používať v období jar-jeseň (mráz ho zničí) a ak je inštalovaný vo vnútri budovy, je zima. Môžeme to využiť na praktické účely: „Plánujeme zajtra terénne aktivity? Nie... radšej nie, pretože tlak klesá, môže pršať.“
Upozorňujem na prílišné zjednodušovanie pojmov ako "tlakové kvapky - bude pršať", ale odporúčam si takéto čiastočne právne vzťahy otestovať v praxi a ukázať to ako príklad zákona, ktorý síce nefunguje na 100%, ale umožňuje vykonávať významnú pravdepodobnosť. Niekoľko (niekoľkomesačných) pozorovaní možno použiť ako ilustráciu a úvod do pojmu korelácia – to je pre študentov bez vysokoškolského vzdelania. Ale nemusíme porovnávať mladšieho so všetkým matematickým formalizmom: príklad testovateľnosti predpovedí počasia je ideálny na zavedenie zákonov, ktoré robia pravdivé štatistické predpovede, aj keď nie nevyhnutne v jednotlivých prípadoch.
Je veľmi zriedkavé, že pri zvyšovaní tlaku spadne dážď, okrem krátkej popoludňajšej búrky – a ak sa niečo také stane – budeme mať možnosť prednášať o pomerne zriedkavej anomálii počasia a jej zdrojoch (na webovej stránke meteorologickej služby ICM tam sú veľmi dôkladné a ľahko napísané „súhrnné komentáre“, aktualizované každé ráno a vysvetľujúce aktuálnu poveternostnú situáciu prístupným spôsobom).
Údržba:
Ak barometer používame dlhšie ako pár dní, musíme vodu vo fľaši doplniť, keď sa vyparí. V závislosti od typu trubice musíme každý týždeň alebo niekoľko týždňov tiež celé naše zariadenie rozobrať, naplniť čerstvou (prevarenou) vodou a znova nainštalovať. Je to spôsobené difúziou plynov zo vzduchu cez steny trubice a prípadnými netesnosťami na svorke uzatvárajúcej trubicu, ktorá preruší vákuum nad hladinou vody. Po takejto „aktualizácii“ vákua sa oplatí zapísať rozdiel vo výške hladiny pred a po tejto operácii – a ak je to dôležité, vykonajte príslušnú korekciu (v závislosti od dátumu merania).
Ak sa bude barometer používať dlhšie, najmä ak je inštalovaný na slnečnej stene budovy, oplatí sa pridať do vody nejaký prípravok proti riasam - dá sa kúpiť v záhradkárstve.
Čo sme sa naučili z lekcie:
Už vieme, že atmosférický tlak závisí od nadmorskej výšky – čím je vyšší, tým je nižší. Tlak v akej výške meria náš barometer? Kde vo výške nášho okna končí vodný stĺpec v trubici? Na úrovni prízemia, kde je fľaša? Niekde medzi tým?
Ksawery
Stojda
Doučovateľ, fyzik
Dobrý deň, priatelia!
Dnes vám poviem, ako si vyrobiť barometer vlastnými rukami. Nie je náročná na výrobu, zaberie málo času a nebudete potrebovať ani exotické materiály. Pre oteckov, ktorí čítajú tento článok, radím, aby ste do tvorenia zapojili aj svoje dieťa - dieťa zaujme nielen pri výrobe, ale aj o pár dní neskôr, keď sa sotva zobudí a odbehne sa pozrieť na vlastné čítania. barometer a predpovedať počasie na nasledujúci deň. Výroba barometra z improvizovaných materiálov je skrátka veľmi dobrou možnosťou na realizáciu domáceho experimentu pre zvedavé dieťa. Ak sa chcete zoznámiť s históriou vzniku barometra, jeho typmi a princípom fungovania, mrknite na môj predchádzajúci.
Tak poďme na to. Mimochodom, vlastnými rukami si môžete vyrobiť rôzne barometre. Dnes sa však pozrieme na to, ako vyrobiť kvapalinový barometer. Na to potrebujeme nádobu, zátku a hadičku. No, niektoré pomocné materiály ako páska, lepidlo, plastelína a farbivo.
Ako nádobu je najlepšie použiť priehľadnú sklenenú fľašu. Plast nebude fungovať, pretože... nádoba musí byť pevná, aby odolala atmosférickému tlaku bez deformácie.
Zástrčka môže byť akéhokoľvek typu, ktorý poskytuje tesné utesnenie. Vhodné sú hotové aj domáce, napríklad z rolovanej elektropásky.
Ako hadičku som použil kúsok lekárskeho kvapkadla. Rúrka musí byť dostatočne dlhá alebo široká (prečo vysvetlím neskôr). Nevhodné sú napríklad koktejlové šaty, sú úzke a krátke.
Pripravujeme riešenie, ktoré bude slúžiť ako indikátor atmosférického tlaku. Môžete použiť obyčajnú vodu, ale číra kvapalina nie je príliš vhodná na pozorovanie. Preto som do vody pridal trochu manganistanu draselného (manganistanu draselného). Môžete použiť aj potravinárske farbivo.
Roztok nalejte do fľaše asi do polovice.
Teraz urobíme zostavu indikátora. Jeho úlohu zohráva priehľadná trubica, najlepšie aspoň meter dlhá. Prečo si nemôžeš vziať krátky telefón? Vysvetlíme si to výpočtami. Predpokladajme, že chceme, aby náš barometer dobre zaznamenával zmenu atmosférického tlaku do 40 mm od ortuti – od 740 do 780 mm. V tomto prípade bude veľkosť relatívnej zmeny atmosférického tlaku:
ΔP=(P2-P1)/P1 AP=(780-740)/740=0,054
V rovnakom pomere sa bude meniť aj objem vzduchu v našej nádobe. Ak nádoba s objemom 500 ml obsahuje 250 ml vzduchu, pri zmenách atmosférického tlaku sa objem vzduchu môže zmeniť o 13,5 ml:
AV = 250 ml * 0,054 = 13,5 ml
A túto zmenu objemu vzduchu (a teda kvapaliny) musí trubica kompenzovať. Objem kokteilovej trubice sa napríklad rovná:
V=πR 2 H V slamky = 3,14 * 1 mm 2 * 200 mm = 628 mm 3 alebo 0,628 ml
Ako vidíte, slamka na koktail nie je v žiadnom prípade schopná kompenzovať zmeny atmosférického tlaku. Ak ho použijete, stretnete sa buď s únikom prebytočnej kvapaliny alebo vstupom vzduchu z vonkajšieho prostredia do nádoby. Aby náš barometer úspešne pracoval so zmenami atmosférického tlaku, potrebujeme trubicu s dĺžkou:
H=V/πR 2 Hrúbky=13500 mm3 /3,14*1 mm2=4299 mm alebo 4,3 m
s vnútorným priemerom rúrky 2 mm.
Takú tubu som po ruke nemal. Zobral som kus hadičky z kvapkadla dlhého asi meter. Na moje experimenty to stačilo.
v podstate barometer pripravený. Ako vidíte, urobiť barometer vlastnými rukami nie je ťažké, ale budete musieť byť opatrní. Najdôležitejšie je zabezpečiť tesnosť nádoby. Je potrebné, aby atmosféra komunikovala s obsahom nádoby len cez hadičku a v žiadnom prípade cez voľne zasunutú zátku alebo medzery medzi zátkou a rúrkou. V tomto prípade barometer nebude fungovať! Aby som tomu zabránil, natrel som spoje tuby a korku, ako aj korok a hrdlo fľaše lepidlom - plastelína nefungovala, pretože... nezabezpečili správnu tesnosť.
Aby som nemusel stavať držiak na tubu, obalil som tubu okolo hrdla fľaše a pripevnil som ju páskou.
Teraz musíte nastaviť hladinu kvapaliny v skúmavke. Z predpovede počasia som vedel, že v deň, keď bol vyrobený barometer, bol atmosférický tlak v mojom meste 760 mm Hg. čl. Preto som potreboval nastaviť hladinu kvapaliny niekde okolo stredu trubice. Keďže aktuálna hladina bola na samom začiatku trubice, potreboval som zvýšiť tlak v nádobe tak, aby hladina kvapaliny stúpla do stredu trubice. Aby som to urobil, niekoľkokrát som vstrekol vzduch do fľaše injekčnou striekačkou cez zátku.
Bolo možné nepoužívať injekčnú striekačku, ale fúkať trochu vzduchu do fľaše priamo cez hadičku, ale injekčná striekačka bola presnejšia.
To je všetko, môžete začať pozorovať! Ak sa atmosférický tlak zvýši, hladina kvapaliny v trubici klesne. A ak sa zníži, hladina kvapaliny stúpa. Ak to vezmete do úvahy, môžete svoje zariadenie kalibrovať, to znamená použiť naň váhu.
Počas procesu pozorovania buďte pripravení na to, že budete mať významný vplyv na hodnoty okolitej teploty. Najmenší nárast teploty (aj keď fľašu zovriete rukami na niekoľko sekúnd) vedie k zmene tlaku vo fľaši a následne k zmene hladiny kvapaliny v skúmavke. Pre väčšiu presnosť je preto vhodné vykonávať merania pri konštantnej teplote.
Ako vidíte, nie je nič zložité. Pomerne rýchlo si môžete vyrobiť plne funkčné zariadenie vlastnými rukami.
Celý rozsah operácií sa scvrkáva na nasledovné:
- naplňte nádobu do polovice indikátorovou kvapalinou;
- prevlečte rúrku cez zátku nádoby a uistite sa, že spoje sú utesnené lepidlom alebo tmelom;
- nastavte pracovnú hladinu kvapaliny v skúmavke.
Prajem vám veľa šťastia robiť barometer!
Krásny letný deň. Ľahký, sotva postrehnuteľný vánok lenivo ťahá ostricu. Po zrkadlovom povrchu jazera sa šikovne preháňajú šikovné vážky. Pracovitý ďateľ si s úctyhodnou vytrvalosťou získava potravu pre seba vo vysokých korunách borovíc. A zdá sa, že čas sa zastavil a niet sily, ktorá by mohla narušiť krásu a vyžarovanie tohto dňa. Len zo západu je nahota oblohy hanblivo zakrytá huňatými mrakmi. Bude naozaj pršať?
Dobrý deň, milí milovníci vedeckej a technickej tvorivosti! Neponáhľajte sa so zatvorením stránky. Vôbec ste neuviedli zlý odkaz, a preto ste sa náhodou dostali na literárnu stránku. Mal som len to šťastie, že som mohol stráviť pár dní v prírode a úchvatná krása borovicového brehu jazera nemohla zanechať príjemný dojem a dokonca, ako vidíte, prebudila v nej aj nejaké literárne poznámky :) tie isté oblaky, ktoré boli spomenuté vyššie, potom Zároveň nedovolili, aby zvedavosť zmizla.
Vo všeobecnosti sa rozhodlo nenechať to na náhodu, ale predpovedať zmeny počasia pomocou inštrumentálnej metódy. Samozrejme, dalo by sa to skúsiť vyrobiť, ako už bolo popísané na stránkach Vaše laboratórium. Navyše, na moju hlbokú ľútosť, nájsť sklenenú nádobu v našich časoch v lese nie je vôbec ťažké - mnohí ľudia sa správajú k prírode mimoriadne neúctivo a po dovolenke zanechávajú odpadky. Ale keďže som bol kúsok od civilizácie, chcel som používať výlučne prírodné nástroje.
Ako vieme, . A poveternostné podmienky sú úzko závislé od atmosférického tlaku. Naopak, zmeny poveternostných podmienok možno použiť na posúdenie zmien atmosférického tlaku. Ak sme v prípade kvapalinového barometra priamo merali zmeny atmosférického tlaku, tak si v tomto článku povieme niečo o barometri, ktorý dokáže zaznamenávať pre človeka zatiaľ nepostrehnuteľné zmeny poveternostných podmienok. A na tento účel je pre nás ako stvorená šiška, ktorých bolo na našej stránke nespočetné množstvo.
Naši predkovia si už dávno všimli, že šišky sú veľmi citlivé na meniace sa poveternostné podmienky. Za dobrého suchého a jasného počasia sa šupiny šišky otvárajú, v daždivom počasí sa zmenšujú. Na základe týchto pozorovaní vyrobíme z kužeľa barometer.
Na to potrebujeme:
- borovicová alebo jedľová šiška;
- živica zo stromov;
- steblo trávy.
Kužeľ by mal byť zvolený väčší - hodnoty barometra z takéhoto kužeľa budú presnejšie.
Steblo trávy (poslúži ako šíp) je potrebné brať tenšie a dlhšie. Čím dlhšia je stopka, tým presnejšie budú merania. Medzi dĺžkou stebla trávy a jeho hmotnosťou si však musíte zvoliť strednú cestu – mala by byť ľahká. Odrežte prebytok.
Dostaneme túto šípku:
V mojom prípade bola živica, ktorú som našiel, zamrznutá, takže ju bolo potrebné trochu roztopiť. Ak sa vám podarí nájsť tekutú živicu, môžete tento krok preskočiť.
Roztopenú živicu nanesieme na jednu zo šupín šišky...
... a kým stihne opäť stuhnúť, prilepíme stopku.
To je všetko, barometer so šiškou je pripravený!
Aby sa uľahčilo meranie, takýto barometer je potrebné k niečomu upevniť a vyrobiť na to stupnicu. K otázke výberu statívu som pristúpil zásadne a vybral som si... borovicu, na ktorú som priviazal šišku s dlhou stonkou trávy.
Neurobil som mierku - len som umiestnil šípku vertikálne. Pri tomto usporiadaní budú viditeľné akékoľvek odchýlky šípky. Ale môžete urobiť šupinu, povedzme, z kúska kôry a opraviť ju tou istou živicou.
V dôsledku niekoľkohodinového pozorovania takéhoto barometra bola zaznamenaná odchýlka šípky doľava, t.j. kužeľ sa začal zatvárať, čo naznačuje dážď. Aby vám bolo jasné, o koľko sa ručička šiškového barometra vychýlila, skúsil som skombinovať dve fotografie v grafickom editore: ihneď po inštalácii prirodzeného barometra a o niekoľko hodín neskôr. Kombinácia, samozrejme, nebola dokonalá, pretože... Fotil som bez statívu, ale napriek tomu je rozdiel viditeľný.
No a na záver by som rád poznamenal, že predpoveď takéhoto vlastnoručne vyrobeného barometra bola úplne opodstatnená - v noci začalo pršať. Barometer so šiškou je teda plne funkčným zariadením a dá sa použiť na predpovedanie počasia v podmienkach kempingu!
