Научно-исследовательская работа на темуИсследование самодельных приборов для предсказания погоды

16

Оглавление.

Введение 2-3

Влияние атмосферного давления и влажности воздуха на погоду. 4

Основная часть

1. Самодельный прибор для предсказывания изменения погоды 5-6

2. Простейший самодельный барометр 6-7

3. Самодельный гигрометр - барометр 7-8

4. Естественный барометр 8-9

Заключение 10

Список литературы 11

Приложение

Приложение 1 12

Приложение 2 13

Приложение 3 14

Приложение 4 15

Введение.

На уроках естествознания изучая темы «Погода» и «Климат» учитель нам рассказывал об атмосферном давлении и влажности воздуха. От значения этих величин зависит погода. Атмосферное давление и влажность воздуха влияют на самочувствие человека, на его работоспособность. Зная, какой будет погода, можно подготовить свой организм к предстоящим изменениям. Для измерения атмосферного давления и влажности воздуха используют барометр-анероид и психрометр. Приобрести такие приборы проблемно, поэтому я решил изготовить такие приборы самостоятельно и попробовать предсказывать погоду. Для изготовления данных приборов в учебнике «Физика и астрономия» 7класс я изучил темы «Атмосферное давление» и «Барометр», в учебнике «Физика и астрономия» 8 класс изучил тему «Влажность воздуха», а также в книгах «Исследовательские работы по физике в 7-8 классах сельских школ» и «Изобретатель природа» познакомился с описаниями некоторых приборов.

Новизна темы заключается в том, что во-первых приборы были сделаны не стационарные как в описании а мобильные, и во-вторых измерении атмосферного давления и влажности воздуха изучается в школьном курсе 7- 8классах. Поэтому над этой темой я решил поработать самостоятельно.

Актуальность темы. Умения самостоятельно изучать новый материал, применять теоретические знания на практике и самостоятельно изготавливать приборы помогут в дальнейшем успешно и качественно усваивать учебный материал по физике.

Объектом исследований является предсказание погоды с помощью изготовленных приборов.

Предмет исследований: показания самодельных приборов об атмосферном давлении и влажности воздуха и их сравнения с показаниями барометра-анероида.

Цель работы: изготовить самодельные приборы по предсказанию погоды и пронаблюдать за их работой на практике.

Задачи:

1. описать изготовление приборов для наблюдений за погодой.

2. изготовить приборы.

3. научиться предсказывать погоду с помощью самодельных приборов.

Гипотеза: с помощью самодельных приборов можно научиться предсказанию погоды.

Влияние атмосферного давления и влажности воздуха на погоду.

Атмосферное давление и влажность воздуха наряду с температурой воздуха являются основными характеристиками погоды и климата.

Атмосферное давление - давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Изменения атмосферного давления играет большую роль в изменениях погоды. С распределением атмосферного давления связаны направления и сила ветра. Давление в разных местах земной поверхности неодинаково, и более сильное давление «выжимает» воздух в места с более низким давлением.

Влажность воздуха - это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли. Влажность воздуха зависит от температуры воздуха. В природе существует четкое взаимодействие трех величин: атмосферного давления, температуры воздуха и его влажности. Меняется атмосферное давление или температура, или то и другое одновременно, сразу же происходит или конденсация влаги, или ее испарение.

Основная часть

1. Самодельный прибор для предсказания изменений погоды.

Для изготовления прибора предсказывающего погоду, было использовано следующее оборудование и материалы:

• стеклянную колбу

• сосуд с подкрашенной жидкостью

• пробку для колбы

• проволоку

• штатив

• коробку с ватой

Порядок сборки самодельного прибора для предсказания изменений погоды:

• заполнили через отверстие колбу подкрашенной жидкостью до половины

• закрыли отверстие пробкой

• на колбу прикрепили проволоку с петлёй для подвешивания прибора на лапку штатива

• для обеспечения техники безопасности при работе с прибором, под него устанавливаем коробку с ватой (Приложение 1)

Принцип действия прибора:

К предстоящему ненастью окружающий воздух охлаждается, в результате охлаждается стеклянное тело колбы. Водяные пары, испаряемые с поверхности воды в колбе, соприкасаясь с её холодным телом, конденсируются, и внутренняя поверхность колбы покрывается капельками воды.

Вывод: капельки воды на внутренних стенках колбы - предвестник скорого наступления ненастья; чистая внутренняя поверхность колбы без капелек воды - признак хорошей, ясной погоды. Этот вывод подтверждается результатами наблюдений за показаниями прибора.

2.Простейший самодельный барометр

Для изготовления простейшего самодельного барометра использовали следующее оборудование и материалы:

• пластмассовая светлая бутылка с крышкой из-под газировки (длиной меньше, чем длина стеклянной трубочки)

• стеклянная трубочка длиной 250 - 350 мм с внешним диаметром 2-3 мм, внутренним диаметром 0,2 - 0,8 мм

• электродрель

• тюбик супер - клея

• пластилин

• сосуд с подкрашенной жидкостью

Порядок сборки простейшего самодельного барометра:

• в крышке с помощью электродрели делаем отверстие

• через отверстие пропускаем трубочку

• в бутылку до половины наливаем подкрашенную жидкость

• закрываем плотно бутылку крышкой с трубочкой так, чтобы конец трубочки не доходил до дна

• место соприкосновения трубочки со стенками крышки бутылки промазываем клеем для герметизации

• для лучшей герметизации сверху крышку залепим пластилином (Приложение 2)

Принцип действия самодельного барометра:

Когда давление окружающего воздуха понижается, столбик воды в трубке поднимается вверх (это происходит потому, что давление воздуха над водой в бутылке становится больше атмосферного давления); это значит, что погода изменится - будет дождь, или снег.

Когда давление окружающего воздуха повышается, то столбик воды в трубочке понижается (это происходит потому, что давление воздуха над водой становится меньше, чем атмосферное давление); это значит, что будет хорошая погода, ясная, тёплая.

Вывод: столбик воды в трубочке повышается - быть ненастью, атмосферное давление понижается; столбик воды в трубочке понижается - быть хорошей погоде, атмосферное давление повышается. Эта закономерность подтвердилась в ходе наблюдений за работой прибора и изменением уровня жидкости в трубочке. Если самодельный барометр снабдить шкалой, проградуированной по показаниям промышленного барометра - анероида, то можно использовать этот прибор не только для наблюдений, но и измерений атмосферного давления и предсказания возможных изменений погоды (Приложение 2).

3.Самодельный гигроскоп - барометр

Для изготовления прибора гигроскопа, с помощью которого по изменению влажности воздуха можно предсказать изменения погоды, использовались следующие материалы и оборудование:

• пластинки из ДСП

• тонкая медная проволока

• еловая шишка

• тюбик супер - клей

Порядок сборки самодельного гигроскопа-барометра:

• соединяем пластинки шурупами

• шишку приклеиваем к пластинке

• к чешуйкам шишки приклеиваем стрелку - тонкую проволоку из меди

• на вторую пластинку приклеиваем надписи «ясно», «осадки». (Приложение 3)

Принцип действия самодельного гигроскопа-барометра:

При увеличении влажности чешуйки прижимаются к шишке плотнее, и стрелка опускается, предвещая ненастье. В сухую погоду чешуйки вместе со стрелкой поднимаются.

Вывод: наблюдения за положением стрелки позволяют предсказать изменение погоды. Сравнение отмеченных положений стрелки с показаниями барометра-анероида позволяет использовать этот самодельный прибор как гигроскоп-барометр.

4.Естественный барометр.

Для изготовления естественного барометра использовалось следующее оборудование и материалы:

• пластинка из ДСП

• еловая ветка

• медная проволока

• электродрель

• подставка

Порядок сборки естественного барометра:

• вырезать небольшой ствол молодой ели вместе с веткой

• очистить ствол и ветку от коры

• в пластине из ДСП делаем четыре отверстия для закрепления еловой ветки

• закрепляем еловую ветку с помощью медной проволоки к пластине

• на пластинку приклеиваем надписи «ясно», «осадки». (Приложение 4)

Принцип действия естественного барометра:

Закрепленная ветка ели реагирует на изменение погоды, опуская конец ветки перед дождем и поднимая его перед ясной погодой.

Вывод: наблюдения за положением еловой ветки позволяют предсказать изменение погоды. Спустя некоторое время, когда ветка покажет свои способности можно сделать пометки «ясно», «осадки» и использовать данный прибор как барометр анероид.

Заключение.

Цель работы выполнена, приборы для предсказывания погоды изготовлены и успешно работают. Интересно убедиться в том, что я могу наблюдать явления природы, предсказывать их изменения с помощью приборов которые сделал сам в домашних условиях.

Изготовленные приборы будут демонстрироваться учащимся в школе при изучении естествознания и физики. Надеюсь, что они заинтересуются результатами и захотят сами с ними проводить наблюдения за погодой. А может быть и изготовить другие приборы для уроков физики.

Список литературы:

1. Р. Башарулы, У. Токбергенова, Д. Казахбаева. «Физика и астрономия» учебник для 7 класса общеобразовательной школы. Алматы «Атамура» 2007 .

2. Б.М. Дуйсембаев, Г.З Байжасарова, А.А. Медетбекова «Физика и астрономия» учебник для 8 класса общеобразовательной школы. Алматы «Мектеп» 2004.

3. Абдурахманов С.Д. Исследовательские работы по физике в 7-8 классах сельских школ: Кн. Для учителя: из опыта работы.- М.: Просвещение, 1990.

4. И. Литинецкий. Изобретатель природа. М.: Знание 1990.

5. Л.Д. Ландау, А.И. Китайгородский Физические тела. М.: «Наука» 1978

6. Ru.wikipedia.org

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3.

Приложение 4.