Вивчення природних явищ зміна атмосферного тиску, наближення дощу

"Про скільки нам відкриттів дивних
Готують просвіти дух
І досвід. син помилок важких,
І геній, парадоксів друг. "
А. С. Пушкін

Я вибрав два явища природи:
* Атмосферний тиск.
* Атмосферні опади (дощ).

Навколо нашої земної кулі знаходиться атмосфера. Атмосфера - це суміш різних газів, в основному азоту (78%) і кисню (21%). Атмосфера тисне на поверхню Землі [1,2]. Але вплив (тиск) атмосфери можна побачити очима. Ми його можемо тільки відчути при зміні стану нашого здоров'я. А як не просто людині зрозуміти і вивчити те, що не можна побачити. У цьому може допомогти прилад - барометр. Він вимірює атмосферний тиск. Але сучасні барометри дуже складні і показують цифрові зміни атмосфери. Я сконструював макет самого простого барометра. Він дозволяє побачити вплив атмосферного тиск на мембрану приладу і робить це явище з невидимого, цілком реальним (видимим).

Більше 70% поверхні Землі вкрито водою. З усієї кількості води 1% знаходиться в атмосфері, 97% в океанах, а інша частина в річках, озерах і льодовиках. Під впливом сонячного тепла вода випаровується і піднімається в повітря. Повітря містить цей невидимий водяна пара. Кількість водяної пари в повітрі характеризується показником вологості. Піднімаючись вгору, водяна пара охолоджується і збирається в крихітні крапельки води, утворюючи хмари. Коли краплі стають досить великими, вони випадають у вигляді опадів (дощу або снігу). Чим вище вологість, тим більше ймовірність формування хмари і випадання опадів [2]. Значить, встановивши досвідченим шляхом, підвищення вологості в атмосфері, ми зможемо прогнозувати випадання дощу. Я зібрав прилад "Визначник дощу", заснований на використанні ефекту вологості в атмосфері.

Постановка дослідів дуже захоплююче заняття. Всі проведені мною досліди прості і проводяться з виконанням техніки безпеки, що важливо для тих, хто проводить експерименти в домашніх умовах, особливо вперше. Я описую попередню підготовку і стадії виконання, що дозволяє в подальшому акуратно поводитися з предметами і правильно організовувати план своєї роботи. Крім досліджуваних явищ природи, в цих дослідах можна паралельно познайомитися з законами фізики (електрика) і придбати технічні навички (паяти, збирати електричний ланцюг, працювати викруткою). Це завжди стати в нагоді чоловікові.

Таким чином, вивчений інформаційний матеріал і проведені на його основі власні досліди, лягли в основу даної роботи, визначивши її мету, завдання та висновки.

Постановка дослідів для вивчення явищ навколишньої природи.

* Провести спостереження за обраними для дослідів явищами в природі (зміна погоди, атмосферні опади);
* Розробити і провести досліди;
* Сфотографувати отримані результати;
* Дати рекомендації по постановці дослідів.

Макет мого барометра (Досвід №1).

Матеріал для досвіду. банку, повітряна кулька, трубочка від соку, скотч і картон.

Обрізав повітряну кульку і натягнув його на банку. Вийшла натягнута мембрана. Закріпив кульку на шийці гумкою. Зробив з трубочки від соку стрілку, загостривши її кінець. Закріпив скотчем один її кінець на середині кульки, що накриває банку. Стрілка повинна розташовуватися строго по горизонталі. Поставив шматок картону поруч з банкою таким чином, щоб зовнішній кінець стрілки ледь торкався до нього, і зазначив становище її кінчика червоним кольором (атмосферний тиск на початку досліду). Намалював шкалу вздовж цієї лінії. Приклеїв цей шматок картону клейкою стрічкою до банку і стежив за становищем стрілки.

При підвищенні атмосферного тиску поверхню кульки як би вдавлювалися в посудину і стрілка піднімалася вгору за шкалою.

Коли атмосферний тиск падав, на поверхню кульки зсередини тиснув повітря з банки, прагнучи вгору, і піднімав кульку.

Спостереження показали. При підвищенні атмосферного тиску, погода була ясною, сонячною. При зниженні тиску - похмурої, іноді дощової.

Наступний мій досвід присвячений вивченню атмосферних опадів (дощу). Зібралися хмари. Скоро піде дощ. Як вчасно дізнатися про це? Мені допоможе визначник дощу.

Побудова моделі "Визначник дощу" (Досвід №2).

Матеріал для досвіду. Білизна прищіпка, електричний провід (близько 2м, щоб провід діставав до кватирки), 2 "пальчикові" батарейки, лампочка від ліхтарика, 2 шурупа, кусковий цукру.

У прищіпку укрутив 2 шурупа з різних сторін. Зачищені кінці проводу прикріпив (припаяв) до них. Зафіксував шматочок цукру між кінцями прищіпки, що б електричний ланцюг не замкнулася.

Зібрав електричний ланцюг "визначник дощу": послідовно поєднав провід від прищіпки з батарейкою і лампочкою.

Прищіпку з шматочком цукру висунув в кватирку на вулицю. При підвищеній вологості повітря (вологість - кількість води в атмосфері), яка буває перед дощем, цукор поступово вбирає в себе воду, кришитися і розламується. Контакти замикаються, і лампочка загоряється.

За моїми спостереженнями приблизно через 30 хв. починався дощик.

1. Атмосферний тиск, дощ - це явища, підлеглі чітким законам природи, які можна спостерігати і вивчати.
2. Проведені досліди дозволяють краще зрозуміти ці закони.
3. Фотографії та моделі дослідів підтверджують дане дослідження.
4. Рекомендації по постановці дослідів, допоможу проводити їх самостійно.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

На основі отриманих в ході проведеної роботи результатів, розроблений комплекс рекомендацій для початківців експериментаторів:

* Всі використовувані речовини і матеріали повинні бути доступними і безпечними для здоров'я;
* При постановці досвіду "модель барометра", треба використовувати велику ємність з широкою шийкою, для створення більш тонкої і більш чутливою мембрани
кульки при натягуванні і більшої кількості повітря в банку для кращої наочності досвіду; трубочка повинна бути якомога тонше і легше;
* При постановці досвіду "визначник дощу", потрібно використовувати батарейку 3V або дві батарейки по 1,5V; можна замість лампочки використовувати електричний дзвінок (або невеликий транзистор, який працює на батарейках і включається на музичній хвилі), електричний ланцюг збирати послідовно, зачищені кінці дроту краще припаяти, для міцності контактів.

ВИСНОВОК

Проводити дані досліди не складно, але цікаво. Вони безпечні, прості і корисні. Мій барометр попереджає бабусю про зміну атмосферного тиску, і вона вчасно приймає ліки. Мене не застане зненацька дощ. Нові дослідження попереду!

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Дашевський Гліб
Ліцей, 3 клас
МОУ-Ліцей (фізико-математичний), м Владикавказ

Ідея з барометром цікава. По суті, той же барометр-анероїд, тільки з підручних засобів.

Бентежать зроблені фотографії барометра:
1. Всі знімки треба було робити чітко в площині кришки, а не під кутом. Інакше не зовсім зрозуміло, відхилення стрілки дійсно пов'язано зі зміною тиску, або ж просто невдалий ракурс.
2. Трубочка повинна закінчуватися точно посередині, інакше при вдавливании плівки буде впиратися в протилежну сторону.
3. Ну і, власне, немає знімків з згинанням плівки - це було б саме очевидний доказ роботи барометра.

Згодна з адміністратором "п. 3. Ну і, власне, немає знімків з згинанням плівки - це було б саме очевидний доказ роботи барометра". Ідея досить цікава, на уроках фізики при вивченні атмосферного тиску якраз можна було б використовувати ваш саморобний барометр, завжди цікавіше користуватися "плодами" рук своїх, а не всім готовим.

Скажіть будь ласка, Гліб, як Ви орпеделяете, що саме через 30 хвилин піде дощ? Не зовсім вдалі знімки, згодна. Не видно ні здавлювання кульки, ні опуклості, що піддає експеримент під сумнів. А взагалі, ти молодець, Гліб. Не всі займаються наукою і дослідженнями.

Гліб, у Вас дуже цікавий досвід, АЛЕ "Розробити і провести досліди; Дати рекомендації по постановці дослідів".
[B] Ви самі придумали чи все-таки знайшли методику проведення досвіду?

Я і сам зрозумів, що знімки не дуже. Але у мене був фотоапарат тільки на один день (мама взяла у друзів) і я сфотографував, що було в той день. Повірте, кулька прогинається і вигинається дуже сильно. Дуже добре видно. Спробуйте. А дощ починався приблизно через 30-40 хвилин. Я приєднав замість лампочки маленький транзистор і він починав голосно грати або шипіти, якщо хвиля йшла. Ми живемо в ущелині, між гір. Підвищена вологість, явна ознака поганої погоди (дощу). Правда, цукор пару раз скльовує пташки. Методику мені підказав тато. Він розказав, як влаштовані барометри. Він навчив мене паяти. Ми вмест мастерілм макети. Але, спостереження і запис, проводив я. І рекомендації запропонував теж я. Дякуємо.

Завтра спробую прикинути "на пальцях", наскільки повинна прогинатися плівка при зміні тиску, і напишу результати сюди.

Взагалі здорово, коли батьки роблять разом з дітьми досліди. Спасибі вам, Ольга. Бентежить те, що ми в 10 років вчимо дитину говорити на дуже дорослому мовою Цитую "Таким чином, вивчений інформаційний матеріал і проведені на його основі власні досліди, лягли в основу даної роботи, визначивши її мету, завдання та висновки.". Навіщо? Мені здається дуже важливим, щоб дитина сам викладав свої роботи, сам писав тексти, сам реєструвався на сайті.
І ще (повторююсь, звичайно, але і роботи схожі) МИ НЕ ВЧИМО ДИТИНИ РОБИТИ ПРИПУЩЕННЯ (висувати гіпотези)
А сама по собі робота дуже цікава і абсолютно в тему!

Спасибі Павло. Але так вимагають в нашому Ліцеї. Хоча я з Вами згодна, дитина повинна писати свої думки, своїми словами. Але, по-моєму, більшість дітей зареєструвалося під профілем батьків. Може нам здалося, що так солідніше. І про гіпотезу, Ви теж маєте рацію. Врахуємо при іншій роботі.

Дуже цікава робота! Подальших успіхів на шляху в науку!

Мої "пальцеві" розрахунки працездатності барометра:

Приблизно можна вважати, що відносна зміна тиску викликає таке ж відносне зміна обсягу повітря в банку:

delta_P / P = delta_V / V

вважаємо:
delta_P = 30 мм. рт. ст.
Р = 760 мм. рт. ст.
V = 1 літр
звідси delta_V = 0.04 літра = 40 см 3.

Площа горлечка банки грубо 50 см 2. Таким чином, центр плівки вдавлюється або випинається приблизно на 1 мм. Так як трубочка довга, то має спрацьовувати правило важеля, тобто стрілка буде рухатися більш помітно.

Всім дякую. Готую нову роботу про вулканах. Гліб Дашевський.