Самодельные приборы по предсказанию погоды

На уроках физики по теме «Давление твёрдых тел, жидкостей и газов» описываются приборы: барометр - анероид для измерения атмосферного давления и психрометр для измерения влажности воздуха. Значения этих величин связано с погодой. Атмосферное давление и влажность воздуха влияют на самочувствие человека, на его работоспособность. Зная, какой будет погода, можно подготовить свой организм к предстоящим изменениям. Нам захотелось самим изготовить приборы, которые помогли бы предсказывать погоду.

Новизна темы заключается в том, что вопрос об измерении атмосферного давления и влажности воздуха в школьном курсе 7 класса изучается в конце третьей четверти. Поэтому, над этой проблемой мы решили поработать самостоятельно.

Актуальность темы: умения применять теоретические знания на практике являются одними из основных умений для понимания физики. Работа по самостоятельному изучению нового материала, изготовлению приборов создадут успешность в изучения физики на дальнейших уроках.

Объектом исследований является предсказание погоды с учётом результатов наблюдений

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

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

Задачи:

1. описать изготовление приборов для наблюдений за погодой

2. научиться предсказывать погоду с помощью самодельных приборов.

Гипотеза: если изготовить самодельные приборы в домашних условиях, то можно научиться предсказанию погоды.

Самодельный прибор для предсказания изменений погоды

Для изготовления прибора, предсказывающего погоду, использовали следующее оборудование:

• электрическую лампу, вышедшую из строя

• сосуд с подкрашенной жидкостью

• полиэтиленовую плёнку

• ручная дрель

• проволочку

Порядок сборки прибора:

• в цоколе электрической лампы срезали верхнюю часть

• заполнили через отверстие колбу лампы подкрашенной жидкостью до половины

• закрыли отверстие полиэтиленовой плёнкой

• на цоколь лампы прикрепили проволоку с петлёй для подвешивания прибора на лапку штатива.

Обеспечение техники безопасности при работе с прибором:

При работе с прибором под него устанавливаем коробку с ватой, уложенной по её дну ровным слоем! В этой же коробке храним прибор до его использования!

Принцип действия прибора:

• к предстоящему ненастью окружающий воздух охлаждается, в результате охлаждается стеклянное тело лампы;

• водяные пары, испаряемые с поверхности воды в лампе, соприкасаясь с её холодным телом, конденсируются,

• и внутренняя поверхность лампы покрывается капельками воды.

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

Можно изготовить подобный прибор из обычной пластмассовой бутылки из-под газированной воды. Такой прибор будет более удобный в применении, но его изготовление является не таким интересным процессом.

Простейший самодельный барометр

Для изготовления простейшего самодельного барометра использовалось 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, т. е. с маленьким отверстием и прочными стенками

• шило или железный гвоздь для проделывания отверстия в крышке

• плоскогубцы с теплоизоляционными ручками

• заполненная спиртовка или другой источник тепла

• тюбик супер - клея

• сосуд с подкрашенной жидкостью

Сборка самодельного барометра:

• в крышке с помощью нагретого гвоздя или шила, придерживая их плоскогубцами, делаем отверстие и через него 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, крышки со стенками бутылки промазываем клеем для лучшей герметизации

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

• если же 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>.

Самодельный гигроскоп – барометр

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

• пластинка из ДСП

• прозрачная коробка

• тонкая медная проволока

• еловая шишка

• супер - клей

• лист бумаги

Порядок сборки прибора:

• шишку прикрепляем к пластинке

• к чешуйкам прикрепляем стрелку - тонкую проволоку из меди

• помещаем пластинку с шишкой в коробку

• на одной из сторон укрепляем лист белой бумаги, который будет использоваться при градуировании шкалы прибора.

Принцип действия:

• 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 ухудшение погоды. Сравнение отмеченных положений стрелки с показаниями барометра-анероида позволяет использовать этот самодельный прибор как гигроскоп-барометр.

Работа над созданием самодельных приборов доказала, что их можно изготовить и в домашних условиях. Было интересно убедиться в том, что мы можем наблюдать явления природы, предсказывать их изменения. Сформулированная гипотеза доказана.

Изготовленные приборы будут демонстрироваться одноклассникам при изучении темы «Измерение атмосферного давления» в конце третьей четверти. Очень надеемся на то, что они заинтересуются результатами и захотят сами с ними проводить наблюдения за погодой. А может быть и изготовить другие приборы для уроков физики.