Научно – исследовательская работа по физике "Самодельный прибор по предсказанию погоды"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «КУЯШСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА» 456733, Челябинская область, Кунашакский район, с. Большой Куяш,  ул. Молодежная, д. 18 Тел. (35148) 52­2­51, факс: (35148) 52­2­51 e­mail: Kuah.36 @ mail.ru Научно – исследовательская работа по физике  Самодельный прибор  по предсказанию погоды Выполнил:                                                                 ученик 8 класса Пасхин В.А.                                                                Научный руководитель:                                                                Р.В.Султанова, учитель физики                                                                    НОУ «Эврика»   2016 г Оглавление Введение                                                                                                                  Основная часть § 1. Самодельный прибор для предсказания изменений погоды                       § 2.  Признаки перемены погоды                                                                                      Заключение                                                                                                                    Библиография Приложение Введение     На уроках физики по теме «Влажность воздуха», рассматривали  как влияет на погоду   температура,   давление   и   влажность   воздуха,   а   также   вспомнили   из «Физика­ 7»­ описание и устройство прибора:  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. Мне захотелось самому изготовить прибор, который помог бы предсказывать погоду. Новизна   темы    заключается   в   том,   что   вопрос   об   измерении   атмосферного давления и влажности воздуха в школьном курсе   8 класса изучается во второй четверти.  Поэтому,  над этой  проблемой  я решил 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   работы:  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. Для доказательства гипотезы была изучена следующая литература и сайты: 1. Абдурахманов   С.Д.   Исследовательские   работы   по   физике   в   7­8   классах сельских школ: Кн. Для учителя: из опыта работы.­ М.: Просвещение, 1990. ­  познакомились с описаниями некоторых самодельных приборов. 2. Громов С.В., Родина Н.А. Физика: Учебник для 8 кл. общеобразовательных учреждений.   –   М.:   Просвещение,   2000.   –   изучили   тему   «Испарение   и конденсация». 3. Перышкин   В.Н.   Физика:   учебник   для   7   кл.   общеобразовательных учреждений.   –   М.:   Просвещение,   2012.   –   прочитали   об   атмосферном давлении и способах его измерения. 4. Перышкин   В.Н.   Физика:   учебник   для   8   кл.   общеобразовательных учреждений.   –   М.:   Просвещение,   2012.   –   прочитали   об   атмосферном давлении и способах его измерения.      5.  http://okafish.ru/uchebnik/glava10_3.htm 6.  http://sam0delka.ru/topic/15717/ Основная часть §1. Самодельный прибор для предсказания изменений погоды     Для изготовления прибора, предсказывающего погоду, использовали следующее оборудование:   электрическую лампу, вышедшую из строя  сосуд с подкрашенной жидкостью  ручная дрель  проволочку  пластилин Порядок сборки прибора:  в цоколе электрической лампы срезали верхнюю часть  заполнили   через   отверстие   колбу   лампы   подкрашенной   жидкостью   до половины  закрыли отверстие пластилином  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. Если вы хотите заранее знать о переменах погоды, то можно сделать  барометр своими руками. Этот прибор показывает изменения атмосферного  давления, по колебания которого можно предсказать погоду. Так, если атмосферное давление падает, то возможны осадки и погода ухудшится, и наоборот, если атмосферное давление растет, то можно говорить об улучшении  погоды. Конечно, можно доверять сводкам гидрометцентров или смотреть погоду  на погодных сайтах, но лучше иметь в доме подобный прибор и ориентироваться  на его показания.           Барометры выпускают и продают разных видов, но сделать приспособление,  реагирующее на колебания атмосферного давления, можно и в домашних  условиях. Барометр из лампочки Для этого барометра понадобится перегоревшая лампочка накаливания. В начале  цоколя с резьбой просверливают отверстие диаметром 2­3 мм. Сверлить надо  аккуратно и с минимальными усилиями, чтобы не треснуло стекло. Через  получившееся отверстие заливают чистую воду до половины колбы. В нее надо  добавить 2­3 капли чернил.           Далее ждут, пока просохнут внутренние стенки колбы, и подвешивают  лампочку­барометр между оконными рамами окна, желательно с северной стороны. Если окна располагаются с южной стороны, то лампочку надо подвесить  вверху окна. Уже через несколько часов можно снимать показания. Если внутренние стенки покрылись мелкими капельками конденсата, то будет  облачная погода без осадков. При капельках средней величины, между которыми образовались сухие  вертикальные полосы, ожидается переменная облачность. Крупные капли возле поверхности воды в лампочке и сухая горловина говорят о  том, что осадки пройдут стороной. Капли воды на северной стороне колбы говорят о дожде на следующий день во  второй половине. Если лампочка изнутри покрыта крупными каплями конденсата, то будут  кратковременные дожди. А если капли укрупняются и стекают вниз, то скорее  всего будет гроза. Если стенки лампочки совершенно сухие, то будет хорошая погода. Пользоваться таким барометром можно весной, летом и осенью при температуре  выше нуля. 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 из­под газированной   воды.   Такой   прибор   будет   более   удобный   в   применении,   но   его изготовление является не таким интересным процессом. § 2.  Признаки перемены погоды Признаки устойчивости плохой погоды. 1) Сильные дожди, идущие долгое время с небольшими перерывами, или  беспрерывные продолжительные мелкие дожди; 2) после дождя пробиваются между облаками желтые лучи солнца; 3) днем быстро темнеет и все небо покрывается облаками; 4) в течение суток устойчиво с незначительными колебаниями держится  низкое давление; 5) облачность, ветер, видимость и волнение существенно не меняются. Признаки устойчивости хорошей погоды. 1) Ясное, безоблачное небо голубого цвета в течение 10— 12 часов при  отсутствии ветра; 2) атмосферное давление повышается медленно, долго и устойчиво (двое­ трое суток) держится высоким; 3) в начале дня в низких местах (над рекой, водохранилищем, в ложбинах)  появляется туман; 4) в начале дня появляются неподвижные перистые облака, которые  исчезают к вечеру; 5) ясные, безоблачные ночи (летом); 6) резкое отличие температуры воздуха днем от температуры воздуха ночью  (летом) — большой суточный ход температуры; 7) быстро темнеет после захода солнца; 8) движение перистых облаков с востока на запад; 9) солнце при заходе не меняет своей окраски, сохраняя беловато­желтый  цвет; 10) отсутствие осадков; 11) над сушей наименьшая температура воздуха — перед восходом солнца, а наибольшая в 14—15 час.; 12) при заходе солнца на небе видны только розоватые перистые облака; 13) дым, идущий из трубы, поднимается вертикально вверх; 14) правильное изменение ветра в течение суток (почти полное отсутствие  ветра ночью и усиление его к полудню); 15) небо безоблачное, и после захода солнца на горизонте видна светлая  серебристая полоса; 16) на побережье моря регулярно дуют бризы; 17) на побережье образуется туман или дымка; 18) звезды мерцают зелеными оттенками; 19) деформация диска солнца и луны при восходе или заходе; 20) по утрам над морем наблюдаются миражи. Признаки перемены погоды к ухудшению. 1) Появление большого количества облаков различной формы, которые  быстро движутся и могут совершенно закрыть горизонт; 2) долго не темнеет, т. е. продолжительные по времени сумерки; 3) температура воздуха повышается к концу дня; 4) быстрое движение перистых облаков по направлению с запада на восток; 5) небо имеет белесоватый цвет; 6) отсутствие росы ночью; 7) если стать лицом против ветра, то справа на горизонте будут видны  облака; 8) волны двигаются не по направлению ветра; 9) небо с утра имеет красноватый цвет; 10) в дневное время появляется большое количество облаков различных  цветов и оттенков; 11) дым, идущий из трубы, стелется горизонтально; 12) быстрое падение давления; 13) усиление ветра к вечеру; 14) иногда повышение температуры в ночное время; 15) день был безоблачный, к вечеру появляются облака и солнце заходит за  тучу; 16) в начале или в середине дня пчелы роем летят в улей; 17) появление усиливающейся зыби; 18) звезды мерцают синими оттенками; 19) понижение давления; 20) рыба отсутствует у поверхности воды (опускается на глубину). Признаки перемены погоды к улучшению. 1) После пасмурной погоды температура воздуха в дневное время падает  (особенно весной); 2) постепенное прояснение неба; 3) в течение дня идет сильный дождь, а к концу дня он слабеет; 4) повышение давления; 5) к концу дня небо делается светло­красным; 6) после захода солнца быстро темнеет; 7) во второй половине дня появляется радуга; 8) дым, идущий из трубы, поднимается вверх по вертикали; 9) если в начале дня идет сильный дождь, а ветер почти отсутствует, то к  середине дня можно ожидать хорошей погоды; 10) поворот ветра по часовой стрелке; 11) ослабление помех при радиоприеме; 12) рыба находится близко от поверхности воды. Признаки, предвещающие штормовую погоду. 1) Ветер становится неустойчивым; 2) резко падает давление; 3) морские птицы держатся берега; 4) появляются перистые облака. Признаки, предвещающие приближение шквала. Признаки приближения шквала — внезапного сильного увеличения скорости ветра и мгновенных изменений его направления — особенно важно знать  судоводителю. Наиболее подходящее время для возникновения шквалов —  теплая дневная погода. Признаки, предвещающие приближение шквала,  следующие: 1) на непродолжительное время совершенно стихает ветер; 2) на горизонте видна низкая, быстро движущаяся черная туча в виде вала  или медленно движущаяся черная туча с очень резко очерченным контуром. В  последнем случае шквал будет сопровождаться дождем или градом; 3) на поверхности воды видны быстро приближающиеся темные полосы ряби с белыми «барашками»; 4) на горизонте появляется пелена пыли; 5) вслед за дождем сразу же начинает дуть свежий ветер; 6) резкий шум и свист; 7) иногда перед шквалом бывает сильная гроза. Заключение 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. Изготовленный   прибор   будет     на   конференции   НОУ «Эврика» МБОУ «Куяшская СОШ» в конце третьей четверти. Очень надеюсь на   демонстрироваться   то,   что   наши   ученики   заинтересуются   результатами   и   захотят   сами   с   ним проводить наблюдения за погодой. А может быть и изготовить другие приборы для уроков физики. Библиография 1. Абдурахманов   С.Д.   Исследовательские   работы   по   физике   в   7­8   классах сельских школ: Кн. Для учителя: из опыта работы.­ М.: Просвещение, 1990. ­  познакомились с описаниями некоторых самодельных приборов. 2. Громов С.В., Родина Н.А. Физика: Учебник для 8 кл. общеобразовательных учреждений.   –   М.:   Просвещение,   2000.   –   изучили   тему   «Испарение   и конденсация». 3. Перышкин   В.Н.   Физика:   учебник   для   7   кл.   общеобразовательных учреждений.   –   М.:   Просвещение,   2012.   –   прочитали   об   атмосферном давлении и способах его измерения. 4. Перышкин   В.Н.   Физика:   учебник   для   8   кл.   общеобразовательных учреждений.   –   М.:   Просвещение,   2012.   –   прочитали   об   атмосферном давлении и способах его измерения.      5.  http://okafish.ru/uchebnik/glava10_3.htm 6.  http://sam0delka.ru/topic/15717/ Самодельный прибор для предсказания изменений погоды  Приложение