Klíčové pojmy
Atmosféra
životní Prostředí
Rychlost
Počasí
Vítr
Úvod
přemýšleli jste někdy, jak vítr vzniká? Vítr je způsoben rozdílem tlaku vzduchu. Vzduch cestuje z oblastí s vyšším tlakem do míst, kde je menší tlak. A stejně jako vzduch vytéká z vysokého tlaku uvnitř nafouknutého balónu, pokud není otvor svázán, vzduch v atmosféře se přesune do nižší tlakové oblasti a vytvoří vítr., Rychlost tohoto větru lze měřit pomocí nástroje zvaného anemometr.
anemometr vypadá jako meteorologická lopatka, ale místo měření, kterým směrem vítr fouká ukazateli, má čtyři šálky, takže může přesněji měřit rychlost větru. Každý šálek je připevněn ke konci vodorovného ramene, z nichž každý je namontován na centrální ose, jako paprsky na kole. Když vítr tlačí do šálků, otáčejí osou. Čím rychlejší je vítr, tím rychleji poháry otáčejí osu. Jak rychle se vaše domácí anemometr víří?
pozadí
vzduch se skládá z malých molekul., Když se molekuly zahřívají, pohybují se rychleji. Proto, když vzduch je ohříván, jeho molekuly se pohybují rychleji a stát se rozmístěny dále od sebe, což je vzduch řidší (což znamená, že jsou méně molekul v daném objemu). To také znamená, že vzduch má nižší celkový tlak. Ve srovnání s tím je studený vzduch vyroben z pevněji zabalených molekul, a proto je hustší a má relativně vyšší tlak.
vzhledem k tomu, že tlaky vzduchu jsou nakloněny k vyvážení, když je oblast relativně nižšího tlaku vzduchu, okolní vzduch ve vyšších tlakových oblastech se pohybuje., Tento pohyb vzduchu z oblasti vyššího tlaku do relativně nižší tlakové oblasti je to, co vytváří vítr. Když vítr tlačí poháry na anemometru, otáčejí se kolem centrální osy. Jak rychle se poháry točí, lze měřit v otáčkách za minutu (rpm) nebo kolikrát se jeden šálek vrátí do polohy, kde začal za jednu minutu. V důsledku toho bude rychlejší vítr mít za následek vyšší otáčky, než bude pomalejší pohyb vzduchu.,
Materiály
• Pět tři unce papírové kelímky (jako Dixie Poháry)
• Papír děrování nebo nabroušené tužka
• Pravítko
• Dvě brčka
• Pin
• Sešívačka
• Tužka s gumou
• Ventilátor s různými rychlostmi (volitelné)
• Časovač (volitelné)
Příprava
• Připravte si čtyři šálky tímto způsobem: Punč jeden otvor v boku každý šálek, asi jeden centimetr pod okraj.
* pro pátý šálek dělejte čtyři stejně rozmístěné otvory po stranách, asi o čtvrtinu palce pod okrajem. Také děr jeden otvor ve středu dna.,
postup
* Vezměte si jeden otvor a zatlačte slámu otvorem, dokud není uvnitř šálku asi jeden palec slámy. Ujistěte se, že sláma je vodorovná a přitiskněte ji na stranu šálku. Opakujte to s dalším jednorázovým šálkem a slámou.
* zatlačte prázdný konec každé slámy do jednoho z bočních otvorů v pětijamkovém šálku a ven z něj. Otočte šálky tak, aby směřovaly stejným směrem. Proč si myslíte, že poháry by měly směřovat stejným směrem?,
* zatlačte prázdné konce každé slámy vyčnívající z pátého šálku do dalších dvou jednorázových šálků, dokud není uvnitř každého šálku asi jeden palec slámy. Otočte nové šálky tak, aby všechny dna šálků směřovaly stejným směrem. Sešijte konce slámy na stranu každého šálku, jako jste to udělali pro první dva šálky.
• Poté, ujistěte se, všechny šálky jsou přibližně ve stejné vzdálenosti od středu pět-hole cup, opatrně zatlačte kolík skrz dvě brčka, kde se protínají, ve středu pět-hole cup. Při manipulaci s ostrým kolíkem buďte opatrní., Proč si myslíte, že je důležité k tomu použít něco tak malého jako pin?
* zatlačte tužku otvorem ve spodní části pětijamkového šálku, nejprve gumovým koncem, dokud nedosáhne slámy. Opatrně zatlačte kolík do gumy.
• anemometr je nyní připraven měřit rychlost větru. Zatímco sedíte, zkuste foukat velmi jemně přímo do jednoho ze čtyř otevřených šálků na několik sekund, pak foukat tvrději. Jak se změnilo foukání tvrdšího, jak se anemometr otáčí? (Pokud máte pocit lehké hlavy nebo závratě, zastavte se a oddechněte si.,)
• Extra: pokud máte ventilátor, který se otáčí různými rychlostmi, držte anemometr před ventilátorem a počítejte, kolikrát se jeden šálek úplně otočí po dobu 15 sekund, pak tuto hodnotu vynásobte čtyřmi. Toto číslo bude v otáčkách za minutu (ot / min). Opakujte to při zachování ventilátoru ve stejné vzdálenosti, ale při změně jeho rychlosti. Jak se změnily otáčky, když jste drželi anemometr před ventilátorem pomalou rychlostí ve srovnání s rychlejší rychlostí? Ve srovnání s rychlejší rychlostí si myslíte, že by otáčky byly větší, kdybyste použili anemometr venku ve velmi větrném dni?,
* proč si myslíte, že rychlejší vítr zrychluje anemometr?
* Extra: jaká je rychlost větru venku? Můžete si vzít anemometr venku na větrný den nebo více dní měřit rychlost větru. Můžete také vzít anemometr na různá místa, jako je otevřené pole, úzká chodba, pláž u oceánu nebo velké jezero, pokud žijete poblíž jednoho, měřit a porovnávat Rychlost větru v těchto místech. Jaké je nejlepší umístění? Proč si myslíš, že je tak větrno?
* Extra: jaká je skutečná rychlost větru v kilometrech za hodinu (mph), kterou měříte?, K určení, nejprve vypočítat obvod kruhu vyroben rotující šálky měřením vzdálenosti kolem kruhu, které dělají (pomocí svinovací metr nebo provázek můžete měřit s pravítkem). Pak převést na míle vydělením počtu palců 12 dostat nohy a pak dělením toto číslo 5,280 (počet stop v míli). Vynásobte toto číslo otáčkami za minutu., Nakonec vydělte svůj produkt 60 (Chcete-li převést minuty na hodiny) a budete mít přiblížení rychlosti, při které se anemometr otáčí (v mph), i když to nebere v úvahu tření.
pozorování a výsledky
byli jste schopni vidět vítr, aby se poháry na anemometru otáčely? Udělal rychlejší vítr, aby anemometr poháry točit rychleji ve srovnání s pomalejším větrem?
protože vzduch je tvořen malými molekulami, když vítr zasáhne něco, co všechny tyto molekuly zasáhnou objekt., To je důvod, proč když cítíme vítr, opravdu cítíme, že nás tyto molekuly zasáhnou. Rychlejší vítr nás zasáhne tvrději a také pohání poháry na anemometru více, ve srovnání s pomalejším větrem, protože rychlejší vítr pohybuje molekuly rychleji. V důsledku toho ve stejném čase zasáhne rychlejší vítr objekt s více molekulami než pomalejší vítr.
Pokud jste byli na pláži nebo v blízkosti velkého množství vody, možná jste si všimli, že je často větrný. Je to proto, že existují různé tlaky vzduchu, kde se hodně vody setkává se zemí., Voda trvá více času na změnu teploty ve srovnání s půdou, takže během dne se země zahřívá rychleji a jakmile slunce klesá, země se ochladí rychleji. V důsledku toho během dne fouká vítr z oceánu do země nebo z oblasti vyššího tlaku vzduchu (chladnější vzduch) na nižší tlak (teplejší vzduch); večer vítr fouká z chladné země do teplejšího oceánu.,
Více prozkoumat
„Změna Klimatu Může Znamenat Pomalejší Vítr“ z Scientific American
Web Počasí pro Děti z University Corporation for Atmospheric Research (UCAR)
„Měření Rychlosti Větru“ z Thirteen/WNET, Vzdělávací Broadcasting Corporation, New York
„Vítr“ z Weatherwizkids.com
Cítit Vítr Arthur Dorros
„Jak Se Vítr Metr Práce?“od Science Buddies
tato aktivita vám přinesla ve spolupráci s Science Buddies a Cyberchase