conceptos clave
atmósfera
medio ambiente
velocidad
clima
viento
Introducción
¿alguna vez se ha preguntado cómo se hace el viento? El viento es causado por una diferencia en la presión del aire. El aire viaja desde áreas de mayor presión a lugares donde hay menos presión. Y así como el aire fluye fuera de la alta presión dentro de un globo inflado si la abertura no está atada, el aire en la atmósfera se moverá a un área de presión más baja, creando viento., La velocidad de ese viento se puede medir usando una herramienta llamada anemómetro.
un anemómetro se parece a una veleta, pero en lugar de medir qué dirección sopla el viento con punteros, tiene cuatro tazas para que pueda medir con mayor precisión la velocidad del viento. Cada copa está unida al extremo de un brazo horizontal, cada uno de los cuales está montado en un eje central, como radios en una rueda. Cuando el viento empuja en las copas, giran el eje. Cuanto más rápido el viento, más rápido las copas giran el eje. ¿Qué tan rápido girará tu anemómetro casero?
Background
El aire se compone de pequeñas moléculas., Cuando las moléculas se calientan, se mueven más rápido. En consecuencia, cuando el aire se calienta, sus moléculas se mueven más rápido y se separan más, lo que hace que el aire sea menos denso (lo que significa que hay menos moléculas en un volumen dado). Esto también significa que el aire tiene una presión general más baja. En comparación, el aire frío está hecho de moléculas más apretadas, por lo que es más denso y tiene una presión relativamente más alta.debido a que las presiones de aire están inclinadas a equilibrarse, cuando hay un área de presión de aire relativamente más baja, el aire circundante en áreas de mayor presión se mueve hacia adentro., Este movimiento de aire de un área de presión más alta a un área de presión relativamente más baja es lo que genera viento. Cuando el viento empuja las copas en el anemómetro, giran alrededor del eje central. La velocidad de giro de las tazas se puede medir en revoluciones por minuto (rpm), o cuántas veces una taza vuelve a la posición donde comenzó en un minuto. En consecuencia, un viento más rápido resultará en un rpm más alto que un movimiento de aire más lento.,
Materialesr• * cinco tazas de papel de tres onzas (como las tazas Dixie)
* perforador de papel o lápiz afilado
* regla
* dos pajitas
• Pin
* Grapadora
• lápiz con borrador
* ventilador con diferentes velocidades (opcional)
• temporizador (opcional)
preparación
• Prepare cuatro tazas de esta manera: perfore un orificio en el lado de cada taza, aproximadamente media pulgada por debajo del borde.para la quinta taza, perfore cuatro agujeros igualmente espaciados en sus lados, aproximadamente un cuarto de pulgada por debajo del borde. También perfore un agujero en el Centro de la parte inferior.,
procedimiento
• tome una taza de un solo orificio y empuje una pajita a través del orificio hasta que aproximadamente una pulgada de la pajita esté dentro de la taza. Asegúrate de que la pajita esté horizontal y grápala a un lado de la taza. Repita esto con otra taza de un solo agujero y paja.Empuje el extremo vacío de cada paja en uno de los orificios laterales en la taza de cinco orificios y salga del otro lado de ella. Gira las copas para que estén en la misma dirección. ¿Por qué crees que las copas deben estar en la misma dirección?,empuje los extremos vacíos de cada paja que sobresalen de la quinta taza en las otras dos tazas de un solo orificio hasta que aproximadamente una pulgada de la paja esté dentro de cada taza. Gire las tazas nuevas para que todas las partes inferiores de las tazas estén orientadas en la misma dirección. Grapa los extremos de las pajitas al lado de cada taza como lo hiciste con las dos primeras tazas.después de asegurarse de que todas las tazas estén aproximadamente a la misma distancia del centro de la taza de cinco agujeros, empuje cuidadosamente el pasador a través de las dos pajitas donde se cruzan, en el Centro de la taza de cinco agujeros. Tenga cuidado al manipular el pasador afilado., ¿Por qué crees que es importante usar algo tan pequeño como un alfiler para esto?Empuje el lápiz a través del agujero en la parte inferior de la taza de cinco agujeros, borrador-fin primero, hasta que llegue a las pajitas. Empuje cuidadosamente el pasador en la goma de Borrar.
* el anemómetro ya está listo para medir la velocidad del viento. Mientras está sentado, trate de soplar muy suavemente directamente en una de las cuatro tazas abiertas durante unos segundos, luego soplar más fuerte. ¿Cómo soplar más fuerte cambió cómo gira el anemómetro? (Si se siente aturdido o mareado, deténgase y tome un respiro.,)
• Extra: si tiene un ventilador que gira a diferentes velocidades, mantenga el anemómetro frente al ventilador y cuente el número de veces que una taza gira completamente durante 15 segundos, luego multiplique ese valor por cuatro. Este número estará en revoluciones por minuto (rpm). Repita esto mientras mantiene el ventilador a la misma distancia, pero cambiando su velocidad. ¿Cómo cambió el rpm cuando sostuvo el anemómetro frente al ventilador a una velocidad lenta en comparación con una velocidad más rápida? En comparación con la velocidad más rápida, ¿cree que las rpm serían mayores si utilizara su anemómetro afuera en un día con mucho viento?,* Why do you think a faster wind makes the anemometer spin faster?* Extra: ¿Cuál es la velocidad del viento afuera? Puede llevar su anemómetro al exterior en un día ventoso o durante varios días para medir la velocidad del viento. También puede llevar su anemómetro a diferentes lugares, como un campo abierto, un pasaje estrecho, una playa junto al océano o un lago grande, si vive cerca de uno, para medir y comparar la velocidad del viento en esos lugares. ¿Cuál es la ubicación más ventosa? ¿Por qué crees que hace tanto viento?* Extra: ¿Cuál es la velocidad real del viento, en millas por hora (mph), que está midiendo?, Para determinar esto, primero calcule la circunferencia del círculo hecha por las copas giratorias midiendo la distancia alrededor del círculo que hacen (usando una cinta métrica o un trozo de cuerda que puede medir con una regla). Luego convierta esto en millas dividiendo el número de pulgadas por 12 para obtener pies y luego dividiendo ese número por 5,280 (el número de pies en una milla). Multiplique este número por rpm., Finalmente, divida su producto por 60 (para convertir minutos en horas) y tendrá una aproximación de la velocidad a la que el anemómetro está girando (en mph), aunque esto no tiene en cuenta la fricción.
observaciones y resultados
¿pudo ver el viento hacer girar las Copas del anemómetro? ¿Los vientos más rápidos hicieron que las copas de anemómetro giraran más rápido en comparación con los vientos más lentos?debido a que el aire se compone de pequeñas moléculas, cuando el viento golpea algo, son todas estas moléculas las que golpean el objeto., Esta es la razón por la que cuando sentimos el viento, realmente sentimos que estas moléculas nos golpean. Un viento más rápido nos golpea más fuerte, y también mueve las copas en el anemómetro más, en comparación con un viento más lento porque el viento más rápido está moviendo las moléculas a una velocidad más rápida. En consecuencia, en la misma cantidad de tiempo, un viento más rápido golpea un objeto con más moléculas que un viento más lento.si ha estado en la playa o cerca de un gran cuerpo de agua, puede haber notado que a menudo hace viento. Esto se debe a que hay diferentes presiones de aire donde una gran cantidad de agua se encuentra con la tierra., El agua tarda más tiempo en cambiar su temperatura en comparación con la tierra, por lo que durante el día la tierra se calienta más rápido, y una vez que el sol se pone, la tierra se enfría más rápido. En consecuencia, durante el día hay viento soplando desde el océano a la tierra, o desde un área de mayor presión de aire (aire más frío) a menor presión (aire más cálido); por la noche, el viento sopla desde la tierra fría al océano más cálido.,
más para explorar
«El Cambio Climático puede significar vientos más lentos»de Scientific American
web Weather for Kids de University Corporation for Atmospheric Research (Ucar)
«Measuring Wind Speed» de Thirteen / WNET, Educational Broadcasting Corporation, New York
«Wind» de Weatherwizkids.com Feel The Wind by Arthur Dorros » How Does a Wind Meter Work?»de Science Buddies
esta actividad te trajo en asociación con Science Buddies y Cyberchase