concepte cheie
atmosferă
Mediu
viteză
Vremea
vânt
Introducere
v-ați întrebat vreodată cum se face vântul? Vântul este cauzat de o diferență de presiune a aerului. Aerul călătorește din zone cu presiune mai mare în locuri unde există o presiune mai mică. Și la fel cum aerul curge din presiunea înaltă din interiorul unui balon umflat dacă deschiderea nu este legată, aerul din atmosferă se va muta într-o zonă de presiune mai mică, creând vânt., Viteza vântului poate fi măsurată folosind un instrument numit anemometru.
un anemometru arată ca o paletă meteorologică, dar în loc să măsoare în ce direcție bate vântul cu indicii, are patru cupe, astfel încât să poată măsura cu mai multă precizie Viteza vântului. Fiecare ceașcă este atașată la capătul unui braț orizontal, fiecare dintre acestea fiind montat pe o axă centrală, ca spițele pe o roată. Când vântul împinge în cupe, rotesc axa. Cu cât vântul este mai rapid, cu atât mai repede cupele rotesc axa. Cât de repede se va învârti anemometrul de casă?
fundal
aerul este format din molecule mici., Când moleculele sunt încălzite, se mișcă mai repede. În consecință, atunci când aerul este încălzit, moleculele sale se mișcă mai repede și devin distanțate mai departe, ceea ce face ca aerul să fie mai puțin dens (ceea ce înseamnă că există mai puține molecule într-un volum dat). Acest lucru înseamnă, de asemenea, că aerul are o presiune totală mai mică. În comparație, aerul rece este format din molecule mai bine ambalate, deci este mai dens și are o presiune relativ mai mare.
deoarece presiunile aerului sunt înclinate să se echilibreze, atunci când există o zonă cu o presiune relativ scăzută a aerului, aerul înconjurător din zonele cu presiune mai mare se deplasează., Această mișcare a aerului dintr-o zonă de presiune mai mare într-o zonă de presiune relativ mai mică este ceea ce generează vânt. Când vântul împinge cupele pe anemometru, ele se rotesc în jurul axei centrale. Cât de repede se rotesc cupele pot fi măsurate în rotații pe minut (rpm) sau de câte ori o ceașcă revine în poziția în care a început într-un minut. În consecință, vântul mai rapid va avea ca rezultat o rpm mai mare decât o mișcare mai lentă a aerului.,
Materiale
• Cinci trei uncii pahare de hârtie (cum ar fi paharele de plastic)
• Hârtie pumn gaura sau creion ascutit
• Conducător
• Două paie
• Pin
• Capsator
• Creion cu radieră
• Ventilator cu viteze diferite (opțional)
• Timer (opțional)
Pregătirea
• Pregătiți-patru cesti de acest fel: Punch o gaură în partea de fiecare cupa, aproximativ o jumătate de inch de mai jos janta.
* pentru a cincea ceașcă, perforați patru găuri distanțate la fel în părțile sale laterale, la aproximativ un sfert de centimetru sub jantă. De asemenea, perforați o gaură în centrul fundului.,
procedura• br > * luați o ceașcă cu o singură gaură și împingeți o paie prin gaură până când aproximativ un centimetru de paie se află în interiorul cupei. Asigurați-vă că paiul este orizontal și fixați-l în partea laterală a Cupei. Repetați acest lucru cu o altă ceașcă cu o singură gaură și paie.
* împingeți capătul gol al fiecărei paie într-unul din orificiile laterale ale Cupei cu cinci găuri și scoateți-l pe cel de-a lungul acesteia. Rotiți cupele astfel încât să se confrunte cu aceeași direcție. De ce crezi că paharele ar trebui să se confrunte cu aceeași direcție?,
• împingeți capetele goale ale fiecărei paie care iese din a cincea ceașcă în celelalte două cupe cu o singură gaură până când aproximativ un centimetru de paie se află în interiorul fiecărei cupe. Rotiți noile cupe, astfel încât toate fundul cupelor să fie orientate în aceeași direcție. Capsați capetele paielor în partea laterală a fiecărei cupe, așa cum ați făcut pentru primele două cupe.
* după ce vă asigurați că toate cupele sunt la aproximativ aceeași distanță de centrul cupei cu cinci găuri, împingeți cu atenție știftul prin cele două paie în care se intersectează, în mijlocul cupei cu cinci găuri. Aveți grijă când manipulați știftul ascuțit., De ce credeți că este important să folosiți ceva la fel de mic ca un ac pentru asta?
* împingeți creionul prin gaura din partea de jos a cupei cu cinci găuri, radieră-se termină mai întâi, până când ajunge la paie. Împingeți cu atenție știftul în radieră.
* anemometrul este acum gata să măsoare viteza vântului. În timp ce stați jos, încercați să suflați foarte ușor direct într-una din cele patru cupe deschise pentru câteva secunde, apoi suflați mai tare. Cum a schimbat suflarea mai tare modul în care se transformă anemometrul? (Dacă vă simțiți amețit sau amețit, opriți-vă și respirați.,)
• Extra: dacă aveți un ventilator care se rotește la viteze diferite, țineți anemometrul în fața ventilatorului și numărați de câte ori o ceașcă se întoarce complet timp de 15 secunde, apoi înmulțiți această valoare cu patru. Acest număr va fi în rotații pe minut (rpm). Repetați acest lucru păstrând ventilatorul la aceeași distanță, dar schimbând viteza acestuia. Cum s-a schimbat rpm-ul când ați ținut anemometrul în fața ventilatorului la o viteză lentă în comparație cu o viteză mai rapidă? În comparație cu viteza mai rapidă, credeți că rpm-ul ar fi mai mare dacă ați folosi anemometrul afară într-o zi foarte vântoasă?,
* De ce credeți că un vânt mai rapid face ca anemometrul să se rotească mai repede?
* Extra: Care este Viteza vântului în afara? Puteți lua anemometrul afară într-o zi cu vânt sau peste mai multe zile pentru a măsura viteza vântului. Puteți, de asemenea, să vă duceți anemometrul în diferite locații, cum ar fi un câmp deschis, un pasaj îngust, o plajă lângă ocean sau un lac mare, dacă locuiți lângă unul, pentru a măsura și compara viteza vântului în acele locuri. Care este cea mai vântoasă locație? De ce crezi că este atât de vânt?
* Extra: Care este viteza reală a vântului, în mile pe oră (mph), pe care o măsurați?, Pentru a determina acest lucru, calculați mai întâi circumferința cercului realizat de cupele rotative măsurând distanța din jurul cercului pe care îl fac (folosind o bandă sau o bucată de șir pe care o puteți măsura cu o riglă). Apoi convertiți acest lucru în mile împărțind numărul de inci cu 12 pentru a obține picioare și apoi împărțind acel număr cu 5,280 (numărul de picioare într-o milă). Înmulțiți acest număr cu rpm., În cele din urmă, împărțiți produsul la 60 (pentru a converti minutele în ore) și veți avea o aproximare a vitezei la care se rotește anemometrul (în mph), deși acest lucru nu ține cont de frecare.
observații și rezultate
ați putut vedea vântul făcând cupele de pe anemometru să se rotească? Vânturile mai rapide au făcut ca cupele anemometrului să se rotească mai repede în comparație cu vânturile mai lente?
deoarece aerul este alcătuit din molecule minuscule, atunci când vântul lovește ceva, toate aceste molecule lovesc obiectul., De aceea, atunci când simțim vântul, simțim cu adevărat că aceste molecule ne lovesc. Un vânt mai rapid ne lovește mai tare și, de asemenea, mișcă paharele pe anemometru mai mult, comparativ cu un vânt mai lent, deoarece vântul mai rapid mișcă moleculele cu o viteză mai mare. În consecință, în aceeași perioadă de timp, un vânt mai rapid lovește un obiect cu mai multe molecule decât un vânt mai lent.
dacă ați fost pe plajă sau lângă un corp mare de apă, este posibil să fi observat că este adesea vânt. Acest lucru se datorează faptului că există diferite presiuni de aer în cazul în care o mulțime de apă întâlnește terenul., Apa necesită mai mult timp pentru a-și schimba temperatura în comparație cu pământul, astfel încât în timpul zilei pământul se încălzește mai repede, iar odată ce soarele coboară, pământul se răcește mai repede. În consecință, în timpul zilei există vânt care suflă din ocean în pământ sau dintr-o zonă cu o presiune mai mare a aerului (aer mai rece) până la o presiune mai mică (aer mai cald); seara vântul suflă din pământul rece în Oceanul mai cald.,
Mai mult pentru a explora
„schimbările Climatice ar Putea Însemna mai Lent Vânturi” de la Scientific American
Web Meteo pentru Copii de la University Corporation for Atmospheric Research (UCAR)
„Măsurarea Vitezei Vântului” de Treisprezece/WNET, Educational Broadcasting Corporation, New York
„Vânt” de la Weatherwizkids.com
Simți Vântul de Arthur Dorros
„Cum poate un Vânt Meter Munca?”de la Science Buddies
această activitate a adus la tine în parteneriat cu Science Buddies și Cyberchase