Изготовление «баночного» барометра, страница 59, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Атмосфера и атмосферное давление. Параграф 60. Исследовательская работа. Практические работы-исследование - страница 59.

Условие.

Практическая работа-исследование

Изготовление «баночного» барометра

Атмосферное давление изменяется со временем по ряду причин. Наблюдая за изменением атмосферного давления, можно предсказать, какая погода ожидает нас в ближайшее время.

Цель работы

Изготовить «баночный» барометр, наблюдать за изменением атмосферного давления и предсказывать изменение погодных условий.

Помощник

• В качестве оборудования можно использовать тонкую резиновую плёнку (например, от воздушного шарика), стеклянную банку, скотч, длинную деревянную шпажку или пластиковую соломинку, картон, миллиметровую бумагу, барометр-анероид.

• Тонкую резиновую плёнку натяните на горлышко стеклянной банки и закрепите её с помощью скотча. Плёнка должна герметично закрывать банку. Натянутая плёнка будет играть роль упругой мембраны.

• Деревянную шпажку или пластиковую соломинку закрепите с помощью скотча на поверхности плёнки. Она будет играть роль стрелки.

• Наклейте миллиметровую бумагу на картон и установите её у конца стрелки. На миллиметровой бумаге нарисуйте шкалу. Для проведения реальных измерений шкалу можно проградуировать при помощи школьного барометра-анероида. Для этого сопоставляйте показания школьного барометра-анероида с положениями стрелки созданного барометра и отмечайте на его шкале соответствующие значения атмосферного давления.

• Оформите в тетради таблицу и заносите в неё дату, измеренное значение атмосферного давления, а также погодные условия (ясно или пасмурно) в течение нескольких дней.

• На основании наблюдений попробуйте сделать прогноз погоды.

• Сделайте вывод. Объясните принцип действия изготовленного барометра.

Примечание: при помощи изготовленного барометра можно зафиксировать лишь значительное изменение давления.

Решение.

Цель работы

Изготовить «баночный» барометр, наблюдать за изменением атмосферного давления и предсказывать изменение погодных условий.

Оборудование

Стеклянная банка с широким горлышком, тонкая резиновая плёнка (например, от воздушного шарика), скотч, длинная деревянная шпажка или пластиковая соломинка, картон, миллиметровая бумага, барометр-анероид (для калибровки).

Ход работы

1. На горлышко стеклянной банки была натянута резиновая плёнка. Плёнка была натянута достаточно упруго, чтобы служить мембраной. Края плёнки были плотно и герметично закреплены по окружности горлышка с помощью скотча.

2. В центре резиновой мембраны с помощью небольшого кусочка скотча была горизонтально закреплена лёгкая деревянная шпажка, выполняющая роль стрелки. Один конец шпажки выступал далеко за край банки.

3. Рядом со свободным концом стрелки-шпажки была установлена вертикальная шкала. Для этого на лист картона была наклеена миллиметровая бумага. Начальное положение стрелки было отмечено как исходная точка.

4. Для калибровки шкалы в течение нескольких дней сравнивались показания школьного барометра-анероида с положением стрелки самодельного прибора. На шкале были сделаны отметки, соответствующие реальным значениям атмосферного давления (в мм рт. ст. или гПа).

5. Были проведены ежедневные наблюдения за положением стрелки и погодными условиями. Результаты заносились в таблицу.

Наблюдения и результаты

Таблица наблюдений за погодой и показаниями барометра:

Дата	Показания барометра (мм рт. ст.)	Движение стрелки	Погодные условия
20.04	758	Стабильно	Ясно, солнечно
21.04	752	Опустилась	Пасмурно, облачно
22.04	748	Опустилась	Дождь, сильный ветер
23.04	755	Поднялась	Переменная облачность, без осадков
24.04	762	Поднялась	Ясно, безветренно

Прогноз погоды

На основе наблюдений за последний день (24.04), когда давление значительно выросло до 762 мм рт. ст. и стрелка поднялась, можно спрогнозировать, что на следующий день сохранится ясная и сухая погода.

Вывод

В ходе практической работы был собран и откалиброван самодельный барометр. Принцип его действия основан на том, что воздух, герметично запертый в банке, имеет относительно постоянное давление. Внешнее атмосферное давление действует на упругую резиновую мембрану. Это давление $\text{p}$ есть отношение силы $\text{F}$, с которой атмосфера давит на поверхность, к площади этой поверхности $\text{S}$: $p = F/S$.

Если атмосферное давление повышается, оно сильнее давит на мембрану, прогибая её внутрь банки. При этом закреплённая на мембране стрелка поднимается. Если атмосферное давление понижается, то давление воздуха внутри банки становится относительно больше, и он выталкивает мембрану наружу. При этом стрелка опускается.

Наблюдения подтвердили связь между изменением давления и погодой: понижение давления (опускание стрелки) предшествовало ухудшению погоды (облачность, осадки), а повышение давления (подъём стрелки) — установлению ясной, сухой погоды. Таким образом, цель работы была достигнута.

Ответ: В ходе работы был изготовлен «баночный» барометр, принцип действия которого основан на деформации упругой мембраны под воздействием атмосферного давления. Проведенные наблюдения показали, что повышение атмосферного давления (подъём стрелки прибора) соответствует улучшению погодных условий (ясная погода), а понижение давления (опускание стрелки) предвещает ухудшение погоды (пасмурно, осадки). Это доказывает, что с помощью такого простого прибора можно отслеживать изменения атмосферного давления и делать краткосрочные прогнозы погоды.