Исследовательский проект на тему Барометр своими руками

Разинкин Владимир, Лосев Никита, Бондарь Дарья
БАРОМЕТР СВОИМИ РУКАМИ

с. Ягуново
Содержание
Введение……………………………………………………………………………3
1 Теоретическая часть……………………………………………………………5
История происхождения барометра………………………………………5
Варианты изготовления барометра в домашних условиях………………5
Практическая часть…………………………………………………………9
Барометр своими руками……………………………………………………9
Проведение эксперимента…………………………………………………10
Вывод………………………………………………………………………10
Заключение………………………………………………………………………11
Список литературы………………………………………………………………12
Приложения………………………………………………………………………13
Введение
Часто для того, чтобы узнать погоду на следующий день, мы слушаем прогноз погоды. Из него мы узнаём о предполагаемой температуре, наличии осадков, скорости ветра и атмосферном давлении.
Тема нашей работы является актуальной, потому что каждый из нас, прежде чем выйти на улицу хочет знать, а что там за окном? Доказательством актуальности нашей темы является анкетирование, которое мы провели среди учащихся Ягуновской школы. Каждый из опрошенных, хочет узнать, какая погода, прежде чем выйти на улицу. 25 человек из 35 участников анкет не знают, как сделать барометр своими руками, но хотели бы научиться.
Каждый день мы сталкиваемся с удивительными явлениями: например, с силой, которая действует благодаря воздуху.
Нас заинтересовало: «На что влияет атмосферное давление? Почему о нём сообщается в прогнозе погоды?» Оказалось, что с изменением атмосферного давления связано изменение погоды. Если давление повышается, то можно ожидать ясной погоды, а если понижается, то пасмурной. Изменение атмосферного давления сказывается и на самочувствии людей, страдающих гипертонией.
Можно ли создать прибор для наблюдения изменения атмосферного давления своими руками?
Мы решили, поиграем в метеорологов! Они измеряют атмосферное давление, потому что оно показывает перемещение воздушных масс, которые влияют на погоду.
Объект исследования: атмосферное давление и способы его измерения.
Предмет исследования: прибор для измерения атмосферного давления
Гипотеза: можно создать прибор для наблюдения изменения атмосферного давления в домашних условиях.
Цель: изготовление прибора для наблюдения изменения атмосферного давления своими руками.
Задачи исследования:
-проанализировать литературу по данной теме;
- изучить, кто первый разработал барометр;
-познакомиться с вариантами изготовления барометров;
- проанализировать работу барометра в домашних условиях.
Планируемый результат: Определение атмосферного давления с помощью барометра сделанного своими руками.

Теоретическая часть
История происхождения барометра
Для измерения атмосферного давления были изобретены приборы, которые называются барометрами. (Слово барометр происходит от двух греческих слов: барос – тяжесть, метрео – измеряю)[1, 29]
Первый барометр был изобретён итальянским учёным Эванджелиста Торричелли в XVII веке. Ртутный барометр, изобретенный Торричелли, очень неудобен в обращении и опасен. В жидкостных барометрах давление измеряется высотой столба жидкости (ртути) в трубке, запаянной сверху, а нижним концом опущенной в сосуд с жидкостью (атмосферное давление уравновешивается весом столба жидкости). Ртутные барометры — наиболее точные, они используются на метеостанциях.
Б.Паскалем в 1646 году был создан водяной барометр, но его размеры оказались очень большими. Высота такого барометра более 13 м.[3, 94]
В практике для измерения атмосферного давления используют металлический барометр, называемый анероидом. (Анероид в переводе с греческого–безжидкостный. Так барометр называют потому, что он не содержит ртути). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении – сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину со стрелкой.
Мы посмотрели различные источники, в которых описывалось создание прибора своими руками. Самые простые в изготовлении барометры, следующие:
Варианты изготовления барометра в домашних условиях
Барометр из еловой шишки
Чтобы сделать простейший прибор, предсказывающий погоду на несколько часов вперед, понадобятся две ровные деревянные дощечки. Для основания надо вырезать квадрат со стороной 70 мм, а для боковинки прямоугольник 70x150 мм.
Запилить торцы крупным напильником, а затем всю поверхность зачистить наждачной шкуркой. Соединить их на клею, укрепив мелкими гвоздями, как показано на рисунке. Из плотной бумаги надо вырезать шкалу, нарисовать на ней деления и два знака: солнце и зонтик. У самой боковины прикрепить к основанию крупную сухую сосновую шишку. К одной из нижних ее чешуек надо приклеить сухую соломинку с бумажной стрелкой на конце. (Приложение 1. Рис.1)
Барометр из пихты
Надо срезать веточку длиной 10-12 см молодой пихты с иголками. Все иголки с нее удалить, кроме одной. И она станет барометром.
Для этого надо прикрепить веточку двумя маленькими гвоздиками к дощечке из фанеры, дерева или оргстекла. Единственное требование, чтобы пихтовая игла могла свободно отклоняться вверх-вниз.
Затем надо поднести иглу к горячей печке, духовке или поместить недалеко от газовой горелки... Влага с поверхности веточки очень скоро испарится, а игла поднимется вверх. Сделать на дощечке отметку — 1, а потом написать "Солнечно".3500755330327000[2,56]
Далее поднести дощечку к пару от кипящего чайника — игла, наоборот, опустится вниз. Сделать отметку — 10, а потом написать "Дождь". Остается только проградуировать наш барометр на 10 частей.
Барометр надо вывесить в тени, чтобы прямые лучи на него не попадали. Все готово. Теперь, выходя из дома, мы можем прогнозировать и солнечный день, и дождь в зависимости от положения единственной иглы молодой пихты. (Приложение 1, Рис.2)
Барометр из жестяной масленки
Такой барометр можно сделать из маленькой жестяной масленки с параллельными боковыми сторонами.
Надо подобрать пробку, которая бы плотно закрывала единственное отверстие будущего барометра. До того как поставить пробку на место, в ней необходимо проделать отверстие такого диаметра, чтобы пропустить сквозь него прозрачную трубку-соломинку для коктейлей. Впрочем, лучше применить стеклянную трубочку с внутренним диаметром отверстия 1,5 - 2,0 мм. Ёмкость на 2/3 заполняется подкрашенной водой, в отверстие вставляется трубка с пробкой, в трубке при этом должно содержаться немного той же подкрашенной воды. При повышении атмосферного давления уровень жидкости в трубке будет подниматься, и наоборот. Такой барометр надо закрепить на подставке с вертикальной линейкой. От градуировать его можно, снимая показания с настоящего барометра. Вместо металлической емкости можно применить любую маленькую стеклянную бутылочку. После заполнения подкрашенной водой и установки пробки с трубкой, долейте в трубку немного воды. Так как корпус барометра жесткий, при повышении давления уровень воды будет понижаться, при понижении - повышаться. (Приложение 2. Рис. 3)
Барометр из стеклянной бутылки
Для того чтобы изготовить барометр, нам необходимо иметь 3 простые вещи:
- стеклянную бутылку, объемом 0.5 литра
- стеклянную трубку
- резиновую пробку с отверстием для трубки
Внизу трубка не должна касаться дна бутылки на 15-20 мм.
Вверху должна торчать из пробки на 35-45 мм.
Бутылку следует до половины заполнить водой, желательно дождевой.
Если водяной столб в трубке внизу - атмосферное давление высокое, вверху-низкое. Бывает, что переливает через верх - очень низкое атмосферное давление. (Приложение 2. Рис. 4)
Барометр из лампочки
Надо взять перегоревшую электрическую лампочку, и там, где начинается цоколь с резьбовой частью, аккуратно просверлить небольшое отверстие диаметром 2-3 мм. Сверлить нужно очень осторожно, прикладывая минимальное усилие, иначе баллон может треснуть или разбиться. Когда отверстие будет просверлено, залить в него водопроводную воду, заполнив стеклянную колбу до половины. Затем добавить в нее две-три капли чернил или туши и перемешайте. Барометр готов. Остается подождать, пока внутренняя стенка колбы просохнет, и подвесить барометр между оконными рамами. Лучше всего с северной стороны, где на него не будут попадать прямые солнечные лучи. Если же окна выходят на юг, установите в верхней части окна. Через несколько часов можно снимать показания. Наш барометр может предсказывать погоду за сутки достаточно полно.
Практическая часть
2.1Барометр своими руками
Дома у нас прибора для наблюдения за атмосферным давлением нет, и поэтому мы решили сделать прибор своими руками из подручных средств.
Оборудование
Для того чтобы изготовить барометр, необходимо иметь:
банка стеклянная с широкой горловиной,
воздушный шарик,
резинка,
трубочка,
лист А4,
скотч,
ножницы,
краски. (Приложение 4. Рис.6)
План создания
Вырезать из воздушного шарика кружок чуть больше, чем диаметра банки.
Натянуть вырезанный кружок на горлышко и закрепить его с помощью резинки.
Обрезать кончик соломинки наискосок и заострить один из ее концов.
Закрепить с помощью клейкой ленты другой кончик соломинки скотчем посередине натянутой резиновой пленки.
Закрепить лист бумаги около банки так, чтобы острие соломинки его слегка касалось. После этого отметь «ноль» в том месте, где соломинка касается листа. Ниже и выше этого значения с интервалом в 1 мм отметить цифры 1, 2 и 3.
Принцип работы
1) При увеличении атмосферного давления пленка прогибается вниз, соломинка поднимается вверх и указывает «Ясно».
2) При уменьшении атмосферного давления плёнка поднимается вверх, соломинка – вниз и показывает «Пасмурно». (Приложение 5. Рис. 7)
2.2 Проведение эксперимента
Мы решили провести эксперимент, чтобы убедиться правильно ли работает прибор. Ежедневно в 830 ч. мы фиксировали ПОКАЗАНИЯ своего прибора и заносили результат в таблицу, затем наблюдали за погодой в течение дня, записывая результат в столбец «ПОГОДА». (Приложение 5. Таблица 1)
После проведения двухнедельного эксперимента значения показателей прибора и погоды совпали, что подтверждает правильную работу созданного прибора.
Вывод
Барометр, который у нас получился, показывает изменение давления снаружи банки. Если давление повышается, то воздух начинает давить сверху на резиновую крышку банки и соломинка поднимается. И наоборот, если давление понижается, то воздух давит на чувствительную мембрану изнутри банки и соломинка опускается.
Точные показатели атмосферного давления на таком барометре не увидишь, так как мембрана натянутого шарика не достаточно тонка и чувствительна. Трубочка опускается и поднимается всего на одно деление, но повышение и падение атмосферного давления видно очень хорошо. Эти результаты совпадали с объявлениями о погоде.
Наблюдения показали: При повышении атмосферного давления, погода была ясной, солнечной. При понижении давления – пасмурной и ненастной.
С помощью построенного нами прибора можно прогнозировать погоду.
Проводить данные опыты не сложно, но интересно. Они безопасны, просты и полезны. Наш барометр предупреждает близких об изменении атмосферного давления, и они вовремя принимают меры. Нас не застанет врасплох ненастье.
Заключение
За период работы над проектом мы изучили разную литературу, которая помогла нам сделать свой прибор по определению атмосферного давления. В процессе эксперимента мы наблюдали за работой нашего барометра и, основываясь на его показания, научились предсказывать погоду на ближайшие сутки. Теперь мы знаем, что этот дорогостоящий прибор можно изготовить своими руками в домашних условиях. На этом наше исследование не окончено, и в дальнейшем мы планируем изготовить другие варианты барометров из подручных материалов и опробовать их в работе. Новые исследования впереди!
Список литературы
Книга экспериментов. Просто о сложном/Пер. с итал. И.Гурьянова. – [Текст] М.: Эксмо, 2013. – 128с.
Детская энциклопедия “Хочу все знать” // [Текст] М. “Планета детства” – 2003.– С. 260–261.
Новая энциклопедия школьника //– [Текст] М. “Махаон”.– 2009.– С. 128 – 129.
Приложение 1
2343159906000
Рис. 1 Барометр из еловой шишки-16573539243000
Рис.2 Барометр из пихты
Приложение 2
-26098513652500
Рис.3 Барометр из жестяной масленки
-1657358763000
Рис.4 Барометр из стеклянной бутылки
Приложение 3
-12763521336000
Рис.5 Барометр из лампочки
Приложение 4


Рис. 6 Оборудование для изготовления барометра
Приложение 5
22288501816735пасмурно
00пасмурно
2289175738505ясно
00ясно

Рис.7 Принцип работы барометра
Результаты эксперимента с 24 февраля по 7 мартаТаблица 1
ДЕНЬ ПОКАЗАНИЯ ПОГОДА
Понедельник(24.02) Ясно Солнечно
Вторник(25.02) Ясно Солнечно
Среда(26.02) Пасмурно Облачно, снег
Четверг(27.02) Ясно Солнечно
Пятница(28.02) Пасмурно Облачно
Суббота(01.03) Пасмурно Облачно
Вторник(04.03) Пасмурно Облачно
Среда(05.03) Ясно Солнечно
Четверг(06.03) Ясно Солнечно
Пятница(07.03) Пасмурно Облачно