Данная работа посвящена атмосферному давлению. Уже столько про него написано, что уже кажется, что всё мы о нём знаем. Но... Можно применять атмосферное давление в жизни, можно выполнить ряд опытов, которые доказывают существование атмосферного давления. Можно ответить на вопрос "Метеозависимый ли я человек?" Об этом и еще о многом вы сможете прочитать в данной работе.
Актуальность работы заключается в том, что она поможет ученикам более глубоко изучить темы школьной программы по физике и географии – «Атмосферное давление», «Барометр - анероид». Материалы проекта могут быть использованы во внеурочной деятельности, на уроке при изучении темы «Животные и растения Камчатки», а также в жизни ученков и учителей школы. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. Эти знания необходимы в медицине и в жизнедеятельности человека.
Вложение | Размер |
---|---|
kak_nam_zhivyotsya_na_dne_vozdushnogo_okeana.docx | 51.74 КБ |
Проектно-исследовательская работа
« Как нам живется на дне воздушного океана?»
Автор: ученик 6 класса
Столбов Валерий
Руководитель: учитель физики
Г.М. Нечкина
Образовательная организация:
МБОУ Николаевская СШ
2016 год
Оглавление
В мае 2015-16 учебного года в нашей школе проходила конференция, на которой я, тогда еще ученик 5-го класса, представлял проект по биологии «Живые барометры, гигрометры и сейсмографы». В своей работе я рассказывал о поведении животных при изменении давления атмосферы. Членом жюри была учитель физики Г.М. Нечкина, которая предложила мне продолжить мой проект и рассмотреть мою тему с точки зрения физики. «Но я же еще не изучаю физику, и даже на следующий год ещё не буду изучать!» - пронеслось у меня в голове. «Но, наверное, это будет очень интересно!» - подумал я и … согласился. Мне очень хотелось узнать, что же изучает физика и как она сможет помочь мне узнать еще больше о барометрах и гигрометрах. После конференции я встретился с Г.М. Нечкиной, и мы наметили пути осуществления нашего проекта. Меня очень обрадовало то, что я смогу сделать опыты, измерю атмосферное давление и сам сделаю барометр.
Наступил новый учебный год, и я приступил к выполнению своего проекта. Выдвинул основополагающий вопрос: «Что давит?». Наметил проблемные вопросы, на которые хотел бы получить ответы: Что общего между слоённым порожным и атмосферой? Если болит голова… ты заболел?
А учебные вопросы появились уже при работе над проектом: кто изобрел прибор для измерения атмосферного давления и как он устроен? Можно ли в домашних условиях изготовить барометр? Как пьёт слон и почему мухи не падают с потолка?
Область исследования моей работы: атмосферное давление; предмет исследования: барометры сделанные человеком и природой, а также связь изменения атмосферного давления с погодой и самочувствием человека.
Начиная работу над этой темой, я выдвинул следующую гипотезу: умение измерять атмосферное давления имеет значение для жизни человека.
Цель моей работы: изучение материала по теме «Атмосферное давление» для применения полученных знаний в жизни. Я поставил перед собой следующие задачи: изучить тему: «Атмосферное давление»; выяснить, что такое «анероид»; выполнить опыты, доказывающие существование атмосферного давления; выделить и описать наиболее интересные растения и животных Камчатки, которые обладают чувствительностью на изменение давления атмосферы; провести опрос среди одноклассников и учителей; взять интервью у медицинских работников нашей школы и посёлка.
Актуальность моей работы заключается в том, что она поможет ученикам более глубоко изучить темы школьной программы по физике и географии – «Атмосферное давление», «Барометр - анероид». Материалы проекта могут быть использованы во внеурочной деятельности, на уроке при изучении темы «Животные и растения Камчатки», а также в жизни моих одноклассников и учителей нашей школы. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. Эти знания необходимы в медицине и в жизнедеятельности человека.
Для написания данной работы были использованы научная и учебная литература. Основными источниками, раскрывающими мою тему, были материалы, которые я нашел в сети Интернет. Я даже не подозревал, что так много статей написано об атмосферном давлении. Все они разные, некоторые были для меня очень сложными, я понимал, что у меня не хватает знаний для того чтобы разобраться в них. Галина Михайловна предложила мне использовать метод "мозгового штурма". Этот метод заключался в том, что мне необходимо было записать все пришедшие в голову слова и даже короткие фразы по моей теме, а затем оценить, может ли быть данное слово или фраза ключевыми. После этой работы мне стало легче искать материал, который был бы мне понятен. Изучая учебник физики 7 класса, я узнал много новой информации. Я прочитал главы, в которых доступно был изложен материал об атмосферном давлении и приборе для измерения атмосферного давлении. А в книге В.А. Гореева «Занимательные опыты по физике» я отобрал опыты, доказывающие существование атмосферного давления.
Наша Земля окружена плотной воздушной оболочкой, которую принято называть атмосферой. Я сделал модель атмосферы, состоящей из трех слоев: тропосферы, стратосферы и верхних слоев атмосферы, а затем, изучая материалы сети Интернет, выяснил, что верхние слои атмосферы тоже делятся на слои: мезосфера, термосфера, ионосфера, экзосфера. Поэтому наша атмосфера похожа на слоеное пирожное, ведь она тоже состоит из слоев. Читая электронный учебник физики для 7 класса, я понял, что на любой предмет, в том числе и тело человека, «давит» воздушный столб, имеющий определенный вес. «Ученым опытным путем удалось установить, что в среднем человек находится под давлением воздуха массой около 15 т!»1.
1. http://www.nado5.ru/e-book/ves-vozdukha-atmosfernoe-davlenie
В кабинете физики я пытался определить вес воздуха, для этого существует специальный стеклянный шар с толстым стеклом, для того чтобы атмосферное давление его не раздавило.
3.2. Приборы, служащие для измерения атмосферного давления
Я считал, что атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.). Именно так я услышал по телевизору, когда диктор читал прогноз погоды. В физике же давление атмосферы измеряют в паскалях, в честь великого французского ученого Блеза Паскаля. Я научился переводить миллиметры ртутного столба в паскали. Теперь я знаю, что 1 мм рт. ст = 133, 33 Па.
Для определения атмосферного давления используются специальные устройства — барометры. Они бывают: жидкостные и безжидкостные.
Первый жидкостный барометр был создан Торричелли. «Он запаял стеклянную трубку с одного конца, наполнил ее ртутью и опустил в чашку с ртутью. Уровень ртути в трубке понизился из-за выливания части ртути в чашку. Над столбиком ртути внутри трубы образовалась пустота, которая получила название Торричелливая пустота».1 Если трубке с ртутью, использовавшейся в опыте Торричелли, прикрепить вертикальную шкалу, то получится простейший прибор – ртутный барометр (от греч. барос – тяжесть, метрео – измеряю). Торричелли использовал трубку высотой 1 м, а ртути у него осталось 76 см (760 мм). Давление 760 мм рт. ст. считается нормальным. Я провел ряд опытов, доказывающих существование атмосферного давления, и целый месяц каждый день измерял его с помощью барометра-анероида (от греч. анеройдос – “безжидкостный”).. Устройство барометра-анероида следующее « …его основной частью является круглая металлическая коробка с волнистой поверхностью. Из этой коробочки выкачан воздух . И чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, её крышку пружиной оттягивают вверх. При повышении атмосферного давления коробка сжимается, и ее верхняя поверхность начинает тянуть прикрепленную к ней пружину. При уменьшении давления пружина разгибается, и верхнее основание коробки приподнимается»2. К пружине с помощью передаточного механизма прикреплена стрелка-указатель.
1. http://www.nado5.ru/e-book/ves-vozdukha-atmosfernoe-davlenie
2. Физика – 7 класс А.В. Перышкин. М.; Дрофа. 2014 стр 135
На Земле атмосферное давление в течение одних суток повышается дважды (вечером и утром) и понижается дважды (после полуночи и полудня). Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше - пониженным.
В тропосфере атмосферное давление понижается в среднем 1мм.рт.ст. на каждые 10,5 м подъема, именно это и заметил Торричелли ещё 350 лет назад! При быстром понижении атмосферного давления на определенной местности можно заметить туман. Такое явление происходит и у нас на Камчатке, мы можем видеть туман. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие животных и человека.
3.4. Живые барометры
Живые барометры – это живые организмы, которые чувствуют изменение атмосферного давления. Если атмосферное давление повышается, то погода становится лучше. Если атмосферное давление понижается, то погода ухудшается. К живым барометрам Камчатки относятся: чайки, рыбы, муравьи, пауки, жимолость, полевые вьюнки. Я наблюдал за чайками летом, правда я только два раза был в морском порту в хорошую погоду и видел, что чайки садятся на воду. Но я прочитал в Интернете, что «…при ухудшении погоды чайки бродят по берегу и прибрежным отмелям, а при ветреной погоде летают над водой»1. Камчатка- край рыбацкий и рыбакам важно знать, что перед штормом рыба чувствительна к изменению давления, она уходит на глубину. Перед дождём пауки уходят с середины паутины и прячутся, а муравьи закрывают свои норки. А вот другой тип барометров - жимолость. Цветы её сильно пахнут, но не всегда можно почувствовать запах жимолости - иногда он еле уловим. Сильно пахнет жимолость лишь перед дождем. А полевой вьюнок перед дождём закрывает свои цветки–граммофончики.
Раньше я даже не знал, что атмосферное давление помогает людям дышать: мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом давление воздуха внутри легких уменьшается, и атмосферное давление «вталкивает» туда порцию воздуха. При выдыхании происходит обратное явление. Атмосферное давление «помогает» многим животным. Шея у слона короткая, он опускает хобот в воду и втягивает в себя воздух. ______________________________________________________________________
Под действием атмосферного давления хобот набирается водой, тогда слон сгибает хобот и выталкивает воду в рот. Мухи на лапках имеют присоски, при помощи которых они могут прилипнуть к любому предмету, даже к потолку!
Увеличение или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие животных и человека. Тело человека приспособлено к атмосферному давлению, но плохо переносит его повышение или понижение. При подъеме на высокие горы, многие люди чувствуют себя плохо, появляются приступы «горной болезни»: становится трудно дышать, как - бы не хватает воздуха.
4.Методы исследования
Выполняя свою работу, я провёл исследования в несколько этапов:
1 этап исследования – проведено измерение атмосферного давления за период с 26 сентября по 26 октября;
2 этап исследования - данные статистики обращения жителей в амбулаторию с. Николаевка сравнил с днями изменения атмосферного давления;
3 этап – социологический опрос о влиянии атмосферного давления на здоровье моих одноклассников (при помощи системы VOTUM), а также учителей нашей школы.
4 этап исследования - интервью с медицинскими работниками школы и поселка.
5 этап – изготовление модели атмосферы, автопоилки и барометра.
Я провел наблюдения за атмосферным давлением в течение с 26 сентября по 26 октября 2016 года, отмечая ежедневно показания барометра. На основе данных составил таблицу и построил график (приложение № 5). Из них видно, что изменение атмосферного давления в конце сентября, было незначительным. В октябре атмосферное давление менялось значительнее. В дни повышения (17.10) или понижения (18.10) давления я опрашивал учителей, учеников старших классов и малышей об их самочувствии.
Провел анализ обращения больных за помощью к врачу за конец сентября и середину октября. Количество жителей, обратившихся к врачу, незначительно выросло. В дни изменения давления в один день регистрируется до трех видов заболеваний сердечно-сосудистой системы, в дни спокойной обстановки в один день регистрируется 1 или 2 вида заболеваний.
4.1 Социологический опрос
Проведя социологический опрос среди 11 учителей, я выяснил, что 7 учителей связывают свою головную боль с изменением давления , 2 учителя даже обращались к медицинской сестре. Учителя молодые не следят за своим давлением, а опытные учителя (из 11 человек – 7) даже имеют дома прибор для измерения давления (приложение № 1).
Я также понаблюдал за учащимися нашего класса и сделал следующие выводы: в отдельные дни ребята становятся особенно рассеянными. Такие дни обычно бывают перед сменой погоды, чаще не в лучшую сторону. Зато солнечные дни оказывают на нас благоприятное действие. С помощью системы тестирования «VOTUM» ребята отвечали на вопросы. 5 Человек на вопрос «Реагируете ли вы на изменение погоды?» ответили: «Да». 8 Человек сказали, что при изменении погоды у них болит голова, 11 чувствуют сонливость. Только у троих есть дома прибор для измерения давления (приложение № 2).
Мои наблюдения за ухудшением самочувствия у учителей и одноклассников в периоды изменения атмосферного давления, позволяют мне сделать следующие выводы:
1). Больше подвержены этому (болит голова) учителя старше 40 лет, но наблюдаются такие случаи и в молодом возрасте, даже среди детей школьного возраста (приложение № 3).
2). В дни, когда атмосферное давление понижается, у многих школьников наблюдается сонливость.
Следующим этапом моей работы было интервью с врачами нашей амбулатории А.А. Мартыненко, М.В. Василигой и школьной медсестрой Л.Е. Пушкаревой. Отвечая на вопросы, А.А. Мартыненко сказал: «Как правило, на изменения погодных условий реагируют люди предпенсионного и пенсионного возраста, а также люди, ведущие нездоровый образ жизни. Метеозависимые люди есть, и я не исключение, поэтому всем следует внимательнее относиться к своему здоровью: соблюдать режим дня, заниматься профилактикой заболеваний». Наша школьная медсестра Лариса Ефимовна дала несколько советов ученикам и учителям, как себя вести чтобы не чувствовать изменения атмосферного давления, или снизить его влияние. Я изготовил памятки с советами и разместил их на стенде в фойе школы и в учительской (приложение № 4). Таким образом, можно сделать вывод: изменение атмосферного давления Земли оказывает существенное влияние на здоровье людей.
4.3. Опыты, доказывающие существование атмосферного давления
Для доказательства существования атмосферного давления я провел следующие опыты:
Опыт 1. «Перевернутый стакан». Наполнил обыкновенный стакан до краёв водой. Накрыл его листком бумаги. Плотно прикрыв его рукой, перевернул бумагой вниз. Осторожно убрал руку, держа стакан за дно. Вода не выливается. Это происходит потому, что воду снизу удерживает давление воздуха.
Опыт 2. «Магдебургские полушария». В 1654 году магдебургский бургомистр и физик Отто фон Герике показал один опыт, который теперь во всём мире называют опытом с магдебургскими полушариями. Эти полушария не смогли разорвать даже шестнадцать лошадей!
Я сделал подобный опыт, только вместо полушарий взял два обычных стакана. Поставил зажженную свечку в один из стаканов. Вырезал из нескольких слоёв газетной бумаги круг диаметром немного больше, чем внешний край стакана. Затем вырезал середину круга. Осторожно поставил на прокладку из газеты перевёрнутый второй стакан и прижал его к бумаге. Свеча вскоре потухла. Теперь, взявшись рукой за верхний стакан, поднял его и увидел, что нижний стакан поднялся вместе с верхним.
Опыт 3. Самым интересным опытом был опыт "Яйцо в бутылке". Я взял сваренное вкрутую яйцо и молочную бутылку. Затем в бутылку поместил зажженный лист бумаги и накрыл её яйцом. Я даже не ожидал, что яйцо с шумом упадёт в бутылку. Это атмосферное давление «протолкнуло» яйцо!
Опыт 4. «Сухим из воды». Можете ли вы достать монетку из тарелки, заполненной водой не намочив при этом руки? Нет, а я могу. Необходимо взять стакан, внести в него зажженную бумагу и перевернуть в тарелку. Вода поднимется в стакан, и монета останется сухой. Берите её, пожалуйста (приложение фотоотчет).
Мною также были изготовлены:
Нормальное атмосферное давление - 760 мм.рт.ст. Но такой показатель удерживается очень редко. В результате повышения давления в атмосфере устанавливается ясная погода, при понижении давления возможен туман и даже дождь. На такие изменения активно реагирует организм метеозависимых людей.
В ходе моих исследований я выполнил поставленную цель: изучил материал по теме «Атмосферное давление», и выяснил, как смогут помочь мне и моим одноклассникам эти знания. Работа над проектом углубила мои познания в области географии. Теперь я смогу ответить на вопрос: «Как мне живется на дне воздушного океана?». Я подтвердил свою гипотезу, что умение измерять атмосферное давления имеет значение для жизни человека. Это проблема мне кажется важной и нужной, так как мы ежедневно находимся под атмосферным давлением. Человек редко задумывается почему он его не чувствует, а замечает атмосферное давление только тогда, когда начинает болеть голова или меняется самочувствие.
Тема моей работы сильно заинтересовала меня, и я намерен продолжить ее изучение и в дальнейшем. Я хочу выяснить, влияет ли на человека влажность воздуха, ведь мы живём на Камчатке, окруженной почти со всех сторон водой. Хочется больше узнать об атмосфере, изучить все её слои, узнать о загрязнении и способах очистки. Я понимаю, что моя работа – это только начало моих исследований, но я уже могу сделать некоторые выводы. Изменения атмосферного давления действительно оказывают влияние на самочувствие и здоровье человека, и без профилактики не обойтись. Работа помогла мне познакомиться с новым предметом – физикой, и я с нетерпением буду ждать, когда начну изучать этот предмет. Оказывается, многие явления природы можно объяснить с помощью физики. В ходе моих исследований я выяснил, что здоровый человек практически не ощущает на себе влияния атмосферного давления, но с возрастом оно дает о себе знать.
Знать атмосферное давление очень важно, можно сразу определить повышенное оно или пониженное. У меня теперь есть барометр и я смогу помочь своим бабушке и дедушке, потому что по барометру умею определять атмосферное давление и смогу предупредить их об ухудшении погоды.
Кто чем богат, тот тем и делится!
Интервью с космонавтом Антоном Шкаплеровым
Солдатская шинель
Басня "Две подруги"
Ёжикина Радость