Transcript Przedstawienie profilu trasy za pomocą ciśnienia atmosferycznego

Przedstawienie profilu
trasy za pomocą ciśnienia
atmosferycznego
Wykonali:
Karolina Florek
Kuba Napora
Publiczne Gimnazjum w Niedźwiedziu
Opiekun: mgr Marian Talar
Cel projektu:
Celem naszego projektu jest przedstawienie
profilu szlaku turystycznego za pomocą
ciśnienia atmosferycznego.
Wybranym szlakiem jest szlak wiodący spod
naszej szkoły na „Orkanówkę” – Muzeum
Władysława Orkana w Porębie Wielkiej, po
drodze na Turbacz.
Historia
Pierwszą wzmiankę o ciśnieniu atmosferycznym
znajdujemy w liście z dnia 24.10.1630r.,który
napisał do Galileusza Giovanni Battista Baliani
(1528-1666r.):
„Wydaje mi się, że znajdujemy się na dnie oceanu
powietrza nie zdając sobie z tego sprawy; nie
odczuwam ciśnienia działającego na nas ze
wszystkich stron, ponieważ nasze ciało tak zostało
stworzone, aby bezboleśnie przeciwstawiać się
temu ciśnieniu… Gdybyśmy jednak znajdowali się
w próżni i mieli nad głową warstwę powietrza, to
poczulibyśmy jego ciężar, bardzo duży, ale nie
nieskończony”
Andrzej Kajetan Wróblewski, „Historia fizyki”,
Metoda
Wraz ze wzrostem wysokości maleje ciśnienie atmosferyczne. Poniższy
wykres otrzymany na podstawie danych z tablic fizyczno astronomicznych
ilustruje to twierdzenie.
Widać z tego wykresu, że do
wysokości około 2 km
ciśnienie spada
proporcjonalnie do
wysokości.
Poruszając się jednostajnie
wzdłuż trasy wycieczki i
rejestrując ciśnienie w miarę
upływu czasu możemy
wykreślić zmiany wysokości
w zależności od przebytej
drogi.
W tym celu musimy jeszcze znać:
1. spadek ciśnienia na 1 metr wysokości, 2. średnią prędkość poruszania się.
Przyrządy, które zastosowano:


Barometr- nim posługiwaliśmy
się aby sprawdzić czy ciśnienie
atm. się zmienia. Jedna osoba
pozostawała w punkcie wyjścia
i sprawdzała, czy ciśnienie się
zmienia.
Barometr elektroniczny Ekolog- rejestruje ciśnienie w
zaprogramowanym czasie i w
zaprogramowanych odstępach
czasu i zapisuje w swojej
pamięci. Programowanie
barometru i odczyt danych
odbywa się po podłączeniu
urządzenia do komputera i
przy wykorzystaniu programu
Ecolab
Wyznaczenie spadku ciśnienia na 1 m wysokości:
W tym celu wybraliśmy się na wycieczkę na Tobołów wzdłuż trasy kolejki linowej, z
włączonym Ekologiem, który rejestrował ciśnienie co minutę. Wybraliśmy Tobołów
ponieważ znana jest różnica wysokości pomiędzy stacjami kolejki i jest ona dość
znaczna, co pozwalało na dość dokładny pomiar. Oto wyniki naszego pomiaru:
∆h=309m (na podstawie danych o kolejce linowej, http:/www.koninki.pl/ )
∆ p=933mB - 899mB = 34mB- zmierzona różnica ciśnień pomiędzy górną i dolną stacją.
34 mB / 309 m = 0,11 mB/m- spadek ciśnienia na 1 metr wysokości.
Obliczenie średniej prędkości jazdy w celu
określenia położenia liczonego od szkoły w
zależności
czasu:
Całkowita
droga od
od szkoły
do „Orkanówki”: 3 160. Zmierzyliśmy ją
za pomocą programu Google Earth
Czas jazdy: 600 sekund
Średnia prędkość = 3160 m : 600 s = 5,3 m/s
Wykres zmian ciśnienia wzdłuż drogi na
„Orkanówkę” w zależności od czasu:
Samochodem wybraliśmy się ze
szkoły na Orkanówkę, aby
zmierzyć spadek ciśnienia
atm. względem wzrostu
wysokości. Jeden barometr
zostawiliśmy w szkole, aby
sprawdzić czy ciśnienie jest
stałe, a drugi wzięliśmy ze
sobą. Ekologa
zaprogramowaliśmy w
szkole, tak aby mierzył
ciśnienie co sekundę.
Obliczenie wysokości względnej względem szkoły
wzdłuż drogi na „Orkanówkę”.
Znając średnią szybkość: 5,3 m/s obliczamy położenie względem
szkoły, czyli przebytą drogę według wzoru:
położenie = szybkość * czas
Spadek ciśnienia ∆ p względem ciśnienia na poziomie szkoły, które
wynosiło 972 mB obliczamy odejmując ciśnienie w danym
położeniu od ciśnienia na poziomie szkoły:
∆ p = 972 - p
Wysokość w danym położeniu obliczamy dzieląc ∆ p przez
wyznaczony wcześniej spadek ciśnienia na 1 metr:
wysokość = ∆ p / 0,11
Obliczenia i wykres wykonaliśmy za pomocą arkusza kalkulacyjnego Excel.
Wyniki:
Publiczne Gimnazjum w Niedźwiedziu
Muzeum Władysława
Orkana, „Orkanówka”