Учебный проект, выполненный учащимися по географии

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Шумячская СШ им. В.ФАлешина»

Проект по географии на тему:

«Самодельные приборы по географии»

Барбасова Ильи,

Маслова Виктора,

Михалева Ивана,

Соколова Даниила,

Сигарева Алексея

учащиеся 8 «Б» класса

Руководитель: Агафонова Светлана

Федоровна, учитель географии

2017

Цель: выяснить, какие географические приборы можно сделать своими руками и выполнить их для кабинета географии.

Задачи:

1. Собрать материал о географических приборах.

2. Систематизировать его, разделив приборы по группам.

3. Познакомиться с устройством приборов.

4. Сделать географические приборы для кабинета географии и использовать их на практике.

Содержание

Введение

1. Основная часть

1.1. Метеорологические приборы.

а) Самодельный барометр.

б) Самодельный гигрометр.

в) Самодельный флюгер

1.2. Приборы – измерители и оборудование для ориентирования.

а) Самодельный компас.

б) Самодельный эклиметр.

в) Самодельный нивелир.

Заключение

Литература

Везде исследуйте

всечасно, что есть

велико и прекрасно!

М.В.Ломоносов

Введение

Познать окружающий мир помогает школьный курс географии. Познание возможно в природе. Используя простейшие приборы, можно контролировать состояние погоды, измерить высоту холма, угол падения солнечных лучей, угол склона холма и многое другое, но приборов в кабинете географии очень мало. Поэтому мы решили восполнить этот пробел самодельными приборами. Вначале занялись теоретическими вопросами: посетили библиотеку, смотрели интернет сайты. И решили выполнить некоторые географические приборы своими руками: барометр, компас, нивелир, эклиметр и гигрометр.

Цель: выяснить, какие географические приборы можно сделать своими руками и выполнить их для кабинета географии.

Задачи:

1. Собрать материал о географических приборах.

2. Систематизировать его, разделив приборы по группам.

3. Познакомиться с устройством приборов.

4. Сделать географические приборы для кабинета географии и использовать их на практике.

1. Основная часть

1.1. Метеорологические приборы и оборудование.

а) Самодельный барометр.

Барометр – прибор для измерения атмосферного давления.

С помощью барометра можно предсказывать прогноз погоды. Предсказывать, будет ли дождь, мне было необходимо, так как мой сосед - заядлый рыбак, а рыба, как известно, лучше клюет перед дождем. Дома у меня барометра нет, и прибор купить нет возможности, потому что он стоит дорого.

Я искал информацию в энциклопедиях для школьника, в научно-популярных журналах. В результате мной была найдена статья в журнале «Сделай сам» об изготовлении различных приборов из подручных материалов.

Я самостоятельно проверял достоверность показаний самодельного барометра. Для этого я сравнивал показания стационарного и своего собственного барометров. Оказалось, что на показания разработанного мной прибора существенно влияет изменение температуры в комнате, где он установлен. Я сделал вывод о том, что снимать показания надо при одинаковой температуре.

Барометр состоит из бутылки с прозрачным стеклом, стеклянной
трубки и пробки. Бутылка на одну треть заполнена водой. Воду 
подкрасил с помощью марганцовки. В пробке имеется отверстие, в которое вставил стеклянную трубку.

Когда атмосферное давление начнет изменяться,
то изменится уровень воды в трубке. Если из трубки начнут выходить пузырьки воздуха, значит, давление очень высокое, а это к ясной устойчивой погоде, в такое время бывает хороший клев. Если вода начнет выливаться через верх трубки -давление низкое, можно ждать бури, а на рыбалку идти не стоит.

б) Самодельный гигрометр.

Гигрометр - прибор для измерениявлажности воздуха.

Действие волосяного гигрометра основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха. Белок кератина, из которого состоят волосы, гигроскопичен, он хорошо впитывает влагу, поэтому при возрастании влажности воздуха волос удлиняется, при уменьшении - укорачивается.

Материалы:

• – дощечка 250 x 200 мм;

• – рейки 20 x 15 мм длиной до 400 мм, 3—4 шт.;

• – 5—7 светлых человеческих волос длиной 300—350 мм;

• – гирька или иной грузик весом 5—7 г;

• – легкая металлическая стрелка длиной 140—150 мм;

• – саморезы.

На стрелке должен быть противовес, чтобы стрелка, будучи посажена на горизонтальную ось, была в безразличном равновесии

Волос 1 «см. рис.» натянут на деревянную рамку 2 . Изменение длины волоса передаётся стрелке 3, перемещающейся вдоль шкалы 4.

1.Дощечка служит основанием прибора. На ней монтируемП-образную рамку высотой 400, шириной 200 мм (см. рис.).

2.На высоте около 50 мм от основания горизонтально крепим перекладину. На ней посередине устанавливаем ось стрелки, это может быть болтик. Стрелка должна быть надета на него втулкой. Втулка вращается на оси свободно. На внешнюю поверхность втулки надел короткий отрезок тонкой резиновой трубки.

3.К середине верхней перекладины рамки закрепил волосы, к другому концу пучка волос подвесил грузик. Волосы касались боковой поверхности втулки, сделал ими один полный оборот. 

4.Из листа пластмассы выполнил шкалу и прикрепил к рамке

Выполнил градуировку шкалы:

а) нулевое деление шкалы (полная сухость воздуха) с известной долей условности нанёс там, где остановилась стрелка прибора, на 3—4 минуты положенного в духовку.

б)максимальную влажность (100%) отметил по показанию стрелки прибора, помещенного в закрытое полиэтиленовой пленкой ведро, на дно которого налит кипяток.

в) промежуток между 0% и 100% поделил на 10 равных частей и подписал десятки процентов. 

Прибор гигрометр готов к работе.

в) Самодельный флюгер

Флюгер – прибор для определения направления ветра.

Его вращающаяся стрелка показывает, с какой стороны дует ветер. А чтобы узнать, как называется эта сторона света, надо подписать направления север – запад – юг-восток.

Теперь можно отслеживать, зависит ли сила ветра или температура от того, с какой именно стороны он дует. 

Мы уже знаем, что перемена ветра несет перемену погоды.

Материалы:

- деревянный брусок;

- жесть;

- толстая проволока, 5--7 мм;

- мелкие гвозди.

Изготовление. Корпус флюгера делается из деревянного бруска длиной 110--120 мм, которому придается форма усеченной пирамиды с основаниями 50 x 50 мм и 70 x 70 мм. К противоположным боковым граням пирамиды прибиваются два жестяных или фанерных крыла в виде трапеций высотой около 400 мм, с основаниями 50 мм и 200 мм; жестяные крылья лучше, они не коробятся от сырости.

В центре бруска просверливается (не насквозь!) отверстие диаметром немного больше диаметра того штыря, на котором будет вращаться флюгер. Внутрь отверстия, в самом его конце, хорошо бы вставить что-то твердое, чтобы при вращении флюгера отверстие не рассверливалось.

В торцевую часть флюгера, со стороны противоположной крыльям, вгоняется проволока так, чтобы она выступала на 150--250 мм, а на ее конец надевается шарик противовес.

Выгибается из проволоки и вставляется вертикально в верхнюю поверхность бруска флюгера, над осью его вращения, прямоугольная рамка высотой 350 мм и шириной 200 мм. Рамка должна быть расположена перпендикулярно продольной оси флюгера. На рамку навешивается на петельках (проволочных колечках) жестяная или фанерная дощечка весом 200 г и размером 150 x 300 мм. Дощечка должна свободно качаться, но не должна смещаться из стороны в сторону. К одной из боковых стоек рамки прикрепляется фанерная или жестяная шкала силы ветра в баллах.

Установка.  Флюгер устанавливается на вкопанном в землю столбе или на вышке над крышей здания на высоте 10 м над уровнем земли. Ось флюгера нужно установить вертикально на столбе, по сторонам которого должны быть штыри, указывающие восемь направлений: С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ. Из них только на одном, направленном на север, должна быть закреплена хорошо видная буква С.

Работа с прибором. Направление ветра -- это направление, откуда дует ветер, поэтому оно читается по положению противовеса, а не крыльев флюгера. Сила ветра в баллах читается по степени отклонения доски флюгера.

1.2. Приборы – измерители и оборудование для ориентирования.

а) Самодельный компас.

Компас – прибор для определения горизонтальных направлений на местности.

Однажды на уроке географии мы натолкнулись на такую проблему, как нехватка такого прибора, как компас. Я решил сделать его сам. Для этого искал информацию о приборах и нашёл ее в книге «365 научных экспериментов». Я сделал компас по инструкции из этой книги.
Материалы для компаса:

• Игла

• Магнит

• Ножницы

• Небольшой кусочек картона

• Банка

• Нитка

• Карандаш

• Компас

1.Провёл несколько раз по иголке магнитом,чтобы намагнитить её.

2.Привязал один конец нитки к маленькому куску картона,а второй конец –к карандашу.

3.Воткнул иголку в кусочек картона.

4.Подвесил кусочек картона внутри пластиковой бутылки,положив карандаш поперёк отверстия бутылки так, чтобы нитка раскачивалась, а картон не соприкасался с дном бутылки.

5.Игла должна быть в горизонтальном положении.Я постарался сделать так, чтобы середина иглы располагалась в середине картонки.

6.Оставил конструкцию постоять спокойно,и игла показывала в том же направлении,что и компас.

б) Самодельный эклиметр

Эклиметр (от греч. ekklíno — отклоняю и «метр») —простейший геодезический инструмент, служащий для измерения углов наклона местности с точностью до десятых долей градуса.

Назначение. Измерение вертикальных углов, в том числе высоты небесных светил, угла склонов холмов.

Материалы:

- транспортир;

- нитка с грузиком.

Изготовление. Края основания транспортира изгибаются под прямым углом, на отогнутых частях пробиваются небольшие визирные отверстия на одинаковом расстоянии от горизонтального диаметра транспортира. Изменяется оцифровка шкалы транспортира: 0° ставится там, где обычно стоит 90°, а на местах 0° и 180° пишется 90°. Конец нити закрепляется в центре транспортира, другой конец нити с грузиком свободно свешивается.

Работа с прибором. Сквозь два визирных отверстия наводим прибор на нужный объект (небесное светило или предмет на Земле) и читаем вертикальный угол по нити. Нельзя смотреть на Солнце даже сквозь маленькие отверстия; чтобы определить высоту Солнца, нужно найти такое положение, чтобы солнечный луч проходил через оба визирных отверстия.

Для определения высоты Солнца лучше использовать вертикальные угломеры— эклиметры. 

Основной частью эклиметра-транспортира является транспортир диаметром 50 см. Он разделяется на градусы от 0 в центре до 90 по обеим сторонам. Транспортир прикрепляется подвижно к штативу, на котором имеется отвес. Он дает возможность установить штатив вертикально. На верхней части транспортира помещают линейку с диоптриями. Наблюдатель смотрит в диоптрии на Полярную звезду, поворачивая при этом транспортир в нужном направлении. Отвес укажет на транспортире угол, под которым видна Полярная звезда. Этот угол и будет равен широте данного места.

При помощи эклиметра можно измерить крутизну склона холма и его высоту. Держа эклиметр в ру­ках, нужно прицелиться на шест, установленный на вершине холма. Нитка с грузиком на конце покажет крутизну склона холма, вы­раженную в градусах.

За­тем с помощью рулетки надо из­мерить длину склона от то­го места, где вы стояли, до вершины холма.  Теперь на листе бумаги с помощью линейки и транспортира проведем го­ризонтальную линию AB, а из точки A под углом (крутизна склона, которую мы определили с помощью эклиметра) линию AC, изо­бражающую склон измеряе­мого нами холма в опреде­лённом масштабе. Кратчайшее расстояние от точки C до линии AB (на рисунке это отрезок CВ) и будет высотой холма.

в) Самодельный нивелир

Нивелир - это простейший прибор для определения превышения одной точки местности над другой при проведении вертикальной съемки местности.

Нивелирование – это определение разности высот точек на местности. Результаты нивелирования записываются в блокнот, в котором производится подсчет высот точек. На основании полученных данных составляются продольные и поперечные профили земной поверхности. 

Изготовление нивелира.

Изучив собранный материал, я приступил к работе над прибором. Мне понадобятся: две рейки одна длиной 30 см, другая – 1 метр, молоток, гвозди, угломер, шпагат и грузик.

Соединю две рейки перпендикулярно друг другу при помощи гвоздя (проверяю угломером). Высота нивелира от верхней плоскости горизонтальной рейки до основания вертикальной должна быть ровно 1 метр. Поэтому после соединения реек, снова измеряю длину, лишнее отрезаю. В точке соединения реек вбиваю маленький гвоздик, к нему на ниточке подвешиваю грузик (гайка). По положению отвеса при работе судят о вертикальности нивелира.

Рис. 1. Школьный нивелир

Работа с прибором. 

Методика построения профиля склона с помощью школьного нивелира:

1) При нивелировании пологого склона школьным нивелиром превышения соседних точек равны высоте инструмента, а горизонтальные проложения отдельных отрезков линии между точками различны в зависимости от крутизны склона.

2) В первой точке нивелирного хода по компасу определяется азимут вдоль линии и устанавливают школьный нивелир вертикально по отвесу таким образом, чтобы верхняя короткая планка получила горизонтальное положение.

3) По верхнему ребру горизонтальной планки, заменяющему ось зрительной трубы нивелира, визируют по линии хода и отмечают на склоне точку, куда попадает горизонтальный визирный луч. В эту точку ставят второй школьный нивелир, либо отмечают репером (рис. 2).

4) Превышение второй точки над первой будет равно 1 м. Горизонтальное проложение измеряют рулеткой от середины верхней планки до подножья второго нивелира (репера). Затем школьные нивелиры последовательно переносят в другие точки вверх по склону.

5) Данные измерений заносят в полевой журнал. Затем, по результатам измерений в классе строят профиль местности.

Рис. 2. Порядок выполнения нивелирования со школьным нивелиром

Заключение

География – наука о Земле. Мы считаем, что для изучения нашей планеты недостаточны одни только теоретические знания. Нужны практические навыки. Приборы, выполненные нами, можно успешно использовать при ориентировании по сторонам горизонта, измерении влажности воздуха, понижении или повышении атмосферного давления. Кроме того, самодельный барометр можно использовать для предсказания прогноза погоды. Раньше мы не знали принцип работы этих приборов. Даже компас, который придумали в древнем Китае, казался каким-то загадочным прибором. Намагниченная игла сама свободно поворачивается, и всегда будет показывать на север и юг. Игла действует как магнит и притягивается магнитным полем Земли. Очень просто и элементарно. Мы не могли представить, что волосы обладают свойством изменять длину в зависимости от влажности воздуха. Это ценное свойство применяется и в промышленных приборах. Барометр из воды бурно реагирует на изменение давления в воздухе. К сожалению, бурно реагирует и на изменения температуры воздуха (вода расширяется при повышении температуры). Поэтому важно держать барометр из воды при одинаковой температуре.

Поставленные цели и задачи выполнены. Мы думаем, что одноклассники заинтересуются нашей работой, и в дальнейшем мы сделаем другие самодельные приборы для географической площадки и кабинета географии.

Литература

1. «365 научных экспериментов». М.: Ювентус, 2010.

2. Статьи из журнала «География в школе»: Блаженов В.А. Практические работы и игры на местности для 6-го класса 2010, № 4, №5

3. Энциклопедический словарь юного географа-краеведа. Составил Г.В. Карпов. М.: Педагогика, 1981.

4. Интернет ресурсы