Przedstawienie profilu Przedstawienie profilu trasy za pomocą trasy za pomocą ciśnienia ciśnienia atmosferycznegoatmosferycznego

Wykonali:Wykonali:Karolina FlorekKarolina FlorekKuba NaporaKuba NaporaPubliczne Gimnazjum w Publiczne Gimnazjum w NiedźwiedziuNiedźwiedziu

Opiekun: mgr Marian TalarOpiekun: 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.

HistoriaHistoria Pierwszą wzmiankę o ciśnieniu Pierwszą wzmiankę o ciśnieniu

atmosferycznym znajdujemy w liście z dnia atmosferycznym znajdujemy w liście z dnia 24.10.1630r.,który napisał do Galileusza 24.10.1630r.,który napisał do Galileusza Giovanni Battista Baliani (1528-1666r.):Giovanni Battista Baliani (1528-1666r.):

„ „Wydaje mi się, że znajdujemy się na dnie Wydaje mi się, że znajdujemy się na dnie oceanu powietrza nie zdając sobie z tego oceanu powietrza nie zdając sobie z tego sprawy; nie odczuwam ciśnienia działającego sprawy; nie odczuwam ciśnienia działającego na nas ze wszystkich stron, ponieważ nasze na nas ze wszystkich stron, ponieważ nasze ciało tak zostało stworzone, aby bezboleśnie ciało tak zostało stworzone, aby bezboleśnie przeciwstawiać się temu ciśnieniu… przeciwstawiać się temu ciśnieniu… Gdybyśmy jednak znajdowali się w próżni i Gdybyśmy jednak znajdowali się w próżni i mieli nad głową warstwę powietrza, to mieli nad głową warstwę powietrza, to poczulibyśmy jego ciężar, bardzo duży, ale poczulibyśmy jego ciężar, bardzo duży, ale nie nieskończony”nie nieskończony”

Andrzej Kajetan Wróblewski, „Historia fizyki”,

MetodaWraz 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 Przyrządy, które zastosowano:zastosowano:

Barometr- nim posługiwaliśmy Barometr- nim posługiwaliśmy się aby sprawdzić czy się aby sprawdzić czy ciśnienie atm. się zmienia. ciśnienie atm. się zmienia. Jedna osoba pozostawała w Jedna osoba pozostawała w punkcie wyjścia i sprawdzała, punkcie wyjścia i sprawdzała, czy ciśnienie się zmienia.czy ciśnienie się zmienia.

Barometr elektroniczny -Barometr elektroniczny -Ekolog- rejestruje ciśnienie w Ekolog- rejestruje ciśnienie w zaprogramowanym czasie i w zaprogramowanym czasie i w zaprogramowanych odstępach zaprogramowanych odstępach czasu i zapisuje w swojej czasu i zapisuje w swojej pamięci. Programowanie pamięci. Programowanie barometru i odczyt danych barometru i odczyt danych odbywa się po podłączeniu odbywa się po podłączeniu urządzenia do komputera i urządzenia do komputera i przy wykorzystaniu programu przy wykorzystaniu programu EcolabEcolab

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.- spadek ciśnienia na 1 metr wysokości.

Obliczenie średniej prędkości jazdy w celu Obliczenie średniej prędkości jazdy w celu określenia położenia liczonego od szkoły w określenia położenia liczonego od szkoły w zależności od czasu:zależności od czasu:

Całkowita droga od szkoły do „Orkanówki”: 3 160. Całkowita droga od szkoły do „Orkanówki”: 3 160. Zmierzyliśmy ją za pomocą programu Google EarthZmierzyliśmy ją za pomocą programu Google Earth

Czas jazdy: 600 sekund Czas jazdy: 600 sekund

Średnia prędkość = 3160 m : 600 s = 5,3 m/s Średnia prędkość = 3160 m : 600 s = 5,3 m/s

Wykres zmian ciśnienia wzdłuż Wykres zmian ciśnienia wzdłuż drogi na „Orkanówkę” w zależności drogi na „Orkanówkę” w zależności od czasu:od czasu:

Samochodem wybraliśmy Samochodem wybraliśmy się ze szkoły na się ze szkoły na Orkanówkę, aby Orkanówkę, aby zmierzyć spadek zmierzyć spadek ciśnienia atm. względem ciśnienia atm. względem wzrostu wysokości. wzrostu wysokości. Jeden barometr Jeden barometr zostawiliśmy w szkole, zostawiliśmy w szkole, aby sprawdzić czy aby sprawdzić czy ciśnienie jest stałe, a ciśnienie jest stałe, a drugi wzięliśmy ze sobą. drugi wzięliśmy ze sobą. Ekologa Ekologa zaprogramowaliśmy w zaprogramowaliśmy w szkole, tak aby mierzył szkole, tak aby mierzył ciśnienie co sekundę.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 - pWysokość 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:Wyniki:

Publiczne Gimnazjum w Niedźwiedziu

Muzeum Władysława Orkana, „Orkanówka”