bla
SEGÉDANYAGOK

Itt tölthetőek le az egyes cikkekhez kapcsolódó természettudományos és humán segédanyagok, feladatsorok, óravázlatok. Kattintson a címekre!

 
Az egyes segédanyagok oldalán az oldalsó linkre kattntva  elérhetőek a kapcsolódó folyóiratcikkek.
 
Örömmel fogadunk új ötleteket.
Kérjük, a szerkesztőség e-mailcímére küldje segédanyagait!
info@szitakoto.com
0-nyito-design_04
0-nyito-design_05
SEGÉDANYAG

Tudod, honnan fúj a szél? - term.tud. jegyzet

„Nyugati szél”: A szelek elnevezése aszerint történik, hogy melyik égtáj felől fúj.

            „Vízóra”: A Szelek Tornyában lévő vízóra időmérő szerkentyű volt. Valószínűleg úgy működött, hogy egy nagy tartályból apró lyukon keresztül egyenletesen csepegő vizet felfogták egy edényben, s az összegyűlt mennyiségbőlaz edényre karcolt skála alapjántudni lehetett, mennyi idő telt el az előző ürítés óta. Viszonylag egyszerű mechanikai szerkezettel elérhető, hogy mutatója is legyen az órának. Pl. a csöpögő vizet felfogó edényt úgy rögzítik tengelyre, hogy ha meghatározott mennyiségű víz van már benne, lebillen, s a belőle egyszerre kiömlő víz forgat egy picit egy fogaskeréken, amely összeköttetésben van a mutatóval.

            A háztartásokban használatos vízóra nem az időt méri, hanem a rajta átfolyó víz mennyiségét. A világszerte számos célból alkalmazott szerkezet elvét egy aszódi órásmester (Somogyi Adolf) szabadalmaztatta 1896-ban. A lényege egy tokban forgó lapátos kerék, amelyet a víz megforgat. A kerék tengelyéhez számláló van kapcsolva, s a megfordulások száma jelzi a fogyasztott víz mennyiségét. A benzinkutak mérőszerkezete is ezen az elven alapszik.

            „A húrok rezgésbe jönnek (rezonálnak)”: A rezonancia rezgés vagy lengés átvétele. A hintát például meghatározott ritmusban kell lökni, különben csak összevissza löködés lesz. Ha rövidebb a hinta lánca, szaporábban kell lökni. Vagyis minden ingánakés minden lengésre, rezgésre képes testnek – van egy jellemző ritmusú (frekvenciájú) rezgése. Ha éppen ebben a ritmusban kap lökéseket, akkor rezgésbe jön. Ezeket a „lökéseket” adhatja egy másik rezgő test is, de még a rezgő test által keltett hangrezgések is. Ez az alapja annak, hogy pl. az autóbuszok ablakai bizonyos motorsebesség esetén rezgésbe jönnek (berezonálnak), s zörögnek. Akár kisebb, akár nagyobb ennél a bizonyos sebességnél a motor „löködésének” ritmusa, az ablak azt nem tudja átvenni, vagyis elhallgat. Hidakon a katonaság nem vonul lépésben, mert ha a lépésük ritmusa esetleg megegyezik a híd saját frekvenciájával, a hídszerkezet rezonálhat, rezgésbe jöhet, s esetleg le is szakad. Érdemes megnézni a neten az amerikai Tacoma-híd leszakadásának filmfölvételeit, amely a kivételesen erős szél hatására jött lengésbe.

A húrokra (és más rezgésre képes testekre) saját alap-frekvencia (és „felhang”-frekvenciák) jellemzők. A hinta lengése is rezgés. A küldő hatás (a lökés) ritmusának ezzel meg kell egyeznie.

Tevékenység: Modellezzük a rezgő testet egy ingával (spárga végére kötött nehezék [pl. nagyobb anyacsavar]). Mitől függ az inga frekvenciája?
a) Függ-e attól, hogy mekkora a kilengés (amplitudo)? [Nem függ.]

b) Függ-e a nehezéktől? [Tegyünk két csavart a spárgára!] [Nem függ.]

c) Függ-e az inga hosszától? [Változtassuk a spárga hosszát!] [Csak ettől függ.]

d) Mi történik, ha a lökés frekvenciája nem azonos az inga saját frekvenciájával? [Nincs rezonálás.]

 

Tevékenység: Rezonancia a hangszereken.

a) A zongorán lassan lenyomunk és nyomva tartunk egy G billentyűt (Nem szólal meg, viszont a húr szabad, mert nem fogja le a kis filcpárna.)

b) Egy pillanatra erősen leütjük az egy oktávval alatta lévő G-t. Mi van a nyomva tartott G-vel?

c) Most az az alatti C-t ütjük le.

Bármely húr hangjában nem csak az alaphang frekvenciája van benne, hanem annak a kétszerese (vagyis egy oktávval magasabb), két és félszerese, és még más felhangjai is.

 

Tevékenység: Rezonancia üreges tárgyakon. Ha egy nagyobbfajta tengeri kagyló résébe belehallgatunk, gyakran mondjuk, hogy „megőrizte a tenger zúgását”.

a) Egy konyhai vizespoharat – vagy akár fémpoharat – tartsunk a fülünkhöz (hol szinte beledugva a fülünket, hol kicsit távolítva). Figyeljük a hangmagasság változását! A szobában lévő mindenféle hangból a pohár valamelyik frekvencia-sávra rezonál, azt „felerősíti”, kiemeli a közelben lévő hang-kavalkádból.

 

            „Minden anyag kitágul, ha melegszik”: De nem egyforma mértékben. A tágulás mértéke függ az anyagi minőségtől és hogy milyen halmazállapotban van éppen az anyag. A szilárd anyagok hőtágulása nagy átlagban 100 oC melegedés esetén kb. 1/1000 mértékű (akár a hosszát, akár a térfogatát nézzük). Vagyis egy méteres acélrúd 1mm-rel hosszabb lesz, ha 100 fokra melegítjük. A folyadékok hőtágulása nagyobb, 100 fok melegítés hatására kb. 1/10, tehát ha egy edényben 10 cm magas folyadék van, s felmelegítjük 100 fokkal, akkor 11 cm-nyire tágul. A gázok tágulása még nagyobb mértékű; adott gáz térfogata 100 oC melegítés estén kb. 1/3-ával nő.

            A hőtágulásnak gyakorlati vonatkozása van: a villamossíneket nagy hőségben locsolóautóval hűtik, nehogy a hőtágulás miatt elpattanjanak. A nagyméretű, szabadtéri fémtárgyakat (pl. a hidakat) eleve úgy készítik, hogy betervezik a nyári hőtágulás lehetőségét (pl. egymásba csúszó, fésűfog-szerű illesztésekkel.) A hőmérő és a lázmérő a benne lévő folyadék tágulásával méri a hőmérséklet-emelkedést. Ezekben a folyadéktartály egy nagyon vékony csőben folytatódik, ezért még viszonylag kismértékű tágulás is jól látszik és leolvasható a skáláról.

            „Különböző erősségű szelek”: A szélerősségek skáláját l. az alábbi táblázatban (km/h).

>1

Szélcsend

 

62-74

viharos

1-5

Leheletszerű

 

75-88

vihar

6-12

 Szellő

 

89-102

erős vihar

13-19

Gyenge

 

103-114

heves vihar

20-28

Mérsékelt

 

115<

orkán

29-38

Élénk

 

300

tájfun, hurrikán

39-49

Erős

 

500

tornádó

50-61

igen erős

 

 

 

 

A szélerősség mérésének többféle elvi lehetősége van. A leginkább elterjedt a kanalas mérő, amely tengelyre szerelt, (általában) három kanálból áll, s a tengelyforgás sebessége jelzi a szél sebességét. Egyszerűbb, de kevésbé pontos a nyomólapos szélmérő. Ez egy vízszintes tengelyen lógó lap, amely a szél erősségétől függően elfordul és megemelkedik. Az erősséget a függőlegestől való elhajlás szöge jelzi.

 

Tevékenység: Készítsünk egyszerű nyomólapos szélerősség-mérőt!

a) Egy tenyérnyi papírlap egyik peremét hajlítsuk lazán egy szívószál köré, s fogjuk össze két gemkapoccsal. Fontos, hogy a szívószál könnyen mozogjon az így kapott papírcsőben.

b) Tartsuk vízszentesen a szívószálat, s az egyik végéhez tartsunk egy szögmérőt úgy, hogy annak 0 pontja legyen alul. (Ha 360o-os, azaz kör alakú papír-szögmérő kellős közepére fúrunk egy kis lyukat, abba illeszthetjük a szívószál végét.)

c) Fújjuk meg a papírlapot, s olvassuk le a szögmérőről az elfordulás (megemelkedés) szögét.

A fújás (vagyis a szél) erőssége és az emelkedés szöge összefügg, de nem egyenes arányban (a fokozódó fújás-erősség csak egyre kisebb további emelkedést vált ki).

Az ilyen elven működő szélerősségmérőket be kell kalibrálni.

1988 - 2014 Liget Műhely Alapítvány | Impresszum | Hírlevél | Támogatók és Partnerek