Ветровую доску флюгера вильда закрепили

Обновлено: 02.05.2024

Скорость ветра - одни из важных параметров атмосферы, за которыми наблюдают на метеостанциях. При достижении больших скоростей несёт опасность для людей и многих отраслей экономики. Кроме того, качество измерения скорости ветра и его направления влияет на правильный анализ карт погоды (синоптических карт), а значит и на качество прогноза погоды.

Есть несколько видов приборов измеряющих характеристики ветра.

анемометр – измеряет только скорость ветра;
анеморумбометр - скорость и направление.

На сети метеостанций пользуются вторым. Разновидностей анеморумбометров много. Но на всех метеостанциях есть пользуются одним его видом, называемым флюгером Вильда, или просто флюгером.

В отличие от большинства приборов и установок на метеостанции, которые устанавливаются на высоте 2 м от земли, флюгером измеряется ветер на высоте 10 – 12 м. На такой высоте, поток воздуха менее подвержен искажению окружающими объектами, например деревьями или домами, а, следовательно, характеристики ветра измеряются точнее. С этим же фактом связано одно из требований к расположению метеостанций: они должны находиться на определенном расстоянии от высоких домов и леса.

Из всех приборов для измерения ветра, флюгер Вильда имеет самое простое строение. Он состоит из нескольких частей. Рассмотрим их снизу вверх.

Флюгер закрепляется на мачте (1). Она представляет собой металлическую трубу или деревянный шест. Мачта укрепляется в земле своим нижним концом, а так же металлическими растяжками (2). Сверху на мачту устанавливается втулка с восемью ввинченными в нее металлическими штифтами (3), которым соответствуют стороны горизонта. К штифту, обращенному на север, прикреплена металлическая буква С (или буква N). Во втулку вставляется трубка флюгера.

Флюгер можно разделить на две части: флюгарку (4), для определения направления ветра, и указатель скорости ветра (5).

Флюгарка (4) состоит из двух лопастей, расположенных под острым углом друг к другу, и противовеса – указателя направления ветра, укрепленных на трубке. Внешним видом флюгарка напоминает стрелу. Благодаря лопастям, противовес указывает направление, откуда дует ветер. Само же направление определяется по укрепленным ниже штифтам.

Указатель скорости ветра (5) укреплён на верхней части трубки. Он состоит из металлической пластины (доски) и рамки. Рамка в свою очередь состоит из так называемого сектора, на котором находятся восемь штифтов для определения скорости ветра и противовеса, который уравновешивает сектор.

Рамка с доской укреплена на той же стороне трубки, где и лопасти флюгарки. Благодаря флюгарке доска всегда располагается перпендикулярно направлению ветра. Под воздействием ветра доска начинает отклоняться от вертикального положения. Чем сильнее ветер, тем больше отклонение. Каждому штифту сектора соответствует своя скорость ветра.

Скорость ветра в атмосфере варьируется в широких пределах. Поэтому на станции всегда установлено два вида флюгера. Различаются они только весом доски:

лёгкая доска (200 грамм);
тяжёлая доска (800 грамм).

Называются они соответственно флюгер с легкой доской (ФЛД) и тяжелой доской (ФТД). ФЛД позволяет измерять скорость ветра от 0 до 10 м/с, а ФТД – более 10 м/с.

Задание 16 № 1582

Вставьте в предложение пропущенные слова, используя информацию из текста.

Показания флюгера Вильда, изображённого на рис. 2, говорят о том, что ветер дует ___________ до ________________________ по шкале Бофорта.

В ответ запишите слова (сочетания слов) по порядку, без дополнительных символов.

Ветер и измерение его скорости

Поток воздуха, который движется параллельно земной поверхности, мы называем ветром. Он возникает вследствие неравномерного распределения атмосферного давления и направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Главной причиной возникновения ветров на Земле является разница в температуре и плотности воздуха над разными областями её поверхности. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и в пространстве скорость и направление ветра также постоянно меняются.

Скорость ветра на метеостанциях большинства стран мира измеряют на высоте 10 м над уровнем земли и усредняют за 10 мин. Простым устройством для определения направления ветра является флюгер. Приборами, предназначенными для измерения скорости ветра, служат разнообразные анемометры, в которых применяются чаши или пропеллеры, способные вращаться. Флюгер-анемометр Г.-И. Вильда — простейший прибор, позволяющий одновременно определить направление и скорость ветра. О силе ветра или его скорости судят по отклонению ветровой доски. Отклонение ветровой доски под действием ветра замечают по номеру штифта (рис. 2). На рис. 1 представлены значения для отклонений доски размером 150 мм × 300 мм и массой 200 г.

Какой дует ветер, умеренный или очень крепкий, важно знать не только морякам, идущим под парусом, но и всем жителям Земли. Так, МЧС крупных городов предупреждает об опасности нахождения в сильный ветер под рекламными щитами, потому что ветер способен повалить такой щит.

Силовое воздействие потока воздуха плотностью ρ пропорционально динамическому давлению: Так в аэродинамике называют удельную кинетическую энергию воздушного потока. Но ветер тормозится прямоугольным щитом площадью S и обтекает его. Поэтому инженеры предлагают для такого щита рассчитывать силу давления ветра по формуле Очевидно, что если ветер усиливается от лёгкого до умеренного, то сила давления может возрасти в 10 раз. Зная скорость ветра, можно рассчитать силу давления, максимальный опрокидывающий момент, действующий на щит, а значит, и требуемую прочность крепежа конструкции.

Задание 17 № 1583

Ветровую доску флюгера Вильда закрепили. С какой силой на неё давит ветер, дующий со скоростью 14 м/с? Плотность воздуха составляет 1,22 кг/м 3 , ответ приведите в ньютонах и округлите до десятых.

Ветер и измерение его скорости

Решение . Рассчитаем силу давления ветра по формуле, приведённой в тексте:

Задание 17 № 1583

Ветер и измерение его скорости

Задание 16 № 1582

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

Онлайн
формат
Диплом
гособразца
Помощь в трудоустройстве

311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов

Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!

1. Прочитайте перечень понятий, с которыми Вы встречались в курсе физики:

электризация, интерференция, психрометр, вольтметр, диффузия, линейка.

Разделите эти понятия на две группы по выбранному Вами признаку. Запишите в таблицу название каждой группы и понятия, входящие в эту группу.

Название группы понятий

2. Выберите два верных утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите в ответе их номера.

1) При неравномерном движении по окружности полное ускорение тела всегда направлено по радиусу к центру окружности.

2) Процесс кристаллизации веществ проходит с поглощением большого количества теплоты.

3) Изобарным называется процесс, происходящий с газом при неизменном объёме.

4) В процессе электризации трением два первоначально незаряженных тела приобретают разноимённые, но одинаковые по модулю заряды.

5) Силой Ампера называют силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

Массивный груз подвешен на тонкой нити 1 (см. рисунок). Снизу к грузу прикреплена такая же нить 2. Что произойдёт, если медленно тянуть за нить 2?

4. Частицы вещества участвуют в непрерывном тепловом хаотическом движении. К каким объектам (газам, жидкостям или твёрдым телам) относится это положение молекулярно-кинетической теории строения вещества?

На шёлковых нитях висят два маленьких разноимённо заряженных шарика (рис. 1). Снизу к ним поднесли небольшой положительно заряженный шар на изолирующей ручке (рис. 2). При этом положения шариков немного изменились. Изобразите примерные положения шариков после поднесения к ним положительно заряженного шара.

6. Система элементарных частиц включает в себя 18 протонов, 22 нейтрона и 16 электронов. Используя фрагмент Периодической системы элементов Д. И. Менделеева, определите, ионом или нейтральным атомом какого элемента является эта система. Если ионом — укажите знак заряда.

7. Цилиндр, в котором под неподвижным поршнем находится воздух, начинают нагревать (см. рисунок). Как будет изменяться концентрация молекул воздуха, а также внутренняя энергия и давление воздуха в цилиндре по мере нагревания?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

Концентрация молекул воздуха

Внутренняя энергия воздуха

8. На рисунке представлен график зависимости температуры от времени для процесса непрерывного охлаждения стали при неизменной мощности отвода энергии. В начале процесса сталь находилась в жидком состоянии.

Выберите два верных утверждения, соответствующих данным графика. Запишите в ответе их номера.

1) При остывании стали на 100 °С в жидком состоянии выделяется меньшее количество теплоты, чем при остывании на 100 °С в твёрдом состоянии.

2) Теплоёмкость стали в твёрдом состоянии меньше, чем её теплоёмкость в жидком состоянии.

3) В момент времени t = 80 мин. сталь находилась в жидком состоянии.

4) Температура плавления стали составляет 1500 °С.

5) В промежутке времени от 40 до 80 мин. внутренняя энергия стали не изменялась.

9. Космический аппарат выдерживает внешнее давление, соответствующее давлению при погружении в море до глубины 1 км. Плотность морской воды равна 1030 кг/м 3 . В атмосфере каких из планет земной группы Солнечной системы мог бы работать аппарат, не испытывая механических повреждений? 1 атм. = 101 300 Па.

Химический состав
(объёмные проценты
по отношению к
средней плотности ρ)

Средняя
молекулярная масса

Температура
у поверхности
(в средних широтах)
T_max (К)
T_min (К)

Среднее давление
у поверхности
P (атм.)

Запишите решение и ответ.

10.

С помощью динамометра измеряли вес груза. Погрешность измерений равна цене деления шкалы динамометра.

Запишите в ответ показания динамометра с учётом погрешности измерений. В ответе укажите значение и погрешность измерения слитно без пробела.

11. В середине 17 в. немецкий физик Отто фон Герике проделал следующий опыт. Он наполнил стеклянный шар воздухом у подножия горы (открыв на время кран), а затем поднялся в гору. При открытии крана в горах он наблюдал, что воздух с шипением выходит из крана. Когда этот процесс прекратился, исследователь закрыл кран и спустился с горы. При открытии крана внизу он наблюдал, как с шипением воздух входил в кран.

С какой целью был проделан этот опыт?

12. На рисунке изображена установка для изучения нагревания жидкостей. На столике штатива расположен сосуд с жидкостью, в которую опущен термометр. В качестве нагревателя используется спиртовка.

Вам необходимо показать, что количество теплоты, поглощаемое жидкостью при нагревании, зависит от массы жидкости.

Имеется следующее оборудование:

— штатив с лапкой и подставкой под стакан — 2 шт.;

— стеклянный сосуд — 2 шт.;

— сосуды с водой и подсолнечным маслом;

— термометр — 2 шт.;

— спиртовка — 2 шт.;

1. Опишите экспериментальную установку.

2. Опишите порядок действий при проведении исследования.

13. Установите соответствие между примерами и физическими явлениями, которые эти при-меры иллюстрируют. Для каждого примера проявления физических явлений из первого столбца подберите соответствующее название физического явления из второго столбца.

А) нагрев конфорки электроплиты.

Б) Растворение кристалликов сахара в воде

1) нагревание проводника при пропускании электрического тока

2) отражение света

4) поверхностное натяжение

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

14. Назовите физическое явление, которое лежит в основе принципа работы скороварки. Объясните, как оно реализуется в данном приборе.

Прочитайте фрагмент описания принципа работы и инструкции к кастрюле-скороварке и выполните задания 14 и 15.

Кастрюля-скороварка

Скороварка — вид кастрюли с герметично закрывающейся крышкой. Благодаря герметичной крышке во внутреннем объёме скороварки образуется повышенное давление, которое приводит к повышению температуры кипения воды.

В крышке скороварки обязательно есть пружинный клапан, который обеспечивает стравливание пара при повышении внутреннего давления до заданной пользователем величины. Помимо него для безопасности скороварка снабжается по меньшей мере ещё одним аварийным клапаном — он открывается, если внутреннее давление превысит предел, установленный изготовителем, если рабочий клапан окажется засорён или неисправен. За исправным состоянием обоих клапанов необходимо тщательно следить.

Инструкция по пользованию скороваркой содержит много различных предупреждений:

ВАЖНЫЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ!

• Не позволяйте детям и животным находиться рядом с работающей скороваркой.

• Никогда не оставляйте скороварку без присмотра.

• Не ставьте скороварку в нагретую духовку.

• При перемещении скороварки, находящейся под давлением, двигайтесь крайне осторожно. Не дотрагивайтесь до горячих поверхностей, используйте ручки. В случае необходимости используйте перчатки.

• Данный прибор работает под давлением и, следовательно, может стать причиной обваривания (при неправильном использовании). Прежде чем начать нагревать скороварку, убедитесь, что устройство закрыто должным образом (см. главу «Инструкции по использованию»).

• Никогда не прилагайте силу для открытия скороварки. Не открывайте прежде, чем давление внутри пароварки полностью упадет (см. «Инструкции по использованию»).

• Ни в коем случае не используйте скороварку без воды или жидкости — это приведет к серьёзному повреждению устройства.

• Не заполняйте скороварку более чем на 2/3. Когда Вы готовите пищу, которая в процессе готовки увеличивается в объёме, как, например, рис или обезвоженные овощи, не наполняйте скороварку больше, чем наполовину (1/2).

• После варки мяса с кожей (например, говяжьего языка или цыплёнка), которое может накопить воду под кожей под воздействием давления, не прокалывайте мясо, пока не пропадёт набухлость на коже: вы можете ошпариться.

• При приготовлении густой пищи (которая может вспениваться) слегка встряхивайте скороварку перед открытием крышки для предотвращения выброса пищи (и ошпаривания).

• Перед каждым использованием проверьте, не засорились ли клапаны.

• Никогда не используйте скороварку для глубокого прожаривания в масле под давлением или добавления жира в тесто.

15. Почему в инструкции сказано быть очень осторожными при перемещении скороварки во время её использования?

16. Вставьте в предложение пропущенные слова (сочетания слов), используя информацию из текста.

Флюгер Вильда в силу инерционности ветровой доски измеряет _______________ скорость. При скорости ветра показанной на графике (рис. 1) в интервале 4 мин. 20 с — 4 мин. 40 с, положение ветровой доски будет соответствовать цифре _______________ на шкале.

В ответ запишите слова (сочетания слов) по порядку, без дополнительных символов.

Ветер и измерение его скорости

17. Какую скорость ветра выдержит рекламный щит площадью 4,5 м 2 , если он рассчитан на ветровую нагрузку, т.е. силу давления, 4 кН. Плотность воздуха равна 1,22 кг/м 3 . Ответ округлите до десятых. Ответ приведите в метрах в секунду.

18. Уровней погодной опасности, различаемых по цветам, выделяют (от безопасного к опасному) четыре: зелёный, жёлтый, оранжевый и красный. Скорость ветра — один из параметров, характеризующих этот уровень. В Москве в 2018 г. объявляли «жёлтый» уровень опасности при усилении ветра до 12 м/с, при скорости 5—10 м/с с порывами до 15 м/с. При ветре 13—18 м/с, а также 12—15 м/с с порывами до 20 м/с объявляли «оранжевый» уровень. Будет ли объявлен «жёлтый» уровень опасности в Москве, если по шкале Бофорта дует свежий порывистый ветер? Ответ обоснуйте.

1. Прочитайте перечень понятий, с которыми Вы встречались в курсе физики:

электризация, интерференция, психрометр, вольтметр, диффузия, линейка.

Читайте также: