Почему облака летают: ПОЧЕМУ ОБЛАКА ЛЕТАЮТ? — РОСТОВСКИЙ ЦЕНТР ПОМОЩИ ДЕТЯМ № 7

Содержание

«Почему облака не падают на землю?» — Яндекс Кью

«Почему облака плывут быстрее, чем летит самолет? » | Проект (3 класс) по теме:

Введение…………………………………………………………….………………….. 3

Анализ изученной литературы……………………..………………………………..4

Что такое облако и основные виды облаков…………..…………….……….4
Почему облака плывут?………………………………………………………………………..5
Скорость и высота полета самолётов…………………………………….…..6
Оптические иллюзии……………………………………………………….…6

Эксперименты

Эксперимент «Кто быстрее бежит?» . ………………………..….….…….…….7
Тест с одноклассниками «Оптические иллюзии»………………..………..…..7

Заключение……………………………………………………………….………………9

Список использованных источников и литературы……..…….………………………10

Приложения…………………………………………………………….……………….11

ВВЕДЕНИЕ

Однажды, возвращаясь из школы в пасмурную и ветреную погоду, я обратил внимание на облака. Они висели очень низко, буквально над головой. Меня удивило, как такие тяжелые облака так быстро плывут. Но я удивился ещё сильнее, когда увидел, что самолёт, летевший гораздо выше облаков, двигался так медленно, что облака легко обгоняли его.

Мне стало интересно узнать, почему облака плывут быстрее, чем летит самолет.

Цель исследования: узнать, действительно ли облака плывут быстрее, чем летит самолёт.

Объект исследования – облака и самолёты.

Предмет исследования – скорость облаков и самолётов.

Задачи:

изучить специальную литературу по теме;
выяснить, что такое облако и почему оно плывет;
выяснить, с какой скоростью и на какой высоте летают самолеты;
провести эксперимент «Кто быстрее бежит?»;
провести с одноклассниками эксперимент «Оптические иллюзии».

Предварительный анализ проблемы позволил выдвинуть следующую гипотезу исследования.

Гипотеза: предположим, что на самом деле облака плывут быстрее, чем летит самолет.

Методы исследования: изучение литературы, анализ, наблюдение, эксперимент, сравнение.

Практическая значимость работы заключается в использовании материалов данного исследования моими сверстниками.

Апробация работы: результаты данного исследования были изложены в выступлении перед одноклассниками.

АНАЛИЗ ИЗУЧЕННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Что такое облако и основные виды облаков

Так, что же такое облако? В поисках ответа на этот вопрос я отправился в школьную библиотеку. Библиотекарь Ольга Владимировна Лефтерова помогла мне найти книги по моей теме: «Занимательная физика», «Физика на каждом шагу», «Большая книга экспериментов для школьников». Очень много интересной информации нашел в сети Интернет [Прил. 1, фото 1]. И вот что я узнал.

Облака — это скопление мельчайших капелек воды или кристалликов льда, плаваю-

щих в воздухе и видимых человеческим глазом. Когда такие скопления образуются у поверхности земли, они называются туманом. Для образования облаков нужно, чтобы пар, содержащийся в воздухе, достиг насыщения. При подъеме пар охлаждается, конденсируется, и образуются мельчайшие капельки воды и кристаллы. Это и есть облака. Если облака состоят только из капель воды и пара, то их называют водяными, если из пара и кристаллов льда — кристаллическими. А смешанные облака включают и водяной пар, и капли воды, и кристаллы [Прил. 1, фото 2].

Все облака, за небольшим исключением, образуются на разных высотах в тропосфере и принимают различные формы. Для того чтобы наблюдатели во всем мире на метеорологических станциях одинаковым образом определяли формы облаков, созданы Международная классификация облаков и Атлас облаков, принятые Всемирной метеорологической организацией [Прил. 1, фото 3].

Существуют три основные формы облаков:

кучевые;
слоистые;
перистые.

Кучевые облака – это «классические», похожие на вату облака, медленно плывущие на высоте от 800 до 1500м над землёй. Они образуются из тёплых восходящих потоков воздуха. Чаще всего такие облака имеют ярко-белый цвет, но могут стать и тёмными, когда за них заходит солнце.

Слоистые облака – это широкие слои низкой облачности, которые, словно одеяло, покрывают небо в безветренные пасмурные дни. Эти облака расположены на высоте 3-5 километров и состоят они из больших масс мельчайших капелек воды. Высокослоистые облака очень часто застилают небо сплошной серой вуалью, через которую с трудом пробивается солнечный и лунный свет.

Перистые облака – тонкие ледяные облака, которые формируются высоко в небе, как правило, на высоте более 6 км. Перистые облака очень похожи на перья и волокна.

Некоторые облака представляют собой сочетание двух типов облаков, например:

слоисто – кучевые;
перисто – слоистые;
перисто – кучевые и др.

Облака, в которых содержится столько воды, что они заслоняют собой солнечный свет и приобретают серый оттенок, называют дождевыми, потому, что обычно они приносят дожди.

Самые большие из дождевых облаков именуются кучево-дождевыми. Их иногда ещё называют грозовыми облаками, потому, что они приносят сильный дождь с громом и молнией. Эти облака могут достигать нескольких километров в высоту.

Из описания облака, за которыми я наблюдал, были кучево-дождевыми.

Почему облака плывут?

Глядя на эти серые облака, я подумал: «А почему они плывут? Какая сила их заставля-

ет двигаться?» Я вспомнил строки из произведения А.С. Пушкина «Сказка о мертвой царевне и о семи богатырях»: «Ветер, ветер! Ты могуч! Ты гоняешь стаи туч!» Ну конечно же они плывут по небу, потому что их гонит ветер!

Ветер – это перемещение воздуха относительно земной поверхности. Характеристиками ветра являются скорость и направление, откуда он дует. Ветер дует всегда в определённую сторону, имеет определённое направление. Если ветер дует с северной стороны, его называют северным, если направление ветра с юга на север, его называют южным ветром. Направление ветра можно определить по движению облаков, направлению дыма, выходящего из трубы, по наклонению ветвей деревьев или по флюгеру [Прил. 1, фото 4].

Скорость ветра меняется от нулевой при полном штиле до ураганной во время смерчей. Она может достигать 130 м/с. В тот день, если верить синоптикам, дул северо-восточный ветер со скоростью 13м/с.

Если ветер на своём пути встретит преграду, он оказывает на неё давление. Давление ветра обычно называют «силой ветра». Это давление измеряется в кГ/м². Сила ветра с давних пор используется человеком. Силу ветра принято оценивать баллами. Эта оценка основывается на ряде наблюдений за некоторыми природными явлениями [Прил. 1, табл. 1].

Скорость и высота полета самолётов

Из сети Интернет я узнал, что пассажирские самолеты летают с разной крейсерской скоростью. Крейсерская скорость – это 60-80% от максимально возможной, что составляет примерно 900 км/ч. Так же я узнал, что от скорости полёта самолёта зависит высота его полёта, поэтому пассажирские авиалайнеры летают на высоте около 9-10 тыс. метров. А значит, моя гипотеза не подтвердилась, самолёт не может лететь медленнее облаков.

Оптические иллюзии

Проанализировав полученную информацию, я сделал вывод, что дело совсем не в

скорости, с которой перемещались облака и самолёт. Но в чём же тогда дело?

В поисках ответа на вопрос я обратился к учителю физики Грибцовой Елене Викторовне. Она мне объяснила, что это обман зрения: далекие предметы движутся медленнее, чем близкие. К сожалению, наш глаз не самый точный прибор в мире, поэтому ему свойственно ошибаться. Эти ошибки называют оптическими иллюзиями. Мы не только смотрим, но и бессознательно рассуждаем, то есть «мы смотрим не глазами, а мозгом». Поэтому человеку, смотрящему вдоль дороги, кажется, что: дороги сходятся и высота столбов телеграфной линии уменьшается [Прил. 1, фото 5].

ЭКСПЕРИМЕНТЫ

Эксперимент «Кто быстрее бежит?»

Чтобы проверить, действительно ли это только обман зрения, я решил провести экспе-

римент «Кто быстрее бежит?». В эксперименте участвовала вся наша семья. Папа помог мне составить план эксперимента. И вот в выходной день мы отправились на стадион.

Шаг 1. Мы определили среднюю длину моих шагов и папы. Для этого мы сделали по пять шагов (папа в беге) и измерили длину с помощью мерной ленты, а затем разделили её на количество шагов. Средняя длина моих шагов – 0,72 м, а у папы – 1, 30 м [Прил. 2, фото 1].

Шаг 2. Определение скорости передвижения. Мама с помощью секундомера засекала время, за которое мы с папой успели сделать по 20 шагов. Я сделал 20 шагов за 10 секунд (20х0,72=14,40 м). Моя скорость – 14, 40 м за 10 секунд. Папа сделал 20 шагов за 6 секунд – это 26 м. Его скорость – 26 м за 6 секунд [Прил. 2, фото 2]. Папа бежит в 3 раза быстрее, чем я иду!

Шаг 3. Начертили два круга: внутренний маленький круг с радиусом 5 шагов, внешний большой – 35 шагов. В центре кругов встала мама с фотоаппаратом, чтобы делать контрольные снимки. Мы с папой двигались в одном направлении: папа бежал по большому кругу, а я шагал по маленькому кругу и легко обгонял папу [Прил. 2, фото 3].

Вывод: человек, который быстро бежит по большому кругу, пробегает больше рас-

стояние, чем тот, который неспеша идёт по маленькому кругу. Также и самолёт, чем выше он летит, тем больше расстояние пролетает на огромной скорости. Облака находятся гораздо ближе, чем самолёт, поэтому кажется, что они плывут быстрее. Это оптическая иллюзия.

Эксперимент с одноклассниками

Я решил проверить, поддадутся ли мои одноклассники иллюзии зрительного воспри-

ятия? Я показал им оптические иллюзии и попросил их ответить на мои вопросы.

Какой квадрат крупнее: белый или чёрный?

(Белые рисунки воспринимаются человеком более крупными, при том, что в реальности на картинках геометрические фигуры одинаковы [Прил. 2, фото 4].)

Кофейные зёрна двигаются или они неподвижны?

(Кажется, что они шевелятся, совершают хаотичные волнообразные движения, напоминающий поднимание и опускание человеком грудной клетки при вдохе и выдохе. Это иллюзия [Прил. 2, фото 5].)

Какая линия длиннее, а какая короче? Или они одинаковой длины?

(Две равные линии, ограниченные на концах в одном случае сходящимися, а в другом — расходящимися углами, воспринимаются как неодинаковые по величине: линия со сходящимися углами кажется меньшей, а линия с расходящимися углами — большей [Прил. 2, фото 6].)

В эксперименте участвовало 30 моих одноклассников.

На 1 вопрос я получила 18 неверных ответов (60 %) и 12 верных.

На 2 вопрос – 25 неверных ответов (83%) и 5 верных.

На 3 вопрос – 20 неверных ответов (66,6%) и 10 верных.

Вывод: люди не могут полностью контролировать то, что они видят и легко поддаются иллюзии. В моём эксперименте – это в среднем 70% (21 ученик) учащихся за 3 опыта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Моя гипотеза, что облака плывут быстрее, чем летит самолет, не подтвердилась. Проведя исследовательскую работу, я узнал много интересного об облаках, скорости облаков и самолётов, оптических иллюзиях и сделал следующие выводы:

Чем выше летит самолёт, тем больше расстояние пролетает на огромной скорости.

Облака находятся гораздо ближе, чем самолёт, поэтому кажется, что они плывут быстрее. Это оптическая иллюзия.

Люди не могут полностью контролировать то, что они видят и легко поддаются ил-

люзии.

По итогам этого исследования я составил тест из картинок для моих сверстников «Проверь себя». Мне очень интересна эта тема, потому что оптические иллюзии встречаются во всех областях жизни. Знания об оптических иллюзиях помогут лучше понимать некоторые природные явления, устройства некоторых предметов. Я буду продолжать работу по изучению оптических иллюзий.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. Э.И. Мотылевой. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2006. – 260 с.
Перельман, Я.И. Занимательная физика. В 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. А.В. Митрофанова. – 22-е изд., стер. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. Лит., 1986. – 272 с., ил.
Перельман, Я.И. Физика на каждом шагу / Я.И. Перельман. – М.: АСТ: Астрель: Полиграфиздат, 2011. – 250, [6] с.: ил.
http://elhow.ru\ucheba\estestvoznanieiej/na-kakoj-vysote-letajut-samolety

ПРИЛОЖЕНИЯ

Как плывут облака? (Объяснение плавающих облаков)

Как плывут облака?

Облака полны воды, которая легко может весить как гигантский реактивный самолет. Так почему же они не падают с неба? В этом много физики и науки. Летом, когда воздух сухой, нижняя часть облаков высоко. Зимой эти облака висят низко. Влажный воздух должен подняться, чтобы охладиться, сконденсироваться и образовать облако.

Таким образом, когда в воздухе больше влаги, воздуху не нужно подниматься так высоко, чтобы образовалось облако. В воздухе есть влага, и она испаряется. Он поднимется и сконденсируется. Тогда мы увидим облако. Итак, облако — это воздух, но в нем есть вода. Он меняет свою форму с воздуха на влагу, с невидимого на видимое.

Существует множество видов облаков. Если говорить в самых общих чертах о погоде, облака — это большие пушистые скопления водяного пара, живущие над головой. По мере того, как теплый влажный воздух поднимается через нижние слои атмосферы, он расширяется, охлаждается и часть его конденсируется в мельчайшие капельки жидкости.

У нас могут получиться линзовидные облака, если ветер толкает их в гору, как на лыжном трамплин. Влажные выхлопы реактивных двигателей могут образовывать тонкие перистые облака. Но, возможно, самое легкое для понимания облако — это всеми любимый пушистый ком: кучевое. Их также легче всего рисовать.

Теплый воздух менее плотный, поэтому он поднимается вверх, как внутренность лавовой лампы. Кучевые облака появляются над темными мостовыми, пожарами, солнечными склонами холмов, любыми источниками теплых восходящих потоков. По мере того, как водяной пар в этом воздухе поднимается, он охлаждается, поэтому молекулы замедляются. Некоторые из них слипаются, образуя капли, которые мы можем видеть. После того, как ветер унесет их от теплого восходящего потока, почему облака не падают обратно?

Из-за конденсата! Когда пот испаряется со лба, вам становится прохладнее? Это потому, что вода, переходя из жидкости в газ, требует некоторого количества тепла.

Конденсация наоборот. Он выделяет тепло. Так как вода в облаке конденсируется, она нагревается изнутри, оставаясь в воздухе, как воздушный шар. Да Винчи называл их «телами без поверхности», поэтому мы не можем на них жить.

Ученые обнаружили, что живые бактерии, переносимые по воздуху, составляют 20% ядер конденсации облаков. Они не только являются домом для переносимых по воздуху экосистем, облака также в некотором роде очень живы и развиваются сами по себе. Дождь, выпадающий из облаков, однажды снова поднимется и станет новыми облаками. Это очень «круг жизни».

Плавающие облака объяснение физики

Когда воздух вблизи земли нагревается, Солнце поднимается над холодным воздухом. Горячий воздух легче холодного, и этот теплый воздух содержит водяной пар. Так что этот водяной пар также поднимается вместе с теплым воздухом в небо. По мере того, как водяной пар в этом теплом воздухе поднимается в небо, они достигают больших высот. Но температура на больших высотах меньше, чем температура на земле.

Из-за такой низкой температуры водяной пар превратился в мельчайшие капельки воды. Так что облака — это не что иное, как миллионы этих капель воды. Средний диаметр одной из этих частиц воды составляет около 1 микрона в поперечнике, 0,001 миллиметра. Влияние гравитации незначительно. Облака очень легкие по весу. Обычно вес одной капли воды в облаках составляет около 0,050 грамма воды, что очень мало по весу.

Воздух обладает некоторой силой, толкающей предметы вверх. Восходящая сила восходящего воздуха больше, чем вес этих капель воды, а это означает, что вес капель воды меньше, чем сила воздуха. Он толкает что-либо в направлении вверх. Поэтому ВВС толкают облака вверх, помогая им оставаться на плаву.

Еще одна причина появления плывущих облаков — наличие внутри облака теплого воздуха. Водяной пар конденсируется, превращаясь из паров в капли воды. От них выделяется тепловая энергия. Он нагревает воздух внутри облака. Кроме того, все мы знаем, что теплый воздух легче холодного. Поэтому он имеет тенденцию подниматься вверх и удерживает облака, плывущие по небу.

Плавающие облака, объяснение химии

Облака плывут из-за плавучести. Давление в воздухе возникает из-за столкновений молекул. Облако висит, но они хотят упасть из-за гравитации. Но молекулы идут и ударяют его и отскакивают обратно. Так что каждая из этих молекул попадает, потому что облако двигалось вниз, танцуя обратно вниз.

Он падает даже на большей скорости, но ударяется о них и поднимается обратно из-за других молекул. Эти разные молекулы спускаются ближе к земле на все меньшей и меньшей высоте.

Как высоко могут парить и двигаться облака?

Дождевые облака весят больше, чем обычные белые облака. Это потому, что они наполнены более сильным дождем, чем больше воды наполняет облака. Они начинают блокировать солнечный свет, поэтому кажутся более серыми и делают остальную землю темной. Как движутся облака?

Облака плывут благодаря количеству водяного пара, температуре воздуха, ветру и взаимодействию других воздушных масс. Среднее пухлое облако, называемое кучевым облаком, плывет примерно в одной миле над поверхностью земли. Слоистые облака и гигантские одеяла лежат по небу и плывут около одной мили. Тонкие облака в небе, называемые перистыми облаками, плывут примерно в трех с половиной милях над самыми высокими облаками. Серебристые облака могут пролетать в небе на расстоянии до 53 миль.

Вы можете рассчитать, насколько далеко находится облако или гроза, используя информацию о высоте облаков. Если вы посмотрите вверх на 45 градусов от горизонта, вы получите 45-45-9.0 прямоугольный треугольник. Две стороны этого треугольника равны.

Итак, если вы смотрите на облако, которое находится под углом 45 градусов от вас, по сути, вы смотрите на облако, которое находится на таком же расстоянии, как и вверху. Если вы посмотрите на кучевое облако высотой 45 градусов и на одну милю над поверхностью земли, вы можете сделать вывод, что оно находится на расстоянии одной мили от грозы.

Подробнее:

Почему облака белого цвета?

Как образуется дождь?

Что такое эффект тени дождя?

Источники:

Чеппи, Пауло; Уильямс, Рик. «Почему облака — недостающая часть головоломки об изменении климата». Разговор.
Всемирная метеорологическая организация, изд., «Руководство по идентификации облаков, Международный атлас облаков».
«Облако». Бесплатный словарь. Фарлекс.
Фризингер, Х. Ховард. «Аристотель и его Meteorologica». Бюллетень Американского метеорологического общества.

Содержание

Почему облака плывут? | Daily Science Journal

Согласно законам гравитации, то, что поднимается вверх, должно в конце концов упасть. Если это так, то почему облака могут оставаться в воздухе в течение многих дней, пока не пойдет дождь?

Большинство из нас уже должно знать, как работает круговорот воды: вода испаряется, всплывает и конденсируется в капли воды (или кристаллы льда), а затем снова падает на землю. Но как только пар конденсируется, как возможно, что капли воды и кристаллы льда способны оставаться на плаву в течение длительного периода времени, прежде чем снова упасть?

Ответим на этот вопрос в сегодняшней статье.

Капли воды, увеличенное изображение Изображение предоставлено пользователем Pixabay Cocoparisienne

Чтобы понять, насколько тяжелы (или, скорее, насколько легки) капли воды, мы должны понять, насколько малы эти капли — и они чрезвычайно малы. Средний диаметр капли может составлять от 10 до 15 микрон.

Насколько он велик? Ну, подумайте об этом так: микрон составляет 1/1000 миллиметра. Кончик только что заточенного карандаша составляет 200 микрон. Песчинка равна 90 мкм. Прядь толстого человеческого волоса составляет около 70 микрон. Мельчайшие капли воды размером примерно с пылинку или пыльцу. И если вы когда-либо видели эритроциты под микроскопом, капля воды состоит из пяти-семи кровяных телец, сложенных вместе.

На каждый кубический сантиметр приходится несколько сотен капель. Итак, допустим, размер довольно большого кучевого облака составляет один кубический километр. Это означало бы, что он имеет миллиард кубических метров и около 500 миллионов граммов капель воды. Это означало бы триллионы или даже больше капель воды только в этом облаке. Учитывая вес воды, облако должно весить около 500 000 кг или около 551 тонны.

Понимание атмосферного давления

Итак, если одно облако весит столько же, сколько четыре синих кита (самое большое животное, известное человечеству), как оно может легко парить в небе? Это происходит потому, что а) плотность — это не то же самое, что вес, а облако на самом деле менее плотное, чем сухой воздух ниже его высоты.

Облака состоят из мелких капель воды и, в зависимости от температуры, кристаллов льда. В то время как капли воды по отдельности имеют свой собственный вес, скорость падения, как у обычных объектов, чрезвычайно мала. Например, вы когда-нибудь были в старой и пыльной комнате, где вы могли бы видеть частицы пыли, парящие в воздухе? Технически эти частицы имеют вес, но он настолько мал, что падает не так быстро, как вы могли бы подумать, и кажется, что они парят в воздухе.

Вы можете подумать что-то вроде: «Конечно, капли сами по себе могут иметь очень минимальный вес. Но как насчет веса всех капель воды и кристаллов льда вместе взятых в одном облаке?» Вот где вступают в действие такие факторы, как атмосферное давление и ветер.

Облака все еще могут двигаться и плавать GIF через TenorGIF

У многих людей есть большое заблуждение, что когда вы видите, что облака движутся, они на самом деле не движутся. . Скорее, предполагается, что Земля вращается, а то, что мы на самом деле видим, — это небо, вращающееся вокруг облаков, а не наоборот.

Хотя вращение Земли имеет эффект, вы не видите, как вращается Земля. Из-за гравитации вы не чувствуете, что движетесь со скоростью 1600 километров в час, пока сидите на месте, верно? Потому что это скорость вращения Земли, если предположить, что вы живете недалеко от экватора (скорость намного ниже, если вы живете ближе к Северному и Южному полюсам).

Но вращение Земли влияет на то, как вы видите движение облаков, потому что ее вращение влияет на ветер даже на больших высотах. И именно этот ветер заставляет облака двигаться в определенных направлениях. В обычных случаях вы можете видеть, что облака движутся в направлении ветра.

Однако бывает так, что ветер дует на восток, а облака движутся на запад. Это потому, что ветер там не всегда движется в том же направлении, что и ветер здесь внизу. Случайные ветры могут быть вызваны несколькими факторами, такими как движение воздуха и солнечное тепло.

Как быстро движутся облака? Изображение пользователя Pixabay Abogawat

Несмотря на размер облаков, большая часть их размера и движения связана с воздухом вокруг них. Если вы заметили, что облака движутся, значит, движется не само облако. Скорее, он движется воздухом вокруг него. Воздух, который движет облака, отвечает не только за движение облаков, но и за их удержание на плаву; если бы не было воздуха для конденсации водяного пара в капли и перемещения его, то температура воздуха под облаками оставалась бы постоянной и не позволяла бы облакам оставаться на плаву или даже существовать, если уж на то пошло.

Облако движется со скоростью ветра. Если есть много влаги, капель воды и кристаллов льда, образующих пушистые непрозрачные облака, плотность облака может выдерживать большие скорости и может двигаться с более низкими скоростями. Но если облака тонкие и тонкие, сильный ветер может не только вызвать быстрое движение облаков, но и разорвать их на части.

Движение по вертикали и по горизонтали Изображение от пользователя Pixabay PublicDomainPictures

Облака могут двигаться как по вертикали, так и по горизонтали, хотя вы, скорее всего, увидите последнее. Обычно вы обнаружите, что облака движутся горизонтально, когда воздух вокруг облака движется в определенном направлении. Поскольку ветер может двигаться случайным образом, вы можете чувствовать, что воздух движется в одном направлении, но видеть, как облака плывут в другом направлении.

Однако облака также могут двигаться вертикально, хотя это менее вероятно. Это движение происходит из-за конвекции, когда горячий воздух поднимается от земли и заставляет облака двигаться вверх, где воздух более холодный.