понедельник, 23 июня 2014 г.

Что такое смерч? Клуб почемучек

Добрый день, участники и читатели "Клуба почемучек"! Сегодня у меня в Клубе ответ на вопрос, присланный бабушкой Лилией и ее шестилетней внучкой:
«Откуда берется смерч, почему он втягивает все вверх, почему двигается?»

что такое смерч


Смерч (так принято называть его у нас) или торнадо (так это явление называют в Америке) - это, действительно, очень любопытное и достаточно редкое явление природы. Он представляет собою вихревой столб высотой в несколько сотен метров, а диаметром всего в несколько десятков метров (отдельные гигантские смерчи могут достигать в диаметре 1,5-3 км), который возникает из-за разности атмосферного давления между верхними и нижними слоями атмосферы. Воздух в этом столбе вращается с огромной скоростью. А вокруг создается область пониженного давления, которая как-бы "затягивает" в себя все, что в нее попадает. И тогда в воздух взлетают деревья, люди, машины и даже, бывает, товарные поезда. А дома изнутри "взрываются", так как давление внутри них получается гораздо выше, чем снаружи.
Смерчи возникают обычно летом в жаркую погоду при наличии грозовых облаков. Для появления смерча необходимо чтобы внизу у земли или воды было очень жарко, а вверху - сильно холодно. Тогда из грозового кучевого облака к земле начинает тянуться воздушная воронка, похожая на хобот слона (ее так и называют "хобот смерча") - это холодный воздух с огромной скоростью устремляется вниз. Ниже я покажу, как происходит рождение смерча на примере маленькой домашней установки. Затягивая в себя пыль и мусор с земли или брызги воды с моря, эта воронка становится темной и хорошо видимой с большого расстояния. Она передвигается с той же скоростью, что и породившая ее туча - это обычно от 20 до 100 км/ч. То есть с такой же скоростью, что и автомобили на дороге. И оставляет после себя полосу разрушений. Хорошо, что такой вихрь существует очень недолго - от нескольких минут до пары часов. Самый долгий смерч бушевал в 1917 году в США: за 7 часов он прошел  по территории этой страны 500 км.
Но нам бояться смерчей не стоит - это явление возникает на территории России в среднем раз в год, и особых разрушений не приносит. У нас в Крыму каждое лето можно наблюдать смерчи, которые возникают далеко над Черным морем - мы с детьми не раз видели их. Вот, например, этот был снят в прошлом году в Евпатории (съемки из YouTube пользователя Vladimir777888999).




А вот в Северной Америке в год бывает в среднем 250 смерчей (торнадо) и они представляют собой реальную опасность для людей. Помните Элли из Техаса, домик которой поднял ураган и отнес в Волшебную страну? Скорее всего, она как раз и попала в один из таких мощных торнадо. 
Что надо было сделать Элли, чтобы уберечься от смерча? Она должна была ни в коем случае не оставаться на улице, в автомобиле или в фургончике, а как можно скорее спуститься в погреб (подвал или другое защищенное помещение). Даже внутри дома во время смерча оставаться опасно - он может разрушится от большого давления внутри него. Поэтому, чтобы выровнять давление внутри и снаружи дома, надо открыть окна, которые смотрят от смерча, и закрыть окна, выходящие на сторону, с которой смерч приближается. А потом спрятаться под тяжелой мебелью, лечь лицом вниз и прикрыть голову руками, чтобы защититься от обломков и мусора, огромное количество которых несет с собой вихрь воздуха. Ведь разрушительная энергия среднего смерча сопоставима с энергией взрыва ядерной бомбы!
Поэтому от смерчей необходимо держаться подальше. Но как быть, если посмотреть на смерч все-таки хочется? Выход есть - можно устроить свой маленький смерч дома :)

Опыт. Смерч в домашних условиях

Материалы: 
Две двухлитровые пластиковые бутылки, металлическая шайба диаметром, равным диаметру горлышка бутылок, скотч (1).

опыт по физике для детей - смерч в бутылке


Ход работы:
В одну из бутылок доверху наливаем воду. Закрываем ее горлышко шайбой (2).
Сверху на шайбу ставим перевернутую вторую бутылку. Закрепляем бутылки в таком положении, обмотав горлышки скотчем (3). Обматывайте тщательно - место стыка не должно пропускать воду.
Как видите, ничего сложного :) Наша установка для демонстрации смерча готова!
Она очень напоминает собою песочные часы, мы позже делали такие.

торнадо в бутылке - опыт для детей по физике


Теперь надо перевернуть ее так, чтобы бутылка с водой была наверху. И когда вода начнет вытекать в нижнюю бутылку, необходимо сделать несколько вращательных движений установкой так, чтобы вода в ней закружилась.
Вы увидите как прямо у вас на глазах в бутылке образуется смерч.

торнадо в бутылке

В нашем опыте происходит то же самое, что и в настоящем смерче. Когда вода из верхней бутылки начинает перетекать вниз, то вверху образуется пустота (там нет ничего - ни воды, ни воздуха) - появляется область низкого давления. А в нижней бутылке образуется область высокого давления: ведь вода заполняет ее объем, заставляя воздух, который был там раньше, сжиматься. Этот воздух с трудом прорывается  наверх в виде редких пузырей (ведь дырочка шайбы очень узкая, и всю ее занимает поток воды, льющийся вниз). Если же мы чуть закрутим воду, то воздух из нижней бутылки устремиться вверх ровным быстрым потоком внутри водяной струи.  И мы наблюдаем маленький смерч.

клуб почемучек - опыты по физике


Надеюсь, теперь стало понятнее, как возникает это явление?





Другие наши занятия, опыты и эксперименты с погодными явлениями можно посмотреть здесь: "Почему бывает сильный ветер перед дождем?", "Почему образуются лужи?", "Почему снег блестит?", "Почему снег белый?", "Почему сосульки всегда растут вниз?", "Почему ветер воет?",  "Из чего сделаны облака и можно ли потрогать небо?", Как сделать флюгерОхота на облака.


Подписаться на новости Клуба Почемучек можно прямо тут, заполнив форму рассылки.
После этого вам на почту будут приходить ссылки на новые выпуски "Клуба почемучек" и сообщения о розыгрышах призов.

Ваше имя:
Ваш email:

Архив прошлых выпусков "Клуба почемучек" можно посмотреть ЗДЕСЬ.


Материалы, используемые в статье:
1. Смерч. Википедия (http://ru.wikipedia.org/wiki/Смерч)
2. Журнал "Квант", №4, 2003. Смерч у вас дома (http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._Смерч_у_вас_дома)
3. Грозные явления атмосферы. Занимательная физика в вопросах и ответах (http://www.elkin52.narod.ru/new/tornado4.htm)
4. Кругом! Уроки волшебства (http://lmagic.info/krugom.html)

10 комментариев:

  1. Таня, очень интересно! и так просто сделать свой маленький ручной смерч)))
    Я еще вспомнила - когда из ванны выпускаешь воду - тоже воронка образуется) Я всегда в детстве любила наблюдать за ней, а еще если бросить в воронку кусочек бумажки, она будет вращаться и не исчезать пока вся вода не выйдет)

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Точно, Наташ - это водяной вихрь. Я тоже любила в детстве на его вращение глядеть - медитировать вместо чистки зубов ))))

      Удалить
  2. Танечка, ЗДРАВСТВУЙТЕ! ! ! Огромное спасибо за ответ на вопрос о смерче. Опыт с бутылкой очень хорош. Собираюсь показать его всем внукам - это будет им интересно, даже малышам. Думаю, что и родителям будет интересно узнать Ваши объяснения о смерче. СПАСИБО !
    С глубоким уважением Лилия

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Очень рада, что вам мой ответ понравился :) Смерч в бутылке - это, действительно очень зрелищно. Можно еще воду в бутылке подкрасить - тоже красиво получится. Мои дети вчера весь вечер с этим смерчем таскались:) Надеюсь, вашим внукам тоже будет интересно :)

      Удалить
  3. Тань, спасибо большое, очень интересно! Сейчас Рита с массивами из киндеров в упаковке из-под яиц наиграется, и за смерч примется ;)

    ОтветитьУдалить
  4. А я всегда в ванне люблю смерчи делать, когда воду спускаю, раскручиваю ее и смотрю, как она засасывается в виде смерча, так интересно!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Оказывается, среди нас много "охотников за торнадо" в ванной)))

      Удалить
  5. Татьяна, подскажите, пожалуйста, если нет шайбы такой, как у вас. Получится ли торнадо, если сделать просто отверстие в бутылке? Может, чем-то можно шайбу заменить? Что-то мы не находим подобной... И ребенок не может удержать большие бутылки, получится ли в маленьких? Спасибо!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Шайбу не обязательно, но вот про "отверстие в бутылке" не поняла, где вы его собираетесь делать. Смысл опыта в том, что достаточно большой объем воды пытается протечь через узкое горлышко. Надо вам как-то этого добиться.

      Удалить

Чтобы оставить комментарий*, напишите текст в окошке и выберите в "Подписи комментария" профиль из любого вашего аккаунта. Если вы нигде не зарегистрированы, выбирайте Имя/URL и просто вводите свое имя - оно отобразится в подписи.

*Оставляя комментарий вы тем самым подтверждаете свое согласие с Политикой конфиденциальности сайта tavika.ru

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

ShareThis