Escale 1 : Comment fait on un bulletin météorologique ?
La construction d’un anémomètre
L’anémomètre est un instrument qui permet de calculer la vitesse du vent. Cet appareil est fabriqué avec une bouteille en plastique munie de trois ailettes. Sa vitesse de rotation est proportionnelle à la vitesse du vent.
- Durée de l'expérience :
- 30 minutes
- Matériel :
- Une petite bouteille en plastique avec le bouchon
- Un bandeau
- Des rondelles métalliques
- De la garcette
- Une perceuse
- Du scotch
- Un cutter
- Un sèche cheveux
- Une paire de ciseaux
- Un anémomètre à affichage digital
- Protocole :
- Enlever l’étiquette collée sur la bouteille
- Percer le bouchon et le cul de la bouteille au diamètre de la garcette
- Découper trois ailettes sur le haut de la bouteille
- Enfiler la garcette dans la bouteille
- Insérer deux rondelles et faire un nœud aux deux extrémités le plus près possible de la bouteille
- Découper le bandeau
- Scotcher le bandeau sur la partie basse de la bouteille, les grosses rayures vers le haut
- Etalonnage :
- Prendre un sèche cheveux
- Tenir l’anémomètre vertical par les deux extrémités de la garcette
- Placer l’anémomètre à une certaine distance du sèche cheveu afin d’avoir la bande du haut à la limite des rayures (noir – blanc) et du gris uniforme
- Prendre l’anémomètre à affichage digital, le placer au même endroit que l’instrument construit et lire la vitesse enregistrée
- Procéder de la même manière pour étalonner chaque bande
- Noter pour chaque bande la vitesse indiquée par l’anémomètre à affichage digital
Bandeau anémomètre
La construction d’un moulinet
Le moulinet est un instrument qui permet de calculer la vitesse du vent.
Cet appareil est composé d’une hélice dont la vitesse de rotation est proportionnelle à la vitesse du vent.
- Durée de l'expérience :
- 30 minutes
- Matériel :
- Une baguette ronde en bois d’une longueur de 20 cm environ et de 15 millimètres de diamètre
- Des clous ou des vis de taille adaptée au diamètre du manche en bois
- Une attache parisienne
- Une paire de ciseau
- Un marqueur
- Une hélice en papier bristol
- Protocole :
- Agrandir le modèle de l’hélice de manière à obtenir un carré de 15 cm de côté
- Découper l’hélice en papier bristol
- Découper une fente dans chaque coin de la feuille (noté par un point)
- Fixer l’hélice sur le mât
- Replier les 4 coins vers le centre afin de les attacher avec une attache parisienne
- Faire un repère au marqueur sur l’hélice
- Calcul de la vitesse du vent :
- Calculer la circonférence de l’hélice (x en centimètre)
- Chronométrer le temps mis par l’hélice pour effectuer un tour complet (t en secondes)
- Calculer la vitesse du vent en centimètre par seconde (v = x / t)
- Convertir la vitesse en mètres par seconde, en kilomètres par heure et en nœuds (1852 mètres par heure). Le nœud est l’unité de mesure fréquemment utilisée en météorologie marine (1852 mètres correspondant à une distance d’un mille nautique).
La construction d’une girouette
La girouette est un instrument indiquant la direction du vent.
L’instrument que vous allez fabriquer est à utiliser avec une boussole afin de pouvoir déterminer la direction du vent (par rapport aux points cardinaux).
- Durée de l'expérience :
- 30 minutes
- Matériel :
- Un tourillon en bois de 25cm/0,5cm
- Un morceau de tissu à spi de 25cm/20cm
- Du scotch double face
- Un marqueur noir
- Une règle
- Une paire de ciseau
- Un cahier de brouillon
- Un crayon gris
- Des feutres
- Une boussole
- Protocole :
- Dessiner un rectangle de 15cm/20cm sur le cahier de brouillon puis le découper
- Poser le patron en papier sur le rectangle de tissu
- Tracer le contour du patron sur le tissu et découper le tissu
- Tracer sur le tissu une marge de 1,5 cm sur la partie mesurant 15 cm pour pouvoir l’enrouler sur le -tourillon
- Faire un dessin sur le tissu en partant de la marge
- Découper le contour du dessin sans enlever la marge
- Coller du scotch double face sur le tourillon
- Poser le tourillon sur le début de la marge et le tourner pour coller le tissu
- Utilisation :
- A l’aide de la boussole, retrouver les points cardinaux dans le paysage. Tenir la girouette bras tendu en hauteur et observer le sens dans lequel s’oriente le tissu.
La construction d’une manche à air
La manche à air permet de connaître la direction du vent.
Elle s’oriente toujours dans l’axe du vent.
- Durée de l'expérience :
- Une heure
- Matériel :
- Un manche à balai en bois
- Du fil de fer
- Du tissu à spi (35 cm de long, 20 cm de large)
- Un clou à tête large
- Du fil à surlier et une aiguille
- Une scie
- Une pince coupante
- Une paire de ciseau
- Protocole :
- Scier le manche à balai pour obtenir une longueur de 50 cm environ
- Couper 20 cm de fil de fer
- Façonner le fil de fer pour obtenir un cercle de 15 cm de diamètre
- Les deux extrémités du fil de fer sont tressées entre elles en laissant un œil (passage du clou)
- Découper le tissu à spi en forme trapézoïdale : longueur 31 cm, largeur de la base 16 cm, largeur du sommet 11 cm
- Coudre la base du trapèze autour de l’arceau en fil de fer (ourlet de 1cm)
- Coudre le tissu sur la longueur bord à bord (ourlet de 1cm)
- Fixer l’arceau sur le haut du manche en bois à l’aide du clou à tête large
- Tenir le manche en bois et se placer de manière à ce que le manchon en tissu soit bien dans l’axe du vent
- Prendre des repères dans le paysage par rapport aux quatre points cardinaux pour déterminer le secteur de vent
- Utilisation :
- La manche à air peut servir également à déterminer la vitesse du vent. Dans ce cas, il faut utiliser un tissu à large rayures (exemple : les manches à air sur les aéroports, au bord des autoroutes). En fonction de la vitesse du vent, une partie plus ou moins importante du manchon va se mettre en position horizontale. Un étalonnage de la manche à air doit être réalisé à l’aide d’un anémomètre.
La construction d’un baromètre
Le baromètre est un instrument mesurant la pression atmosphérique.
L’instrument que vous allez fabriquer va vous permettre de visualiser les variations de la pression atmosphérique.
- Durée de l'expérience :
- 30 minutes
- Matériel :
- Un support en bois de 20cm/3cm
- Un pot en verre
- Une moitié de ballon en baudruche
- Un élastique
- Une paille
- Un demi-tourillon de 15 cm pour faire une réglette
- Une boite de petits clous
- Un pot de colle à bois
- Du scotch double face
- Un marqueur noir
- Un marteau
- Une paire de ciseau
- Protocole :
- Clouer la réglette à une extrémité du support
- Installer le ballon en baudruche sur le verre et le maintenir tendu avec un élastique
- Coller le verre sur le support à l’opposé de la réglette (en utilisant de la colle à bois)
- Découper en biseau une extrémité de la paille
- Scotcher la paille, côté non biseauté, sur le ballon en baudruche en direction de la réglette
- Indiquer sur la réglette la pression atmosphérique du jour (se renseigner auprès de la station météorologique de l’aéroport le plus proche)
- Variation de la pression atmosphérique :
- L’extrémité biseautée de la paille va s’orienter vers le haut ou vers le bas en fonction de la pression atmosphérique.
Plus la pression atmosphérique exercée sur le ballon est importante, plus cela appuie sur le ballon et plus la paille va s’orienter vers le haut.
A l’inverse, plus la pression atmosphérique est basse, moins cela appuie sur le ballon et plus la paille va s’incliner vers le bas.
