تبیان، دستیار زندگی
در این جلسه به مرتب سازی داده های وارد شده از آزمایش نرم افزار اکسل، محااسبه سرعت متوسط آب، و ... می پردازیم....
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه هشتم

اهداف: مرتب سازی داده های وارد شده از آزمایش excel _ محاسبه سرعت متوسط آب _ محاسبه عمق متوسط هر نقطه _ رسم سطح مقطع رودخانه و محاسبه‎‌ی اندازه‌ی سطح مقطع _ به دست آوردن دبی آب رودخانه

وسایل مورد نیاز: کامپیوتر مجهز به نرم افزار Excel

8-1 مرتب سازی داده های وارد شده از آزمایش
ابتدا باید اطلاعات به دست آمده از آزمایشات را در اکسل وارد نموده و مرتب سازیم. حال دو فایل اکسل ایجاد نمایید و اطلاعات به دست آمده از آزمایش اندازه گیری سرعت جریان آب را در یک فایل و اطلاعات مربوط به اندازه گیری عمق را در فایل دیگر با نوشتن عنوان در بالای ستون اعداد و حاشیه گذاری وارد نمایید.

جداول به دست آمده باید مشابه جداول موجود در اشکال بالا باشند.

8-2 محاسبه سرعت متوسط آب
در این قسمت می‌خواهیم نحوه محاسبه نمودن سرعت متوسط آب رودخانه را آموزش دهیم.
برای این منظور فایل اکسلی را که داده های حاصل از آزمایش اندازه گیری زمان رسیدن توپ به مقصد را در آن ذخیره نمودید را باز کنید. چون اندازه گیری زمان در چند مرحله تکرار شده، لذا گام اول پیدا نمودن زمان متوسط می باشد. برای این منظور به وسیله ی اکسل و با استفاده از فرمول، تمامی زمان های به دست آمده را با هم جمع نمایید و بر تعداد دفعات اندازه گیری زمان تقسیم نمایید.
برای مثال اگر 4 بار اندازه گیری نموده باشید و زمان های t4¬,t3,t2,t1 را به دست آورده باشید، در این مرحله مقادیر t1 تا t4 را با هم جمع نموده و بر 4 تقسیم نمایید تا زمان متوسط به دست آید. آن را در یک خانه ی دلخواه بنویسید و در بالای این خانه بنویسید: زمان متوسط.
در مرحله بعد، مسافتی را که توپ در زمان اندازه گیری طی کرده (که قبل از انجام آزمایش به وسیله متر اندازه گیری نمودید.) را در خانه ی مجاور یادداشت کنید و در بالای آن بنویسید «مسافت».
حال برای به دست آوردن سرعت در سطح آب، کافی است سلول مسافت را بر سلول زمان متوسط تقسیم کرده و در سلولی با عنوان «سرعت سطحی آب» یادداشت نمایید.
در جلسه اول آموختیم که سرعت متوسط جریان آب رودخانه در کل مقطع عبوری جریان برابر است با 8/0 سرعت جریان در سطح آب، لذا گام نهایی در به دست آوردن سرعت متوسط جریان آب این است که سرعت سطحی را در عدد 8/0 ضرب کرده و در سلولی با عنوان «سرعت متوسط» ثبت نماییم.

8-3 محاسبه عمق متوسط هر نقطه
برای  به دست آوردن عمق متوسط هر نقطه، کافی است عمق به دست آمده از اندازه گیری های مختلف را با هم جمع کرده و بر تعداد آنها تقسیم نمایید، یعنی در حقیقت ستون های تکرار 1و2و3 را با هم جمع کنیم و عدد حاصل را تقسیم بر 3 نماییم و در یک ستون جدید ثبت کنیم و عنوان آن را «عمق متوسط» قرار دهیم.

8-4 به دست آوردن شکل مقطع رودخانه، ترسیم آن روی کاغذ شطرنجی و محاسبه‌ی مساحت واقعی آن با استفاده از مقیاس بندی
در مرحله قبل جدولی به صورت فوق بدست آوردیم. حال برای به دست آوردن شکل سطح مقطع عبور جریان، کافی است نموداری ترسیم کنیم که ستون «فاصله از لب رودخانه» بر روی محور x (افقی) و ستون «عمق متوسط» بر روی محور y (عمودی) قرار گیرند. با رسم این نمودار، سطح مقطع عبور جریان به دست خواهد آمد. برای به دست آوردن مساحت آن، نمودار به دست آمده را بر روی یک کاغذ شطرنجی پرینت بگیرید.
حال ابتدا نسبت مقیاس را حساب کنید یعنی: نسبت مقیاس=عرض واقعی رودخانه/عرض رودخانه رسم شده روی کاغذ
حال با شمردن تعداد خانه هایی از کاغذ شطرنجی که درون شکل پرینت گرفته شده واقع شدند (به صورت تقریبی) می توان مساحت شکل رسم شده را به دست آورد.
حال اگر این مساحت را بر «نسبت مقیاس به توان 2» تقسیم کنیم، اندازه‌ی واقعی مساحت مقطع رودخانه به دست می آید.

8-5 به دست آوردن دبی آب رودخانه
آخرین گام در انجام این پروژه محاسبه دبی آب عبوری از رودخانه می باشد.
برای این منظور کافی است سرعت متوسط را در مساحت سطح مقطع رودخانه ضرب نماییم تا دبی آب عبوری به دست آید.
در صورتی که بخواهیم مشخصات رودخانه را در فصول و روزهای مختلف به دست آوریم، کافی است تمام مراحل این پروژه را در روزهای مختلف سال تکرار کرده و منحنی آن را رسم نماییم. در منحنی فوق، محور افقی زمان انجام آزمایشات و محور عمودی دبی آب رودخانه خواهد بود.
با رسم نمودار فوق، منحنی تغییرات دبی آب را در زمان های مختلف سال خواهیم داشت و در صورتی که بخواهیم از رودخانه مورد نظر برای آب رسانی به یک سد و نیروگاه آبی استفاده نماییم، حتماً باید منحنی فوق (میزان دبی آب در زمان های مختلف سال) را در دست داشته باشیم تا بتوانیم بر روی آن مطالعه انجام دهیم.

تکلیف: بعد از انجام تمرینات با عددهای فرضی اکنون کار با این نرم افزار برایتان ساده شده است. حال با استفاده از اطلاعات اصلی به دست آمده از آزمایشات، مراحل مختلف آموزش داده شده در این جلسه را که شامل  مرتب سازی داده های وارد شده از آزمایش، محاسبه سرعت متوسط آب _ محاسبه عمق متوسط هر نقطه _ رسم سطح مقطع رودخانه و محاسبه‎‌ی اندازه‌ی سطح مقطع _ بدست آوردن شکل مقطع رودخانه، ترسیم آن روی کاغذ شطرنجی و محاسبه‌ی مساحت واقعی آن با استفاده از مقیاس بندی و در پایان به دست آوردن دبی آب رودخانه، می‌باشد را برای ما ارسال نمایید.

محل بازدید/ اردو/ خرید: _______

منابع مطالعه: _______

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان

تنظیم: یگانه داودی

اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه اول
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه دوم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه سوم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه چهارم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه پنجم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه ششم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه هفتم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه هشتم