Как составить схему роста сосульки

Цель учителя:

• Подвести детей к осознанному пониманию
  процесса как смены состояний объекта (процессы
  разрушения и роста (кристаллизация в живой и
  неживой природе); к символической записи
  изменения объекта и чтения схематических
  записей процесса (представление изменений в виде
  схемы со стрелкой);
• Продолжить наблюдение за процессом изменения
  объектов (физический и химический процесс).

Цели учащихся:

• Находить отличия кристаллов от некристаллов;
• Научиться распознавать кристаллы в окружающем
  мире;
• Научиться наблюдать особым образом за
  процессом изменения;
• Работать с учебным текстом, выделяя главную
  мысль; работать с определениями;
• Получить практический опыт по выращиванию
  кристаллов.

Планируемые результаты:

Личностные:

• установка на совместную учебную работу в паре
  (умение выбрать отвечающего от пары, показать
  готовность отвечать);
• установка на безопасное поведение (следование
  инструкции по проведению практической работы).

Метапредметные:

• умение схематично представить процесс,
  обозначив исходное и конечное состояние объекта
  и переход между ними с помощью символов;
• умение прочитать короткий текст, кратко
  сформулировать, о чём этот текст, выразить его
  главную мысль;
• запоминание и уместное употребление терминов.

Предметные:

• знание названий трёх агрегатных состояний воды
  (“лёд – вода в твёрдом состоянии”, “вода в
  жидком состоянии”, “пар – невидимая вода в
  газообразном состоянии”) и процессов перехода
  между состояниями (испарение, конденсация
  (“образование капель”), замерзание, таяние);
• умение обнаружить воду в разных состояниях (в
  природе, показать изображения на фотографиях,
  рисунках);
• умение привести примеры природных процессов, в
  которых участвует вода (процессы растворения,
  роста сосульки и др.).

Оборудование и материалы:

Для экспериментальной работы: Соль (или
медный купорос), кипяток, два стакана, шерстяная
нить;

Для практической работы: кусок пластилина на
каждого ребёнка;

Материалы урока: модели геометрических
фигур; различные бытовые предметы, имеющие грани;
чашки с кристаллами морской соли, крупами: рис,
горох; карточки “Способы получения информации”;
карточки с текстом на каждого ребёнка “Вода –
хороший строитель”; инструкция по проведению
домашнего эксперимента “Вырасти кристаллы
соли”; карточки с рефлексивными шкалами;
презентация “Ледяная Кунгурская пещера”; фото
“Сосульки”; презентация “Камни и минералы”.

Техническое оборудование: мультимедийный
проектор, ноутбук, экран.

Ход урока

I этап урока (Мотивационный):

(Слайды ледяных фото (1)Ледяной Кунгурской
пещеры)

– Что это? Где мы это можем видеть? Из чего
сделаны? /Ледяные сосульки/

– Почему сделаны изо льда? Как узнали?

– Как они образовались?

(Рассказ о Кунгурской Ледяной пещере + показ
слайд-шоу (2)):

Возраст Кунгурской ледяной пещеры составляет
около 10-12 тысяч лет. Полная длина всех ходов
пещеры – 5 км 600м. В пещере более 20 гротов, около 60
озёр. Кристаллы растут всю зиму и достигают
необычайно крупных размеров, одевая пещеру в
морозный ледяной наряд.

II этап урока (Целеполагающий):

(Слайды фото снежинки, куска льда, кристалликов
снега)

– Что это? /Снежинка, лёд, снег/

– А из чего образовались снежинка, лёд и снег? /Из
воды/

– В каком состоянии находится вода? /В твёрдом/

– Как можно одним словом назвать и снежинку и
лёд и снег? /Кристаллы/

– Значит, что такое кристаллы?

Где можно найти ответ на вопрос? Какие способы
получения информации вы знаете? /наблюдение,
источники информации, спросить у взрослого/

(карточки) /Кристалл – это твердое тело,
имеющее упорядоченную естественную структуру и
форму правильного многогранника/

– Кристаллы могут быть разной формы, но у
каждого кристалла есть грани (показ моделей
геометрических фигур: тетраэдр, куб и др.)

III этап урока (Практический):

(Практическая деятельность учащихся –
наблюдение и выявление признаков кристаллов:
кристаллы морской соли, рис круглозёрный, горох
дроблёный)

– Предлагаю вам рассмотреть вещества. Это
кристаллы? Что лишнее, определите /рис, горох/.
По каким признакам определили лищние вещества?

– Понаблюдайте за кристаллами /морская соль/.
Назовите их признаки (форма, цвет, состояние,
вкус, живое/неживое).

– Обобщите, какие признаки кристаллов вы
выделили? /неживые, имеют много граней, твердые,
прозрачные/белые/

IV этап урока (Моделирующий):

– Как вы считаете, кристаллы все одной формы?
Какие бывают кристаллы?

– Посмотрим разные формы кристаллов /Презентация
“Камни и минералы”/.

– Сделаем пластилиновые копии кристаллов
пирита и сапфира (работа в парах – лепка форм
кристаллов)

– Какие свойства кристаллов не удалось передать
в пластилине? /твердость/

– Мы слепили по форме и цвету такие же, как на
рисунке. Но это можно назвать кристаллами? /нет,
кристаллы окружают нас в природе, мы сделали
копии кристаллов/

– Рассмотрите окружающие нас предметы,
предложенные вам предметы и определите, что
будет являться кристаллом. Свой ответ поясните (учащимся
предлагаются материалы для определения
кристаллов: кристаллы пород, тумбочка, коробка,
ткань в складку, геометрические тела, огранённые
бусины и т.д.)

– Сделайте вывод: что такое кристаллы? /неживое,
твердое вещество, у которого есть четкие грани/

V этап урока (Работа с источниками
информации):

1. (Фото сосулек)

– Как вы считаете, сосульки это кристаллы? /Да,
сосульки – это лед, а лед – это кристалл/

– Понаблюдайте и сравните две фотографии
сосулек. Что можете сказать об этих кристаллах? /неживые,
твердые, прозрачные/

– Но мы не видим четких граней? (Сосулька
состоит из множества пластинок, которые слиплись
вместе)

– Какое еще наблюдение можно сделать,
рассматривая фото этих сосулек? /на фото
сосульки разных размеров/

– Сосульки изменились? Изменилось их состояние?
Как изменилось, что произошло с сосульками на 2-ом
фото?

– Как называется такое изменение? /Процесс/

– Что называют процессом? /Процесс – это
изменение (переход) состояния любого предмета
или явления/

– Как записать схемой процесс изменения
сосульки? (Работа на доске учащихся)

– Какой процесс мы наблюдаем с сосульками? /Процесс
роста/

– Человеку присущ процесс роста? А растению,
животному?

– Вы определили, что сосульки – это кристаллы,
они неживые, как же они могут расти?

– Значит, кристаллы могут расти?

2. (Работа с текстом, определениями и запись в
тетради)

– Узнаем, какие виды сосулек бывают (учебный
текст на листах):

Прочитай текст.

Выпиши новые для себя слова.

Зарисуй в тетради сталактит и сталагмит.

В каких высказываниях выражены главные мысли
текста? Подчеркни эти высказывания.

Вода – хороший строитель. В пещерах часто
встречаются каменные колонны, арки: Кто их
построил? Вода! В пещеру проникла влага, с потолка
стала капать вода. В каждой капле воды есть
маленькие частицы камня.

Там, где вода капает на пол пещеры, остаются
кусочки камня. Начинает расти каменный столбик. А
на потолке, там, откуда капает вода, растет
сосулька. Посередине они встречаются, получается
колонна. Столбик из камня назвали сталагмитом, а
сосульку – сталактитом.

– Мы можем наблюдать сталактиты и сталагмиты в
Пермском крае? /В Кунгурской Ледяной пещере/

– Что можете сказать о кристаллах? /неживые,
имеют грани, твердые, прозрачные, полупрозрачные,
могут расти сверху, снизу или соединяться друг с
другом/

VI этап урока (Подготовка к проведению
домашнего эксперимента):

– Рассмотрите предложенную инструкцию. Что
значит следовать по инструкции? /соблюдать
точно все этапы и последовательность действий/

Тема “Наблюдение процессов. Переход из одного
состояния в другое”

Дорогой друг!

Если тебе нравится проводить простейшие опыты
– эта страничка для тебя! Принимайся за работу.
Попробуй вырастить кристаллы соли.

Приготовь раствор соли.

Для этого нужно насыпать соль в горячую воду
при постоянном помешивании до тех пор, пока она
не перестанет растворяться.

Опусти шерстяную нитку в два стакана с
раствором соли и оставь на несколько дней.

Зарисуй, что у тебя получилось.

Презентация результатов самостоятельной
работы состоится

(указывается дата презентации)

– Какое задание необходимо выполнить дома? /самостоятельное
выращивание кристаллов соли по инструкции/

– Какой эксперимент вы проведете? /Выполнить
эксперимент: четко следуя инструкции, вырастить
кристаллы соли/

VII этап урока (Рефлексивный):

– Определите, как оценить работу на уроке? Какие
критерии вы можете предложить? (Шкалы и
критерии оценивания по ним: внимательность,
аккуратность, активность, интересно,
трудно/легко и т.д.)

Приложения.

Скачать материал

без ожидания

Скачать материал

без ожидания

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Муниципальное общеобразовательное учреждение
  Средняя общеобразовательная школа с.Хохотуй
  Районная научно-практическая конференция
  «ШАГ В НАУКУ»

  НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
  Тема: «Как растут сосульки»
  Выполнил: Сиднёв Данил ученик 5 класса

  Научный руководитель: Шевелёва Анна Николаевна
  учитель физики и информатики

• 

  2 слайд

  Научно-исследовательская работа на тему: «Как растут сосульки»
  Сиднев Данил, 5 класс
  ВЕСНА – долгожданное время года. Солнышко, которое зимой светило, но совсем не грело, начинает постепенно растапливать снег и лед. В это время на крышах домов образуются СОСУЛЬКИ…
  Если мне удастся выяснить, как они образуются, то я сам выращу сосульку
  ГИПОТЕЗА
  Проследить рост сосулек и самостоятельно вырастить сосульку
  ЦЕЛЬ
  Изучить литературу о сосульках;
  Провести наблюдения, эксперименты;
  Сделать выводы, подвести итоги исследования
  ЗАДАЧИ
  Лед, снег
  ОБЪЕКТ
  Растет она вниз головой
  Ни летом растет, а зимой.
  Лишь солнце её припечет,
  Заплачет она и умрет.
  СОСУЛЬКА
  ПРЕДМЕТ

• 

  3 слайд

  Научно-исследовательская работа на тему: «Как растут сосульки»
  Сиднев Данил, 5 класс
  СОСУЛЬКИ – ледяные глыбы или ледяные сталактиты, образующиеся на карнизах домов, на скальных выступах, береговых обрывах, проводах, ветках деревьев при стекании тающего снега в зимнее, весеннее время года.
  Сосульки обычно имеют конусообразную форму с диаметром несколько миллиметров внизу. Но встречаются и сосульки больших размеров.
  1 м. 12 см.
  d=9,7см.
  d=3см.
  Сосульки образуются при низких температурах, обычно – несколько градусов ниже нуля, и при поступлении воды. Слившиеся сосульки могут образовывать гирлянды достаточно протяженной формы и причудливых очертаний.

• 

  4 слайд

  Научно-исследовательская работа на тему: «Как растут сосульки»
  Сиднев Данил, 5 класс
  Чтобы могла образоваться хотя бы одна малюсенькая сосулечка, нужно в одно и то же время иметь в наличии сразу две температуры: одну для таяния снега – выше нуля, а другую для замерзания – ниже нуля.
  Лучи солнца греют наклонную крышу сильнее, чем горизонтальную земную поверхность, поскольку они падают не полого, как на землю, а круче, под углом, более близким к прямому. Освещение и нагревание лучами тем больше, чем больший угол составляют лучи с плоскостью, на которую они падают.
  Оттаявшая вода стекает и каплями свисает с края крыши. Но под крышей температура ниже нуля, и капля, охлаждаемая к тому же испарением, замерзает. На замерзшую каплю натекает следующая, также замерзающая; затем третья капля и т.д.; постепенно образуется маленький ледяной бугорок, который с каждым днем свисает как маленькая сосулька.

• 

  5 слайд

  Научно-исследовательская работа на тему: «Как растут сосульки»
  Сиднев Данил, 5 класс
  ЭКСПЕРИМЕНТ
  Выращиваем сосульку дома на крылечном навесе
  Берем палку, закрепляем ее на перилах, кладем на нее снег и лед и поливаем.
  Шаг 1
  Шаг 2
  Так как на улице холодно, стекающая по палке вода, оставляет маленькую замерзшую капельку
  Шаг 3
  Поливаем еще. На замерзшей капельке нарастает еще капля. Так вырастает маленькая сосулька.
  Занятие по выращиванию сосулек сложное, но интересное
  ВЫВОД

• 

  6 слайд

  Научно-исследовательская работа на тему: «Как растут сосульки»
  Сиднев Данил, 5 класс
  !
  ОСТОРОЖНО!
  СОСУЛЬКИ!
  В весеннее время года, когда сосульки отрываются и падают, они могут представлять опасность для человека. Ледяная сосулька может причинить большой вред, так как лед – это замерзшая вода, а вода тяжелая.
  Кубик воды в один кубический дециметр, он же литр, весит целый килограмм! Подумайте сами, каково получить по голове килограммовой льдиной? А сосульки к тому же бывают очень острыми!
  Береги свою жизнь и не стань жертвой «сосулькопада». Для этого соблюдай осторожность и следуй этим советам!

• 

  7 слайд

  Научно-исследовательская работа на тему: «Как растут сосульки»
  Сиднев Данил, 5 класс
  Прежде чем пройти под карнизом здания с сосульками, внимательно посмотрите на состояние обледенения;
  Не стойте под карнизами зданий, на которых образовались сосульки;
  При необходимости прохождения под обледеневшим карнизом здания, старайтесь как можно быстрее преодолеть этот участок;
  Если вы, идя по тротуару, услышали наверху подозрительный шум – не останавливайтесь, не поднимайте голову, чтоб рассмотреть, что там шумит. Бежать от здания тоже нельзя. Наоборот, нужно как можно быстрее прижаться к стене, чтобы укрытием служили козырьки крыши. Прикройте голову!

  При получении травмы обратитесь к врачу за оказанием медицинской помощи.
  Выше голову и будь осторожней, смотри под ноги, ведь там могут быть сосульки, которые уже упали!

• 

  8 слайд

  Научно-исследовательская работа на тему: «Как растут сосульки»
  Сиднев Данил, 5 класс
  Сосульки – это чудо природы. Каждый раз они разные. Все зависит от погодных условий. Они прекрасны, хоть и опасны!
  Длинные сосульки в конце февраля – к долгой весне… А толстые и длинные сосульки с крыш предвещают теплое лето. Проверим?!
  Царство сосулек завораживает нас и всё снова и снова приглашает нас в гости…
  СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

• 

Краткое описание документа:

ВЕСНА – долгожданное время года. Солнышко, которое зимой светило, но совсем не грело, начинает постепенно растапливать снег и лед. В это время на крышах домов образуются СОСУЛЬКИ… Сосульки – это чудо природы. Каждый раз они разные. Все зависит от погодных условий. Они прекрасны, хоть и опасны!  Царство сосулек завораживает нас и всё снова и снова приглашает нас в гости… Цель работы: проследить рост сосулек и самостоятельно вырастить сосульку. Гипотеза: Если мне удастся выяснить, как они образуются, то я сам выращу сосульку. СОСУЛЬКИ – ледяные глыбы или ледяные сталактиты, образующиеся на карнизах домов, на скальных выступах, береговых обрывах, проводах, ветках деревьев при стекании тающего снега в зимнее, весеннее время года.
 
 
 
 
 

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 251 466 материалов в базе

• Выберите категорию:

• Выберите учебник и тему

• Выберите класс:

• Тип материала:

  • Все материалы

  • Статьи

  • Научные работы

  • Видеоуроки

  • Презентации

  • Конспекты

  • Тесты

  • Рабочие программы

  • Другие методич. материалы

Найти материалы

УДК 51-74

МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА СОСУЛЬКИ

С. В. Шепов, С. В. Лукичёва

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнёва Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: lukicheva.cveta@yandex.ru

Рассматривается модель Зилдера-Лозовского, описывающая эмпирическую модель роста сосульки. Модель, с внесением в неё эффекта волнообразования, не потеряла адекватности и может быть использована для решения разного рода прикладных задач.

SIMULATION OF THE POST OF ICICLES

S. V. Shepov, S. V. Lukicheva

Rehetnev Siberian State Aerospace Uneversity 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: lukicheva.cveta@yandex.ru

We consider the Zilder-Lozovsky model, which describes an empirical picture of the growth of icicles. The model, with the introduction of the effect of wave formation, has not lost its adequacy and can be used to solve various kinds of applied problems.

На данный момент не существует точных аналитических моделей для описания роста сосульки, так как этот процесс является сложной комбинацией процессов фазовых переходов вода-лед, вода-пар, теплопередачи, движения по поверхности переменной формы. В компьютерной графике используются эмпирические методы построения моделей, не позволяющие производить физические расчеты, но позволяющие получать визуально достоверные каркасы объектов.

Исходная модель Зилдера-Лозовского [1], являлась, по сути, вариантом обобщения алгоритма DLA [3] (diffusion-limited aggregation), соответствующему росту, ограниченному диффузией, т. е. при недостатке воды, на трехмерный случай. Данный метод можно модифицировать для промежуточной ситуации между ростом, ограниченным диффузией и ростом, ограниченным кинетикой (когда рост зависит в целом от скорости замораживания воды). Будем рассматривать не блуждание одиночных капель на относительно сухой поверхности сосульки, а полноценное смачивание поверхности сосульки. Рассматриваемый процесс происходит при наличии всего лишь-тонкого слоя покрывающей, если они находятся на расстоянии, не превышающем параметр SP. В случае превышения данного значения считается, что возникающее натяжение слишком высоко для удержания воды и происходит образование капли, удаляющей воду с поверхности сосульки. Откуда и берется название параметра SP – shedding parameter (параметр скапывания). Процесс роста представляет собой итерацию, за каждый кадр которой проходят фазы блуждания, замораживания и регуляции количества воды. За каждый итерационный проход каждая капля воды может переместиться в одну из 6 соседних ячеек с помощью случайного блуждания. Переходы в горизонтальном направлении и переход вверх в модели считаются равновероятными, переход вниз – более вероятным. Соотношение этих вероятностей определяется параметром движения (motion parameter) – MP . Соответствующие вероятности перехода:

Секция «Прикладная математика»

pu/h = 1/ (MP + 5) pd = MP / (MP + 5).

Если считать что до текущего состояния частица двигалась вместе с потоком жидкости, то MP показывает соотношение стремления воды продолжить движение по инерции к препятст-вованию этому движению, то есть фактически MP связан с критерием Рейнольдса для соответствующего потока. На переход накладывается несколько ограничений:

1) существование ячейки, в которую совершается переход;

2) нельзя превысить при переходе ограничение на SP.

В случае полноценного покрытия ледяной поверхности водным слоем блуждания как такого практически не происходит – так как практически отсутствуют вакантные места, а синхронное перемещение всех ячеек за шаг итерационного прохода приводит к ситуации, полностью аналогичной добавлению воды на кончик сосульки – то есть можно сказать, что течение ламинарное. В реальности на гладкой боковой поверхности сосульки действительно наблюдается ламинарное течение воды. Турбулентное же течение, равно как и блуждание в модели, наблюдается на выступах на поверхности и на кончике сосульки [3]. За каждый итерационный проход каждая ячейка в водном состоянии может перейти в ледяное состояние с вероятностью, определяемой параметром вероятности замораживания (freezing probability) – FP. Каждая капля, подвергшаяся процессу заморозки, перемещается в пределах области, радиус которой ограничивается параметром радиуса замораживания (freezing range) – FR, в то положение, в котором у нее будет больше всего соседей в ледяном состоянии. Такой процесс замораживания связан с процессом нуклеации [2] – случайным образованием внутри слоя переохлажденной жидкости ледяного кластера. Появление такого кластера вызовет изменение свободной энергии:

AFr = -AFv (4 / 3)ш3 + а4ш2,

где VAF – изменение свободной энергии на единицу объема, связанного с изменением; о – поверхностное натяжение. Для переохлажденной жидкости можно записать VMAF «LATT, где AT – переохлаждение; MT – температура плавления; L – скрытая теплота.

Значение критического радиуса можно определить из следующего соотношения:

SAFr / dr = 0 = -4nr2 AFv + 8nra..

Откуда критический радиус: r* = 2а / AFv = 2aTM / LAT .

Результатом работы алгоритма является набор состояний системы на последнем итерационном шаге. В рабочем пространстве находится сама сосулька, покрытая слоем воды, в котором находятся зародыши ледяных образований. Для снятия результатов и их анализа необходимо перевести избавиться от факторов, связанных с процессом роста. Можно выполнить тремя путями:

• Остановить водоснабжение – продолжить процесс работы алгоритма с выключенными механизмами добавления воды.

• Произвести процесс ударного замораживания – перевести все водяные ячейки в ледяное состояние.

• Изъять сосульку – под напором сухого воздуха снять с поверхности водяной слой и убрать водоснабжение. Фактически – выделить главную связную часть множества ледяных ячеек из клеточного автомата.

Предполагается использовать третий вариант, как сохраняющий высокую степень графической детализации. Далее алгоритм действует из предположения, что не происходит процесс ветвления сосульки. Тело сосульки собирается вертикальным проходом по массиву из оставшихся областей, начиная сверху и останавливая процесс сборки, если следующий слой не соединен с предыдущим. Номер последнего слоя определяет высоту сосульки.

Параметр MP, помимо связи с критерием Рейнольдса, явно связан с действием гравитации, однако на высоту образующейся сосульки не влияет.

Увеличение FP практически не влияет на рост в высоту, но способствует сильному увеличению роста вширь. Значение параметра FP может быть связано не только с термодинамическими характеристиками жидкости, но и с концентрацией примесей в замораживаемой воде.

На рисунке продемонстрировано влияние ЕР в модели, рядом приведены для сравнения сосульки из дистиллированной и кипяченой воды, выросшие при одинаковых условиях.

Сосульки при значении FP = 0.012 и 0.0.35

Увеличение параметра SP приводит к уменьшению толщины сосульки. Также приводит к увеличению высоты, но начинает сильно проявляться эффект волнообразования.

Волны образуются при зарастании промежутков, ширина которых зависит от возможной толщины ледяного слоя, определяемого SP, и от образования новых зародышей, определяемого FR.

Главным преимуществом предлагаемой модели, в сравнении с исходной моделью Зилдера-Лозовского, является наличие в ней эффекта волнообразования. При проявлении такого эффекта необходимо либо продолжить работу алгоритма, до тех пор, пока потери от срезания не будут малы, либо запускать алгоритм на несколько шагов, динамически повышая FP.

Библиографические ссылки

1. Szilder K., Lozowski E. P. Simulation of icicle growth using a three dimensional random walk model // Atmospheric Research. 1995. 36. Р. 243-249.

2. Gagnon J., Paquette E. Procedural and interactive icicle modeling // Vis Comput. 2011. 27. Р. 451-461.

3. Theodore Kim, Michael Henson, Ming C. Lin A Hybrid Algorithm for Modeling Ice Formation // Eurographics/ACM SIGGRAPH Symposium on Computer Animation. 2004.

© Шепов С. В., Лукичёва С. В., 2017

С наступлением осени и сопутствующим этому процессу похолоданием на крышах домов, на деревьях и других объектах появляются сосульки. Взрослые привыкли их видеть и порой даже не замечают подобное явление. Дети же проявляют к ним огромный интерес, и порой не только требуют сорвать пару штук, но и рассказать, откуда они берутся.

Сосульки – это красивое природное явление, несмотря на то, что они могут быть опасными – к примеру, когда нависают глыбами льда на крышах домов, угрожая сорваться вниз в любой момент. Как же они образуются. На самом деле, никаких загадок в их появлении нет. Ледяные грозди формируются за счет давно изученных природных сил.

Какие процессы формируют сосульки?

Вода на улице начинает замерзать при первых отрицательных температурах, создавая ледяные корки на лужах, гололедицу. Она замерзает не только на горизонтальных поверхностях. Стекая вертикально, ледяная капля тоже может замерзнуть. Тем более, что во многих случаях она стекает медленно – молекулы воды создают силы поверхностного натяжения, которые помогают капле удерживаться до определенного момента на краю крыши, на ветке, и так далее. Эти силы препятствуют естественному немедленному падению объекта вниз, как это должно происходить за счет сил земного притяжения. Капля вполне может замерзнуть, пока висит, и следующая капля замерзнет уже на ней. Так и образуется сосулька – капля за каплей.

При определенных температурных условиях, которые наблюдаются обычно весной и осенью, а также в период оттепели, снег может оттаивать на крышах под лучами солнца, капли воды, формирующиеся вовремя этого процесса – скатываться вниз и постепенно замерзать. Последующие капли, скатываясь по уже сформировавшимся наледям, также постепенно остывают, делая сосульку все более массивной и длинной. Если вновь наступит мороз, сосулька сохранится в том своем виде, в котором она успела сформироваться в теплые дни, и она будет висеть, пока не упадет сама за счет своей тяжести, или не будет сбита людьми, ветром. Если же потепление будет наступать еще более серьезными темпами и температура повысится, сосулька растает естественным образом – точно так же, как она сформировалась.

Сталактиты и сталагмиты – это сосульки?

На сводах пещер можно увидеть каменные сталактиты, а также сталагмиты или сталагматы, которые очень похожи на сосульки. Схожесть наблюдается настолько явная, что некоторые люди уверенно считают сталактиты древними окаменевшими сосульками. Но так ли это? На самом деле, природа этих образований несколько иная, хотя “виновата” в их появлении тоже вода. Просачиваясь через толщи пород земной коры, воды нередко размывают гипсовые, известняковые отложения. Вода становится жесткой, насыщенной минералами. Если такие воды просачиваются до сводов пещер и начинают капать вниз, начинается процесс минерального отложения, который формирует сталактиты.

Эти объекты создаются сотнями, тысячами лет, отложение минералов не может происходить быстро. Сталагмиты на полу пещеры отмечают те места, куда капали насыщенные минералами воды. А сталагматы – это своеобразные колонны, которые получились за счет сращивания сталагмитов и сталактитов, из-за долго протекающего процесса отложения солей и минералов.

Таким образом,сосульки создаются за счет замерзания капель воды, стекающих вниз, и замерзающих в процессе перемещения. Их формированию способствует сила поверхностного натяжения воды, удерживающая капли. Для того, чтобы появились сосульки, нужна вода, соответствующие температурные условия и пространство, с которого капли будут стекать вниз.

Как и почему образуются сосульки – интересное видео