Презентація до проектної роботі з фізики "принцип дії фонтанів". Фонтани світу від давнини до наших днів Принцип дії сполучених посудин

Cлайд 1

Cлайд 2

Фонтани служать справжньою окрасою для будь-якого міста. Якими б вони не були: високими, маленькими, танцюючими чи співаючими, фонтани завжди привертають до себе людей. А спекотним літом ніщо так не дає освіжаючого прохолоду, як бризки фонтану. У світі споруджено безліч фонтанів, дізнаємося ж про їх створення, а так само про найбільш красивих і вражаючих з них. *

Cлайд 3

Саме слово «фонтан» означає джерело води. Люди в минулому, дивлячись на гейзери і інші подібні джерела, нагадують нам сучасні фонтани, намагалися повторити гейзер, створивши його штучно. Спочатку подібні джерела просто прикрашалися - їх підставу покривалося плиткою або викладалося камінням. А ось фонтани Стародавньої Греції спочатку не призначалися для прикраси. Вони служили джерелами питної води, охолоджували і зволожували повітря. Жінка у громадського фонтану на аттичної краснофигурной гідрії близько 490 м до н.е. *

Cлайд 4

Пізніше будівництво фонтанів розвинулося також в Стародавньому Римі, так як обидві країни мали тісні культурні зв'язки. Але саме архітектори Стародавнього Риму першими навчилися робити фонтани, створюючи труби, по яких подавалася вода під тиском, що призводило до появи фонтану. Фонтан Meta Sudans. Рим. Італія.I століття н.е. *

Cлайд 5

Відразу ж фонтани стали декоративним елементом, і знаходилися у дворах і навіть у палацах аристократів. Фонтани виготовлялися різних розмірів з різних матеріалів, з використанням додаткових декоративних елементів. *

Cлайд 6

Зараз з найцікавіших фонтанних комплексів можна назвати Версаль і Петергоф. Спочатку з'явився Версаль - у Франції, зі своїм великою кількістю різних фонтанів. Потім Петро I вирішив, що ми нічим не гірші, і, дещо запозичивши, створив свій фонтанний комплекс - в Петергофі. Фонтани в цих парках відрізняються різноманітністю, багатством оздоблення та безліччю прикрас. Сади і фонтани Версаля. Старовинна картина.

Cлайд 7

Головний (Великий) каскад Нижнього парку Петергофа - унікальне фонтанне споруда, одна з найкрасивіших в світі архітектурних споруд. Великий каскад складається з трьох самостійних сходових каскадів з сімнадцятьма водоспадних ступенями і об'єднує їх грота. Прикрашають каскад 37 статуй, 29 барельєфів і більше 150 дрібних декоративних прикрас. Незабутнє враження справляють 64 фонтана ансамблю Великого каскаду, які одночасно викидають 142 струменя води самої несподіваної форми. На всіх відвідувачів він надає зачаровує дію.

Cлайд 8

Перше місце в списку найбільш фантастичних фонтанів зайняв фонтан у вигляді кратера вулкана в Абу-Дабі. Фонтан-вулкан - відома пам'ятка столиці Об'єднаних Арабських Еміратів. Він розташований на набережній Корніш. Усередині фонтан підсвічується помаранчевим світлом, що створює враження викидає з кратера лави, а вночі фонтан виглядає особливо вражаюче.

Cлайд 9

Один з найкрасивіших фонтанів Америки знаходиться в Лас-Вегасі - це танцюючий фонтан "Bellagio". Щовечора фонтан починає своє уявлення. Фонтан «танцює» під музику відомих оперних (і не тільки - в репертуарі є і Мадонна, і Елтон Джон, нарівні з Паваротті, Бочеллі та іншими) певцов.1175 струменів води, 80 метрів заввишки, 4500 ламп підсвічування і 40 мільйонів доларів на його створення. На це дивовижне шоу на березі великого штучного озера, з'їжджаються туристи з усього світу. Це варто бачити.

Cлайд 10

У Римі фонтани вражають своєю величчю і розкішшю. Найзнаменитіший з них - фонтан Треві. Фонтан являє собою чудову сцену, в центрі якої бог Океан в раковині-возі, запряженому двома морськими ковзанами. Шлях між скелями їм вказують тритони. Дно фонтану всипане монетами: за давнім повір'ям, туристи, охочі повернутися в Рим, повинні, стоячи спиною до фонтану, кинути монетку правою рукою через ліве плече. За неофіційними підрахунками, туристи в день залишають на дні басейну до півтори тисячі євро - і це незважаючи на офіційну заборону! На щастя, все виловлені з басейну гроші йдуть на благодійність.

Cлайд 11

Фонтан-годинник знаходиться в місті Осаці в Японії. "Екран" годин схожий на циферблат електронного годинника, але замість пікселів (точок утворюють числа) - струмки води різної висоти. Годинники управляються за допомогою комп'ютера і показують або дату, або час, або просто якусь повідомлення англійською або японською мовою (Н-р назва станції).

Cлайд 12

Світло-музичний фонтан в Барселоні під назвою "Чарівний" справді можна назвати одним із чудес світу.

Cлайд 13

Одним із символів міста Москви є фонтан «дружити народів». Фонтан радує нас своїми струменями з 1954-го року, побудований він був під керівництвом архітекторів К. Т. Топуридзе і Г. Д. Костянтинівського. Цифри його характеристик вражають: наприклад, обсяг чаші фонтану близько 4000 кубометрів, кількість струменевих насадок близько двох тисяч. Воістину монументальна споруда! Cистема управління фонтаном дозволяє створювати різні малюнки за допомогою струменів, адже максимальна їх висота - 24 метри, це так звані «парадні струмені». На жаль, зараз фонтан майже завжди працює в звичайному режимі. Система майже повністю зношена і їй потрібно реконструкція.

Cлайд 14

Компанія WET Design в Дубаї побудувала не лише величезний фонтан, але і найдорожчий в світі. Споруда грандіозного фонтана обійшлася в 217 мільйонів доларів. Сам фонтан розташований на території престижної забудови Burj Dubai неподалік від рекордно високого хмарочоса Burj Dubai і величезного торгового центру Dubai Mall. Cтруя фонтану досягає приблизно 152 метрів у висоту, а вода підфарбовується 25 кольоровими проекторами і 6600 кольоровими ліхтарями. Інженером будівництва був Карлес Бунгас. Шоу, що проводиться цим фонтаном, запам'ятовується надовго - візуальна і звукова частина вистави на найвищому рівні.

Cлайд 15

Фонтан короля Фадха, знаходиться в Червоному морі. Цей фонтан є одним з найвищих в світі - його висота більше висоти Ейфелевої вежі в Парижі, він піднімає струмінь води вище 300 метрів. Фонтан функціонує на морській воді, що вимагає додаткового очищення і обладнання. Морська вода викликає корозію техніки, тому її потрібно вчасно перевіряти. Технічне оснащення подібного фонтану також має бути ретельно продумано. Для того, щоб не псувати зовнішній вигляд, вся техніка (насоси, а також електрична станція) поміщена під водою. Для насоса було створено приміщення, яке за розмірами прирівнюється до будинку висотою в 5 поверхів. Обробка механізмів і інших елементів спеціальними фарбами дозволяє запобігти розмноженню і наростання морських організмів. Великі роботи проводилися з вирівнювання морського дна, а також створення там спеціальних пристосувань для встановлення обладнання. Фонтан є символом міста.

Cлайд 16

Ця незвичайна водна скульптура була створена англійським дизайнером Вільямом Пайем і знаходиться перед Сіхем Холл в Сандерленді в Англії. Величезна скульптура може імітувати неймовірний вир води в своїх надрах. Спеціально для споглядання цієї красою були побудовані сходинки навколо неймовірного твори мистецтва.

Cлайд 17

Фонтан багатства - Сінгапур. Цей фонтан розташований перед будівлею універмагу Сантек Сіті в Сінгапурі і, за переказами, символізує достаток і удачу в тому місці, де він стоїть. За переказами, щоб знайти багатство потрібно пройти навколо фонтану три рази. У 1998 році він був занесений в Книгу Рекордів Гінеса як найбільший фонтан в світі (13,8 м.).

«Водне середовище» - Воду шукайте там, де росте рогіз. Мешканці водного середовища. Тема уроку: Водне середовище. Питання для повторення: Камиш озерний. Порівняння умов життя в різних середовищах. Рогіз вузьколистий. Сьогодні ми дізнаємося:

«Біогеоценоз ставка» - Налим. Біоценоз прісного водойми. Птахи, які живуть на поверхні. Біогеоценоз ставка. Гетеротрофні організми. Види, що живуть на поверхні. Населеність водойми. Сонячне світло. Біотичні фактори. Автотрофні організми.

«Рослинні співтовариства» - Клементс мріяв перетворити екологію в справжню науку. Олександр Миколайович Формозов (1899 - 1973). З «нової ботанікою» в принципі могла б добре поєднується екологічна географія рослин ... У 1933 р Браун-Бланке публікує «Prodrome des Groupements Vegetaux» (продромус). Весь упор робиться на флористичний підхід до екологічних по суті завданням.

«Абіотичні фактори» - Рослини: посухостійкі - вологолюбні і водні тварини: водні - води досить в їжі. Є адаптації. Температура. Абіотичні фактори середовища. Вологість. Теплокровні організми (птахи та ссавці). Холоднокровні організми (безхребетні і багато хребетні). Оптимальні температурний режим для організмів від 15 до 30 градусів Однак, ....

«Товариства води» - Як втриматися на поверхні води? Витягнуте, обтічне тіло. Спільнота товщі води. Летюча риба. Плоске, як пліт, тіло. Мають вирости, щетинки. «Матроси». Весь світовий океан - єдина екологічна система. В океані: Спільнота поверхні води. М'язи. Португальський кораблик і вітрильник. Глибоководне співтовариство.

«Довкілля біологія» - Аеробіонти. Кількість О2 кількість Н2О Коливання t Освітленість Щільність. Помістіть в відповідне середовище проживання тварин або рослини із запропонованого списку. Вивчення різних середовищ існування організмів. Ернст Геккель. Стенобіонти. Организменного середу. Наземно-повітряне середовище. умова середовища проживання, що надає вплив на організм.

«Залежність висоти струмені фонтану від фізичних параметрів»

м Чорногірка - 2014 р

МБОУ «Ліцей»

Вступ

Мета дослідження

гіпотеза

Завдання дослідження

Методи дослідження

I. Теоретична частина

1.Історія створення фонтанів

2.Фонтани в Хакасії

3.Історія появи фонтану в Петербурзі

4. Тиск як рушійна сила роботи фонтанів:

4.1 Сили тиску рідини

4.2 Тиск

4.3 Принцип дії сполучених посудин

4.4 Технічний пристрій фонтанів

II. Практична частина

1.Действіе різних моделей фонтанів.

1.1 Фонтан в порожнечі.

1.2 Фонтан Герона.

2. Модель фонтану

III. висновок

IV. Список літератури

V. додаток

ВСТУП

Фонтани - це неодмінна декорація класичного регулярного парку. Про їх красі добре сказав О. С. Пушкін:

Летять алмазні фонтани

З веселим шумом до хмар,

Під ними блищать ідоли ...

Дробясь про мармурові перепони,

Перлиною, вогненної дугою

Валяться, плещуть водоспади.

Ми часто милуємося красою фонтанів в нашій столиці м Абакані .. Кожен новий фонтан. Це нова чарівна казка, новий казковий куточок, куди прагнуть жителі міста. Ми з дідусем довго спостерігали, як будувався фонтан в нашому парку. Я задала питання дідуся, а чи можна зробити фонтан у домашніх умовах. З'явилася проблема. Разом стали думати, як цю проблему вирішити. Коли нас присвячували в ліцеїсти, я вперше побачила фонтан в лабораторних умовах.

Я дуже задумалась, як і чому працює фонтан. Попросила свою вчителя фізики, що б вона мені допомогла розібратися в цьому. Ми вирішили відповісти на це питання, провести дослідження.

Обрана мною тема цікава і актуальна в даний час.Так як фонтани, є одним з основних предметів ландшафтного дизайну паркової зони, джерелом води в жаркий літній час, а кожен куточок міста стає красивішим і затишнішим за допомогою фонтану.

МЕТА ДОСЛІДЖЕННЯ:З'ясувати, як і чому працює фонтан, і від яких фізичних параметрів залежить висота струменя у фонтані.

Гіпотіза:Я припускаю, що фонтан, можна створити на основі властивостей сполучених посудин і висота струменя у фонтані залежить від взаємного розташування цих сполучених посудин.

ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ:

Поповнити свої знання з теми «Сполучені посудини».

Використовувати отримані знання для виконання творчих завдань.

МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ:

Теоретичний - вивчення першоджерел.

Лабораторний - проведення експерименту.

Аналітичний - аналіз отриманих результатів.

Синтез - узагальнення матеріалів теорії і отриманих результатів. Створення моделі.

1.ИСТОРИЯ СТВОРЕННЯ ФОНТАНІВ

Кажуть, є три речі, на які можна дивитися нескінченно - вогонь, вода і зірки. Споглядання води - будь то таємнича глибина рівній гладі, або прозорі струмені, доливають і квапляться кудись, як живі - не тільки приємно для душі і благотворно для здоров'я. Є в цьому щось первісне, чому людина завжди прагне до води. Не дарма діти можуть годинами грати навіть у звичайній дощової калюжі. Повітря у водойми завжди чистий, свіжий і прохолодний. Та й не дарма кажуть, що вода - «очищає», «омиває», не тільки тіло, а й душу.

Напевно, кожен помічав, наскільки легше дихати біля води, як зникають втома і роздратування, як бадьорить і одночасно заспокоює знаходження поблизу моря, річки, озера чи ставка. Уже в давнину люди замислювалися про те, як створити штучні водойми, особливо цікавила їх загадка біжить.

Слово фонтан - латино-італійського походження, відбувається воно від латинського «Фонтіс», що перекладається «джерело». За змістом це означає струмінь води, що б'є вгору або під напором витікає із труби. Є водні фонтани природного походження - фонтануючі невеликими струменями джерела. Саме такі природні джерела привертали увагу людини з найдавніших часів і змушували задуматися, як використовувати це явище там, де це необхідно людям. Ще на зорі століть зодчі намагалися обрамити потік води з фонтану декоративним каменем, створити неповторний візерунок з водних струменів. Особливо широкого поширення набули невеликі фонтани тоді, коли люди навчилися ховати водяні струмені в труби з обпаленої глини або з бетону (винахід древніх римлян). Уже в Стародавній Греції будь-фонтани стали атрибутом майже кожного міста. Викладені мармуром, з мозаїчним дном, вони поєднувалися то з водяними годинниками, то з водяним органом, то з ляльковим театром, де фігурки рухалися під впливом струменів. Історики описують фонтани з механічними птахами, які весело співали і

замовкали, коли раптово з'являлася сова. Подальший розвиток

будівництво фонтанів одержало в Древньому Римі. Тут з'явилися перші дешеві труби - їх робили зі свинцю, якого багато залишалося після переробки срібної руди. У першому столітті нашої ери, в Римі завдяки пристрасті населення до фонтанів на одного жителя витрачалося 1300 літр води в день. З цього часу в будинку кожного заможного римлянина влаштовувався невеликий дворик і басейн, в центрі ландшафту обов'язково бив невеликий фонтан. Цей фонтанчик грав роль джерела питної води і джерела прохолоди в жаркі дні. Розвитку фонтанів сприяло винаходу давньогрецькими механіками закону сполучених посудин, використовуючи який, патриції влаштовували фонтани у дворах своїх будинків. Декоративні фонтани древніх можна сміливо назвати прототипом сучасних фонтанів. Надалі фонтани еволюціонували від джерела питної води і прохолоди до декоративного прикрашання величних архітектурних ансамблів. Якщо в середні віки фонтани служили тільки джерелом водопостачання, то з початком епохи Відродження фонтани стають частиною архітектурного ансамблю, а то і його ключовим елементом.(Див. Дод. 1)

2.Фонтани в Хакасії

У хакасской столиці, в місті Абакан, побудували унікальний фонтан на малому водоймі парку. Справа в тому, що фонтан - плаваючий. Він складається з насоса, поплавка, підсвічування і фонтанної насадки. Новий фонтан цікавий тим, що його легко монтувати і демонтувати, його можна встановить в абсолютно будь-якому місці в водоймі. Висота струменя становить три з половиною метра. Цікавою особливістю конструкцій фонтану є наявність різних водних картин. Цей фонтан в літню пору працює цілодобово. (Див. Дод. 2)

Зведення фонтану завершено біля адміністрації міста Абакана.

Вода тут не піднімається вгору, а

спускається по кубічним конструкцій вниз, в вазони з водними

рослинами. Чаша фонтану викладена природним кам'яним плитняком. Проект розроблений Абаканського архітекторами. Кубічні конструкції стилізовані під архітектуру будівлі містобудівного департаменту. (Див. Дод. 3)

3.Історія появи фонтану в Петербурзі.

Розташування міст по берегах річок, велика кількість природних водних басейнів, високий рівень грунтових вод і рівнинний рельєф місцевості - все це не сприяло будівництву фонтанів в Росії в середні віки. Води було багато, отримувати її було легко. Перші фонтани зв'язуються з ім'ям Петра I.

У 1713г, архітектор Лебдон запропонував спорудити фонтани в Петергофі і забезпечити їх «гральними водами, бо парки зело нудними

здаються ». Ансамбль парків, палаців і фонтанів Петергофа виникає в першій чверті XVIII ст. як своєрідний тріумфальний пам'ятник на честь успішного завершення боротьби Росії за вихід до Балтійського моря (144 фонтану, 3 каскаду). Початок будівництва датується 171 р

Французький майстер пропонував "будувати водозабірні споруди, як у Версалі, - піднімаючи воду з Фінської затоки. Це, з одного боку, вимагало б зведення насосних споруд, а з іншого - більш дорогих, ніж призначених для використання прісної води. Ось чому в 1720 р . Петро I сам вирушив в експедицію по околицях, і в 20 км від Петергофа, на так званих Ропшинских висотах виявив великі запаси джерельних і підземних вод. Будівництво водоводу було доручено першому російському інженеру-гідравліку Василю Туволкова.

Принцип дії фонтанів Петергофа простий: вода на форсунки водойм йде самопливом. Тут використовується закон сполучених посудин: ставки (водосховища) розташовані значно вище території парку. Наприклад, Розовопавільонний ставок, звідки бере початок Самсоновский водовід, знаходиться на висоті 22м над рівнем затоки. Резервуаром води для Великого каскаду служать 5 фонтанів Верхнього саду.

Тепер кілька слів про фонтан «Самсон» - головному серед усіх фонтанів Петергофа по висоті і потужності струменя. Монумент був, споруджений в 173 р в честь 25-річного ювілею Полтавської баталії, яка вирішила результат Північної війни на користь Росії. Він зображує біблійного богатиря Самсона (битва сталася 28 червня 1709р., В день святого Самсона, який вважався небесним покровителем російського воїнства), що роздирає пащу леву (державний герб Швеції включає зображення лева). Творець фонтану - К, Растреллі. Робота фонтана підкреслюється цікавим ефектом; коли включаються фонтани Петергофа, з'являється вода і в роззявленою пащі лева, причому струмінь поступово стає все вище і вище, і, коли вона досягає межі, символічно демонструє результат поєдинку, починають бити фонтани

«Тритони» на Верхній терасі каскаду ( «Сирени і наяди»). З раковин, в

які сурмлять морські божества, вириваються широкими дугами фонтанні струменя: королі води сурмлять славу богатирю.

У 1739р. для імператриці Анни Іоанівни по кресленнях канцлера А. Д. Татіщева близько Крижаного будинку був виконаний своєрідний фонтан: фігура слона в натуральну величину, з хобота якого била струмінь води заввишки 17метров (вода подавалася насосом), в нічний же час викидалася палаюча нафта. Перед входом в крижаний будинок два дельфіни також викидали струменя нафти.

У більшості ж випадків для створення фонтанів в Петергофі використовувалися насоси. Так, пара атмосферне насос був вперше застосований з цією метою саме в Росії. Він був побудований за замовленням Петра I в 1717-1718 рр. і встановлений в одному з приміщень грота Літнього саду для підйому води до фонтанів.

Петербурзькі фонтани працюють протягом п'яти місяців (з 9 травня по кінець жовтня) щодня (витрата води за 10 год становить 100 000 м3).

День святого Самсона, який переміг лева збігся з розгромом шведів під Полтавою 27 червня 1709 року. "Самсон російський рикаючого лева австрійського преславно розтерзати" - говорили про нього сучасники. Під Самсоном мався на увазі Петро I, а піді левом - Швеція, на гербі якої зображений цей звір.

Великий каскад складають 64 фонтана, 255 скульптур, барельєфів, маскаронов та інших декоративних архітектурних деталей в Петергофі, що дозволяє вважати це фонтанне спорудження одним з найбільших в світі.

Розкішним килимом розстилається перед палацом Верхній сад. Первісне планування його була здійснена в 1714-1724 рр. архітекторами Браунштейном і Леблоном. У Верхньому саду п'ять фонтанів: 2 фонтани квадратних ставків, Дубовий, Межеумний і Нептун. (Див. Дод. 4)

Тиск як рушійна сила роботи фонтанів

4.1 Сили тиску рідини.

Повсякденний досвід вчить нас, що рідини діють з відомими силами на поверхню твердих тіл, що стикаються з ними. Ці сили ми називаємо силами тиску рідини.

Прикриваючи пальцем, отвір відкритого водопровідного крана, ми відчуваємо силу тиску рідини на палець. біль в вухах, яку відчуває плавець, який пірнув на велику глибину, викликана силами тиску води на барабанну перетинку вуха. Термометри для вимірювання температури в глибині моря повинні бути дуже міцними, щоб тиск води не розчавило їх.

З огляду на величезних сил тиску на великій глибині корпус підводного човна повинен мати набагато більшу міцність, ніж корпус надводного корабля. Сили тиску води на днище судна підтримують судно на поверхні, врівноважуючи діючу на нього силу тяжіння. Сили тиску діють на дно і на стінки судин, наповнених рідиною: налив в гумовий балон ртуть, ми бачимо, що його дно і стінки вигинаються назовні. (Див. Дод. 5,6)

Нарешті, сили тиску діють з боку одних частин рідини на інші. Це означає, що якщо ми видалили будь-яку частину рідини, то для збереження рівноваги решти потрібно було б прикласти до утворилася поверхні певні сили. Необхідні для підтримки рівноваги сили рівні силам тиску, з якими віддалена частина рідини діяла на решту.

Сили тиску на стінки посудини, що містить рідину, або на поверхню твердого тіла, зануреного в рідину, не додано в будь-якої певній точці поверхні. Вони розподілені по всій поверхні зіткнення твердого тіла з рідиною. Тому сила тиску на дану поверхню залежить не тільки від ступеня стиснення дотичної з нею рідини, але і від розмірів цієї поверхні.

Для того щоб охарактеризувати розподіл сил тиску незалежно від розмірів поверхні, на яку вони діють, вводять поняття тиску.

Тиском на ділянці поверхні називають відношення сили тиску, що діє на цю ділянку, до площі ділянки. Очевидно, тиск чисельно дорівнює силі тиску, що припадає на ділянку поверхні, площа якого дорівнює одиниці.

Будемо позначати тиск буквою р. Якщо сила тиску на дану ділянку дорівнює F, а площа ділянки дорівнює S, то тиск виразиться формулою

р = F / S.

Якщо сили тиску розподілені рівномірно по деякій поверхні, то тиск один і той же в кожній її точці. Таке, наприклад, тиск на поверхні поршня, який стискає рідину.

Нерідко, однак, зустрічаються випадки, коли сили тиску розподілені по поверхні нерівномірно. Це означає, що на однакові площі в різних місцях поверхні діють різні сили. (Див. Дод. 7)

Наллємо воду в посудину, в боковій стінці якого зроблені однакові отвори. Ми побачимо, що нижня струмінь витікає на більшу відстань, верхня - на меншу.

Це означає, що в нижній частині посудини тиск більше, ніж у верхній частині.

4.3 Принцип дії сполучених посудин.

Посудини, які мають між собою повідомлення або загальне дно, прийнято називати сполученими.

Візьмемо ряд судин різної форми, з'єднаних в нижній частині трубкою.

Рис.5. У всіх сполучених посудинах вода стоїть на одному рівні

Якщо наливати рідину в один з них, рідина перетече по трубках в інші судини і встановиться в усіх судинах на одному рівні (рис. 5).

Пояснення полягає в наступному. Тиск на вільних поверхнях рідини в судинах одне і те ж; воно дорівнює атмосферному тиску.

Таким чином, всі вільні поверхні належать одній і тій же поверхні рівня і, отже, повинні перебувати в одній горизонтальній площині. (Див. Дод. 8, 9)

Чайник і його носик представляють собою сполучені посудини: вода стоїть в них на одному рівні. Значить, носик чайника повинен доходити до тієї ж висоти, що і верхня кромка судини, інакше чайник можна буде налити доверху. Коли ми схиляємо чайник, рівень води залишається колишнім, а носик опускається; коли він опуститься до рівня води, вода почне виливатися.

Якщо ж рідина в сполучених посудинах знаходиться на різних рівнях (це можна досягти, якщо поставити між сполученими посудинами перегородку або затиск і долити рідину в один з судин), то створюється так званий натиск рідини.

Напір - це тиск, який виробляє вага стовпа рідини висотою, що дорівнює різниці рівня. Під дією цього тиску рідина, якщо прибрати затиск або перегородку, буде перетікати в ту посудину, де її рівень нижче, до тих пір, поки рівні незрівняються.

Зовсім інший результат виходить, якщо в різних колінах сполучених посудин налиті неоднорідні рідини, т. Е. Їх щільності різні, наприклад вода і ртуть. Більш низький стовп ртуті врівноважує більш високий стовп води. З огляду на, що умовою рівноваги є рівність тисків зліва і справа, отримаємо, що висота стовпів рідини в сполучених посудинах обернено пропорційна їх плотностям.

У житті вони зустрічаються досить часто: різні кавники, лійки, водомірні скла на парових котлах, шлюзи, водопровід, коліном зігнута труба - все це приклади сполучених посудин.

Принцип дії сполучених посудин лежить в основі роботи фонтанів.

Сьогодні мало хто замислюється, як функціонують фонтани. Ми настільки звикли до них, що, проходячи повз, лише оглядає недбало поглядом.

І дійсно, що тут особливого? Сріблясті струменя води, під напором, злітають у височінь і розсипаються на тисячі кришталевих бризок. Але насправді все не так уже й просто. Фонтани бувають відмітні, каскадні, механічні. Фонтани - вертушки (наприклад, в Петергофі), різної висоти, форми і у кожного є своя назва.

Раніше всі фонтани були прямоструминними, тобто працювали безпосередньо від водопроводу, зараз застосовується «оборотне» водопостачання, з використанням потужних насосів. Струмують фонтани теж по-різному: динамічними струменями (можуть змінювати висоту) і статичними струменями (струмінь на одному рівні).

В основному фонтани зберігають свій історичний

вигляд, тільки "начинка" у них сучасна. Хоча, звичайно ж, будували їх раніше теж на славу, один з таких прикладів - фонтан в Олександрівському саду.

Йому вже 120 років, але частина труб збереглася в хорошому стан. (Див. Дод. 10)

II . Дія різних моделей фонтанів.

Я провела дослідження на тему «Фонтан в порожнечі». Для цього я взяла дві колби. На першу я одягла гумову пробку і з пропущеної крізь неї тонко скляною трубкою. На протилежний її кінець надіти гумову трубку. У другу колбу я налила підфарбованою води.

За допомогою насоса з першої колби я відкачала повітря, перевернула колбу. Гумову трубку я опустила в другу колбу з водою. Через різницю тиску, вода з другої колби полилася струменем в першу.

Я з'ясувала, що чим менше повітря в першій колбі, тим сильніше буде бити струмінь з другої.

Я провела дослідження на тему «Фонтан Герона». Для цього, мені потрібно було зробити спрощену модель фонтана Герона. Я взяла невелику колбу і вставила в неї крапельницю. У своєму експерименті по даній моделі, колбу я поставила вниз шийкою. Коли я відкрила крапельницю, то вода полилася з колби струменем.

Після, я опустила колбу трохи нижче, вода полилася на багато повільніше, а струмінь стала набагато менше. Проробивши відповідні зміни, я з'ясувала, що висота струменя у фонтані залежить від взаємного розташування сполучених посудин.

Залежність висоти струменя у фонтані від взаємного розташування сообщсообщающіхся судин. (См.пріл. 11)

Залежність висоти струменя у фонтані від діаметра отвору.

(Див. Дод. 12)

Висновок: висота струменя фонтану залежить:

Від взаємного розташування сполучених посудин, чим вище один з сполучених посудин, тим висота струменя більше.

Чим менше діаметр отвору, тим висота струменя більше.

модель фонтану

Для того, що б побудувати фонтан на присадибній ділянці, потрібно зробити модель фонтана, з'ясувати, як будувати фонтан і куди встановити резервуар для подачі води. Конструкцію для фонтану, виготовили в домашніх умовах. Прикрасивши саму модель фонтана,

З допомогу крапельниці приєднали до неї колбу. (Див. Дод. 13) Якщо опустити колбу вниз,

то вода поллється дуже повільно, а якщо підняти колбу на другу полицю, то вода поллється великий струменем вгору.

III. Висновок.

Метою моєї роботи було розширення області особистих знань по темі «сполучених посудин», використання отриманих знань для виконання творчого завдання. В ході роботи я відповіла на питання: що є рушійною силою роботи фонтанів і, змогла створити різні діючі моделі фонтанів.

Я побудувала модель фонтана, вивчила технічний пристрій фонтанів. Провела досліди по темі «Сполучені посудини».

Надалі, ми з дідусем плануємо побудувати фонтан на своїй присадибній ділянці, за допомогою тих знань і даних, які ми отримали, досліджуючи технічний пристрій фонтанів.

висновок:Вода у фонтані в фонтані працює за принципом «Фонтану Герона».

IV. Список літератури.

«Фізична енциклопедія», генеральний директор А. М. прох.

м Москва. Вид. «Радянська енциклопедія» 1988 рік, 705 стр.

«Енциклопедичний словник юного фізика» Упоряд. В. А. Чуянов - 2-ге М .: Педагогіка, 1991 рік- 336 стр.

Д. А. Кючаріанц і А. Г. Раскіна "Сади і парки палацових ансамблів Санкт-Петербурга і передмість".
Додаток 9.

Додаток 10.

Додаток 11.

Діаметр отвору

Висота резервуара

Висота струменя

0,1 см

50 см

2,5 см

0,1 см

1 м

3,5 см

0,1 см

130 см

5см

Додаток 12.

Діаметр отвору

Висота резервуара

Висота струменя

0,1 см

50 см

2,5 см

0,3 см

50 см

2 см

0,5 см

50 см

1,5 см

Додаток 13.

Додаток 14.

слайд 2

Весна! Настає чудова пора тепла, цвітіння і яскравих фарб після зимової «сплячки», «прокидаються» фонтани, тисячі водяних струменів урочисто салютують світанку природи. У минулому році я проводила дослідження по цій же темі, а в цьому році вирішила продовжити її. Так як у мене виникла багато питань: де з'явилися перші фонтани? Які види фонтанів бувають? Чи можна зробити фонтан самої?

слайд 3

Я вирішила провести дослідження по темі «Водяна феєрія: фонтани»

Мета дослідження: 1. Розширити область особистих знань по темі «сполучених посудин» (в тому числі історичного і політехнічного характеру;) 2. Використовувати отримані знання для виконання творчих завдань; 3. Підібрати завдання по темі «Тиск в рідинах і газах. Сполучені посудини ». Для досягнення поставленої мети мені необхідно вирішити такі завдання: 1. Вивчити історію створення фонтанів; 2. Розібратися в будову та принцип дії фонтанів; 3. Познайомитися з тиском як рушійною силою роботи фонтанів; 4. Зробити найпростіші моделі діючих фонтанів; 5. Створити презентацію «Водна феєрія: фонтани».

слайд 4

Історія створення фонтанів

Фонтан (від іт. Fontana - від лат. Fontis - джерело) - струмінь рідини або газу, що викидається під тиском (словник іншомовних слів. - М .: Російська мова, 1990). Вперше, фонтани з'явилися в Стародавній Греції. Сім століть люди будували фонтани за принципом сполучених посудин. З початку 17 століття фонтани стали приводити в дію за допомогою механічних насосів, які поступово замінили парові установки, а потім і електричні насоси.

слайд 5

фонтан Герона

Фонтани зобов'язані своїм існуванням знаменитому грецькому механіку Герону Олександрійському, що жив в I -II ст. н. е. Саме Герон прямо вказав на те, що витрата, або норма, що розподіляється води залежить від її рівня у водосховищі, від поперечного перерізу каналу і швидкості води в ньому. Придуманий Героном прилад, служить одним із зразків знань в давнину (за 200 років до Р. X.) в області гідростатики і аеростатіку.

слайд 6

Д а в л е н і е

Для того щоб охарактеризувати розподіл сил тиску незалежно від розмірів поверхні, на яку вони діють, вводять поняття тиску. р = F / S. Наллємо воду в посудину, в боковій стінці якого зроблені однакові отвори. Ми побачимо, що нижня струмінь витікає на більшу відстань, верхня - на меншу. Це означає, що в нижній частині посудини тиск більше, ніж у верхній частині.

слайд 7

Принцип дії сполучених посудин.

Тиск на вільних поверхнях рідини в судинах одне і те ж; воно дорівнює атмосферному тиску. Таким чином, всі вільні поверхні належать одній і тій же поверхні рівня і, отже, повинні перебувати в одній горизонтальній площині. Принцип дії сполучених посудин лежить в основі роботи фонтанів.

слайд 8

Технічний пристрій фонтанів

Фонтани бувають відмітні, каскадні, механічні, фонтани- вертушки (наприклад, в Петергофі), різної висоти, форми і у кожного є своя назва. Раніше всі фонтани були прямоструминними, тобто працювали безпосередньо від водопроводу, зараз застосовується «оборотне» водопостачання, з використанням потужних насосів. Струмують фонтани теж по-різному: динамічними струменями (можуть змінювати висоту) і статичними струменями (струмінь на одному рівні).

слайд 9

модель фонтану

Використовуючи властивості сполучених посудин, можна побудувати модель фонтана. Для цього необхідні резервуар з водою, широка банку 1, гумова або скляна трубка 2, басейн з низькою жерстяної банки 3.

слайд 10

слайд 11

Як висота струменя залежить від діаметра отвору і висоти підняття резервуара?

слайд 12

Дія різних моделей фонтанів

Спрощена модель фонтана Герона Саморобний Герона фонтан

слайд 13

слайд 14

Фонтан при нагріванні повітря в колбі

При нагріванні води в першій колбі утворюється пара, який створює надлишковий тиск в другому посудині, витісняючи з нього воду.

слайд 15

оцтовий фонтан

Колбу на ¾ заповнити столовим оцтом, кинути в нього кілька шматочків крейди, швидко закупорити пробкою з вставленою в неї скляною трубкою. З трубки заб'є фонтан

слайд 16

З а к л ю ч е н і е

В ході роботи я відповіла на питання: що є рушійною силою роботи фонтанів і, використовуючи отримані знання, змогла створити різні діючі моделі фонтанів, створила презентацію «Водна феєрія: фонтани». Виконання роботи включило в себе наступні елементи: Вивчення спеціальної літератури з теми дослідження. Уточнення завдань досвіду. Підготовка необхідного обладнання та матеріалів. Підготовка об'єкта дослідження. Аналіз отриманих результатів. З'ясування значення отриманих результатів для практики. З'ясування можливих шляхів застосування отриманих результатів на практиці.

слайд 17

Летять алмазні фонтани З веселим шумом до хмар, Під ними блищать ідоли ... Дробясь про мармурові перепони, Перлиною, вогненної дугою Валяться, плещуть водоспади. О. С. Пушкін Теоретична підготовка до досвіду і аналіз отриманих результатів зажадали від мене комплексу знань з фізики, математики, технічного конструювання. Це зіграло велику роль в підвищенні моєї освітньої підготовки.

Подивитися всі слайди

Герон Олександрійський Автор робіт, в яких систематично виклав основи досягнення античного світу в області прикладної механіки. В "Пневматиці" Герон описав різні механізми, що приводяться в рух нагрітим або стислим повітрям або парою: т. Н. еоліпіл, т. е. куля, що обертається під дією пари, автомат для відкривання дверей, пожежний насос, різні сифони, водяний орган, механічний театр маріонеток і т. д. В "Механіці" Герон описав 5 простих машин: важіль, комір, клин , гвинт і блок. Герону був відомий і паралелограм сил.

Створив автомат для продажу "священної" води, який став прообразом наших автоматів для відпустки рідин.

Фонтан Герона складається з трьох судин, поміщених один над іншим і сполучених між собою. Два нижні судини закриті, а верхній має форму відкритої чаші, в яку наливається вода. Також вода наливається і в середній посудину, пізніше закривається. За трубці, що йде від дна чаші майже до дна нижнього судини, вода тече з чаші вниз і, стискаючи знаходиться там повітря, збільшує його пружність. Нижній посудину повідомлений із середнім за допомогою трубки, по якій тиск повітря передається в середній посудину. Виробляючи тиск на воду, повітря змушує її підніматися з середнього судини по трубці у верхню чашу, де з кінця цієї трубки, що підноситься над поверхнею води, і б'є фонтан. Вода фонтану, падаюча в чашу, тече з неї по трубці в нижній посудину, де рівень води поступово підвищується, а рівень води в середньому посудині знижується. Незабаром фонтан перестає працювати. Щоб запустити його заново, треба просто поміняти місцями нижній і середній судини. Чудові винаходи Герона. Фонтан Герона.

Найбільш поширеним способом освітлення в античні часи було освітлення за допомогою масляних ламп, в яких горів просочений маслом гніт. Гніт був шматком ганчірки і вигоряв досить швидко, вигорало і масло. Одним з основних недоліків таких ламп була необхідність стежити за тим, щоб над поверхнею масла, рівень якого постійно знижувався, постійно перебувало досить гніту для горіння. Якщо при наявності однієї лампи стежити за нею було легко, то при наявності декількох ламп вже виникала потреба в слузі, який би регулярно ходив по кімнаті і поправляв гноти в лампах. Герон винайшов автоматичну масляну лампу. Масляна лампа Герона.

Самохідний шафа. Вперше в історії Героном були розроблений самохідний механізм. Механізм був дерев'яним шафа встановлений на чотирьох колесах. Внутрішній устрій шафи ховалося за дверцятами. Секрет пересування був простий: всередині шафи повільно опускалася підвішена плита, що приводила за допомогою канатів і валів в рух всю конструкцію. Як регулятор швидкості використовувався запас піску, який поступово пересипався з верхньої частини шафи в нижню. Швидкість опускання плити регулювалася швидкістю пересипання піску, яка залежала від того наскільки широко розкриті стулки, що відокремлювали верхню частину шафи від нижньої.

Автоматичний театр. Більшість креслень механічних ляльок Герона не збереглися, але в різних джерелах є інформація про них. Відомо, що Герон створив своєрідний ляльковий театр, який пересувався на прихованих від глядачів колесах і являв собою невелике архітектурна споруда - чотири колони із загальним цоколем і архитравом. Ляльки на його сцені, що приводяться в рух складною системою шнурів і зубчатих передач, теж прихованих від очей публіки, відтворювали церемонію святкування на честь Діоніса. Як тільки такий театр виїжджав на міську площу, на його сцені над фігурою Діоніса спалахував вогонь, на пантеру, що лежить у ніг божества, лилося вино з чаші, а свита починала танцювати під музику. Потім музика і танці припинялися, Діоніс вивертався в іншу сторону, полум'я спалахувало в другому жертовнику - і вся дія повторювалася спочатку. Після такого уявлення ляльки зупинялися, і вистава закінчувалася. Це дійство незмінно викликало інтерес у всіх жителів, без різниці у віці. Але не менший успіх здобули вуличні вистави іншого лялькового театру Герона. Цей театр (пінака) був дуже малий за своїми розмірами, його легко переносили з місця на місце, Він представляв собою невелику колону, нагорі якої знаходився макет театральної сцени, прихованої за дверцятами. Вони відкривалися і закривалися п'ять разів, розділяючи на акти драму про сумне повернення переможців Трої. На крихітній сцені з винятковою майстерністю показувалося, як воїни споруджували і спускали на воду парусні кораблі, пливли на них по бурхливому морю і гинули в пучині під миготіння блискавок і гуркіт грому. Для імітації грому Герон створив спеціальний пристрій, в якому з ящика висипалися кульки, вдаряються об дошку.

Насос Герона Насос Герона. Насос був двома повідомлених поршневих циліндра, обладнаних клапанами, з яких по черзі витіснялася вода. Насос приводився в дію мускульною силою двох осіб, які по черзі натискали на плечі важеля. Відомо, що насоси такого типу згодом використовувалися римлянами для гасіння пожеж і відрізнялися високою якістю виготовлення і дивно точною підгонкою всіх деталей. Подібні їм насоси аж до відкриття електрики часто використовувалися, як і для гасіння пожеж, так і у флоті для відкачування води з трюмів на підводному човні. Як ми бачимо, Героном було розроблено три дуже цікавих винаходи: еоліпіл, поршневий насос і бойлер. Скомпонувавши їх можна було отримати парову машину. Таке завдання, напевно, була під силу якщо не самому Герону, то його послідовникам. Люди вже тоді вміли створювати герметичні ємності, і, як видно з прикладу з поршневим насосом, досягли значних успіхів при виготовленні механізмів, що вимагають високої точності виготовлення. Парова машина, звичайно, не реактивний двигун, для створення якого знань античних вчених явно бракувало, але і вона б істотно прискорила розвиток людства.