Презентация на фонтани по физика. Фонтани на света от древността до наши дни
„Зависимост на височината на струята на фонтана от физическите параметри“
черногорк - 2014
MBOU "Лицей"
Въведение
Цел на изследването
Хипотеза
Изследователски цели
Изследователски методи
I. Теоретична част
1. Историята на фонтаните
2. Фонтани в Хакасия
3. Историята на появата на фонтана в Санкт Петербург
4. Налягането като движеща сила зад фонтаните:
4.1 Сили на налягане на течността
4.2 Налягане
4.3 Принцип на действие на комуникационните кораби
4.4 Техническо подреждане на фонтани
II. Практическа част
1. Действието на различни модели фонтани.
1.1 Фонтан в празнотата.
1.2 Фонтан на чаплата.
2. Модел на фонтана
III. Заключение
IV. Списък на литературата
V. приложение
ВЪВЕДЕНИЕ
Фонтаните са незаменима декорация за класическия редовен парк. А. С. Пушкин каза добре за тяхната красота:
Летят диамантени фонтани
С весел шум към облаците,
Под тях идолите блестят ...
Смачкване срещу мраморни бариери,
Перла, огнена дъга
Водопади, водопади се плискат.
Често се възхищаваме на красотата на фонтаните в столицата ни Абакан .. Всеки нов фонтан. Това е нова приказка, нов приказен кът, където се стремят жителите на града. Дядо ми и аз дълго наблюдавахме как се изгражда фонтанът в нашия парк. Попитах дядо си, възможно ли е да направя фонтан у дома. Имаше проблем. Заедно те започнаха да мислят как да решат този проблем. Когато бяхме посветени в лицеисти, за пръв път видях фонтана в лабораторията.
Наистина се замислих как и защо работи фонтанът. Помолих учителя си по физика да ми помогне да го разбера. Решихме да отговорим на този въпрос, да проведем проучване.
Темата, която избрах, е интересна и актуална в момента Тъй като фонтаните са един от основните предмети на ландшафтния дизайн на парковата зона, източник на вода през горещото лято и всеки ъгъл на града става по-красив и уютен с помощта на фонтан.
ЦЕЛ НА ИЗСЛЕДВАНЕТО:Разберете как и защо работи фонтанът и какви физически параметри определят височината на струята във фонтана.
ХИПОТИЗА: Предполагам, че фонтанът може да бъде създаден въз основа на свойствата на комуникиращите съдове и височината на струята във фонтана зависи от относителното положение на тези комуникиращи съдове.
ЦЕЛИ НА ИЗСЛЕДВАНЕТО:
Обогатете знанията си по темата „Комуникационни съдове“.
Използвайте получените знания за изпълнение на творчески задачи.
ИЗСЛЕДОВАТЕЛСКИ МЕТОДИ:
Теоретично - изучаване на първоизточници.
Лаборатория - провеждане на експеримент.
Аналитичен - анализ на получените резултати.
Синтезът е обобщение на материалите от теорията и получените резултати. Създаване на модел.
1. ИСТОРИЯ НА СЪЗДАВАНЕТО НА ФОНТАНОВЕ
Казват, че има три неща, на които можете да гледате безкрайно - огън, вода и звезди. Съзерцанието на вода - било то мистериозната дълбочина на равна повърхност или прозрачни потоци, които се вливат и се втурват някъде, сякаш живи - е не само приятно за душата и полезно за здравето. В това има нещо примитивно, поради което човек винаги се стреми към вода. Ненапразно децата могат да играят с часове дори в обикновена локва за дъжд. Въздухът в близост до резервоара е винаги чист, свеж и хладен. И не напразно казват, че водата „почиства“, „измива“ не само тялото, но и душата.
Вероятно всички са забелязали колко по-лесно е да се диша близо до водата, как умората и раздразнението изчезват, колко ободряващо и в същото време успокояващо е в близост до морето, реката, езерото или езерото. Още в древни времена хората мислеха как да създадат изкуствени резервоари, особено се интересуваха от загадката на течаща вода.
Думата фонтан е от латино-италиански произход, идва от латинското „fontis“, което означава „източник“. По смисъл това означава поток от вода, който бие нагоре или изтича от тръбата под налягане. Има водни фонтани от естествен произход - извори, бликащи на малки струйки. Именно тези природни източници привличат човешкото внимание от древни времена и карат хората да се замислят как да използват това явление там, където хората имат нужда от него. Още в зората на вековете архитектите се опитват да оформят потока вода от фонтана с декоративен камък, за да създадат уникален модел на водни струи. Малките фонтани станаха особено широко разпространени, когато хората се научиха да крият водни струи в тръби от печена глина или бетон (изобретение на древните римляни). Още в древна Гърция всякакви фонтани се превръщат в атрибут на почти всеки град. Облицовани с мрамор, с мозаечно дъно, те бяха комбинирани с воден часовник, след това с воден орган, след това с куклен театър, където фигурите се движеха под въздействието на струи. Историците описват фонтани с механични птици, които весело пеят и
млъкна, когато бухалът изведнъж се появи. По-нататъчно развитие
изграждането на фонтани се е състояло в древен Рим. Тук се появиха първите евтини тръби - те бяха направени от олово, от което много остана след обработката на сребърната руда. През първия век сл. Н. Е. В Рим, поради пристрастяването на населението към фонтани, се консумират 1300 литра вода на ден на жител. Оттогава в къщата на всеки богат римлянин бяха уредени малък двор и плувен басейн; в центъра на пейзажа винаги бликаше малък фонтан. Този фонтан играе ролята на източник на питейна вода и източник на прохлада в горещите дни. Развитието на фонтани е улеснено от изобретяването на закона за комуникация на съдове от древногръцката механика, с помощта на която патрициите са подреждали фонтани в дворовете на къщите си. Декоративните фонтани на древните могат спокойно да се нарекат прототип на съвременните фонтани. Впоследствие фонтаните еволюират от източник на питейна вода и прохлада до декоративна украса от величествени архитектурни ансамбли. Ако през Средновековието фонтаните служат само като източник на водоснабдяване, то с началото на Ренесанса фонтаните стават част от архитектурен ансамбъл, или дори неговият ключов елемент. (Виж Приложение 1)
2. Фонтани в Хакасия
В столицата на Хакас, в град Абакан, върху малък резервоар на парка е построен уникален фонтан. Факт е, че фонтанът плава. Състои се от помпа, поплавък, подсветка и дюза за фонтан. Новият фонтан е интересен с това, че е лесен за монтиране и демонтиране, той може да бъде инсталиран на абсолютно всяко място в резервоара. Височината на струята е три метра и половина. Интересна особеност на дизайна на фонтана е наличието на различни водни рисунки. Този фонтан работи денонощно през лятото (виж Приложение 2)
Изграждането на фонтана е завършено в близост до администрацията на град Абакан.
Тук водата не се издига нагоре, но
спуска се по кубични структури надолу в саксии с вода
растения. Купата на фонтана е облицована с плоча от естествен камък. Проектът е разработен от архитекти от Абакан. Кубичните структури са стилизирани така, че да наподобяват архитектурата на сградата на отдела за градско планиране (вж. Приложение 3)
3. Историята на появата на фонтана в Санкт Петербург.
Разположението на градовете по бреговете на реките, изобилието от естествени водни басейни, високото ниво на подпочвените води и равния терен - всичко това не е допринесло за изграждането на фонтани в Русия през Средновековието. Имаше много вода и беше лесно да се получи. Първите фонтани са свързани с името на Петър I.
През 1713 г. архитектът Лебдон предлага да построи фонтани в Петерхоф и да ги снабди с „игрални води, тъй като парковете са изключително скучни.
изглежда ". Ансамбълът от паркове, дворци и фонтани на Петерхоф се появява през първата четвърт на 18 век. като своеобразен триумфален паметник в чест на успешното завършване на руската борба за достъп до Балтийско море (144 фонтана, 3 каскади). Началото на строителството датира от 171г.
Френският майстор предложи "да се построят съоръжения за приемане на вода, както във Версай, чрез набиране на вода от Финландския залив. Това, от една страна, ще изисква изграждането на помпени съоръжения, а от друга, по-скъпи от тези, предназначени за използване на прясна вода. Ето защо през 1720 г. Самият Петър I тръгва на експедиция до околностите и на 20 км от Петерхоф, на т. Нар. Височини Ропша, открива големи запаси от изворни и подземни води. Изграждането на водопровода е поверено на първия руски хидроинженер Василий Туволков.
Принципът на действие на фонтаните на Петерхоф е прост: водата тече към дюзите на резервоарите чрез гравитация. Тук се използва законът за комуникацията на плавателни съдове: езера (резервоари) са разположени много по-високо от територията на парка. Например езерото Розовопавилионни, откъдето произхожда Самсоновския водопровод, е на 22 метра над нивото на залива. 5 фонтана на Горната градина служат като резервоар за вода за Голямата каскада.
Сега няколко думи за фонтана на Самсон - основният сред всички фонтани на Петерхоф по отношение на височината и мощността на струята. Паметникът е издигнат през 173 г. в чест на 25-годишнината от битката при Полтава, която реши резултата от Северната война в полза на Русия. На него е изобразен библейският герой Самсон (битката се е състояла на 28 юни 1709 г., в деня на свети Самсон, който е бил смятан за небесен покровител на руската армия), разкъсващ устата на лъв (държавната емблема на Швеция включва образа на лъв). Създателят на фонтана - К, Растрели. Работата на фонтана е подчертана от интересен ефект; когато фонтаните на Петерхоф се включат, водата се появява в отворената уста на лъва и потокът постепенно става все по-висок и когато достигне границата, символично демонстрираща резултата от битката, фонтаните започват да бият
"Тритони" на Горната тераса на Каскадата ("Сирени и Наяди"). От черупките, в
че морските божества тръбят, струи фонтани избухват на широки дъги: господарите на водата тръбят славата на юнака.
През 1739г. За императрица Анна Йоановна, според рисунките на канцлера А. Д. Татищев, близо до Ледената къща е направен вид фонтан: фигура на слон в естествена големина, от хобота на която блика поток от вода с височина 17 метра (вода се доставя от помпа) и през нощта се изхвърля изгарящо масло. Преди да влязат в ледената къща, два делфина също са изхвърлили струи петрол.
В повечето случаи помпите са използвани за създаване на фонтани в Петерхоф. По този начин атмосферната парна помпа за първи път се използва за тази цел в Русия. Построена е по заповед на Петър I през 1717-1718г. и е инсталиран в едно от помещенията на пещерата на лятната градина за вдигане на вода до фонтани.
Фонтаните в Санкт Петербург работят в продължение на пет месеца (от 9 май до края на октомври) всеки ден (консумацията на вода за 10 часа е 100 000 м3).
Денят на Свети Самсон, победителят лъв, съвпада с поражението на шведите край Полтава на 27 юни 1709 г. „Руският Самсон на ревящия австрийски лъв славно разкъсан на парчета“ - казваха за него съвременници. Самсон имал предвид Петър I, а под лъва - Швеция, на чийто герб е изобразен този звяр.
Голямата каскада се състои от 64 фонтана, 255 скулптури, барелефи, маскарони и други декоративни архитектурни детайли в Петерхоф, което прави тази фонтанна структура една от най-големите в света.
Пред двореца Горна градина е разположен луксозен килим. Първоначалното му планиране е извършено през 1714-1724. архитекти Браунщайн и Леблонд. В Горната градина има пет фонтана: 2 фонтана на Square Ponds, Oak, Mezheumny и Neptune. (Виж Приложение 4)
Налягането като движеща сила зад фонтаните
4.1 Сили на налягане на течността.
Всекидневният опит ни учи, че течностите действат с известни сили върху повърхността на твърдите тела в контакт с тях. Ние наричаме тези сили сили на налягане на течността.
Покривайки отвора на отворения кран за вода с пръст, усещаме силата на натиск на течността върху пръста. Болка в ушите, преживяно от плувец, гмуркащ се на големи дълбочини, се причинява от силите на воден натиск върху тъпанчето. Дълбоководните термометри трябва да са много издръжливи, така че налягането на водата да не ги смачка.
С оглед на огромните сили на натиск на големи дълбочини, корпусът на подводница трябва да има много по-голяма здравина от корпуса на надводен кораб. Силите на водното налягане на дъното на съда поддържат съда на повърхността, като балансират силата на гравитация, действаща върху него. Силите на натиск действат на дъното и върху стените на съдове, пълни с течност: изливайки живак в гумен балон, виждаме, че дъното и стените му са огънати навън. (Вж. Приложение 5.6)
И накрая, силите на натиск действат върху някои части от течността върху други. Това означава, че ако премахнем която и да е част от течността, тогава, за да поддържаме баланса на останалата част, трябва да се приложат определени сили към образуваната повърхност. Силите, необходими за поддържане на равновесие, са равни на силите на натиск, с които отстранената част от течността е действала върху останалата част.
4.2 Налягане
Силите на натиск върху стените на съд, съдържащ течност, или върху повърхността на твърдо вещество, потопено в течност, не се прилагат в никоя конкретна точка на повърхността. Те се разпределят по цялата повърхност на твърдо-течен контакт. Следователно силата на натиск върху дадена повърхност зависи не само от степента на компресия на течността в контакт с нея, но и от размера на тази повърхност.
За да се характеризира разпределението на силите на натиск независимо от размера на повърхността, върху която те действат, се въвежда понятието натиск.
Налягане върху повърхността е съотношението на силата на натиск, действаща върху тази област, към площта на площта. Очевидно е, че налягането е числено равно на силата на натиск, приложена върху повърхността, чиято площ е равна на единица.
Ще обозначим натиска с буквата p. Ако силата на натиск върху даден участък е F, а площта на участъка е S, тогава налягането ще се изрази по формулата
p \u003d F / S.
Ако силите на натиск са разпределени равномерно върху определена повърхност, тогава налягането е еднакво във всяка точка. Това е например налягането върху повърхността на бутало, компресиращо течност.
Често обаче има случаи, когато силите на натиск са неравномерно разпределени по повърхността. Това означава, че различни сили действат върху едни и същи области на различни места на повърхността. (Вижте Приложение 7)
Налейте вода в съд със същите дупки, направени в страничната стена. Ще видим, че долната струя изтича на по-голямо разстояние, горната към по-малка.
Това означава, че в долната част на съда има по-голямо налягане, отколкото в горната.
4.3 Принципът на действие на комуникационните кораби.
Съдовете, които имат комуникация помежду си или общо дъно, обикновено се наричат \u200b\u200bкомуникационни.
Вземете ред съдове с различни форми, свързани отдолу с тръба.
Фиг. 5. Във всички комуникиращи съдове водата е на едно и също ниво
Ако излеете течност в един от тях, течността ще потече през тръбите към останалите съдове и ще се утаи във всички съдове на едно и също ниво (фиг. 5).
Обяснението е следното. Налягането върху свободните повърхности на течността в съдовете е същото; тя е равна на атмосферното налягане.
По този начин всички свободни повърхности принадлежат към една и съща равна повърхност и следователно трябва да са в една и съща хоризонтална равнина. (Виж приложения 8, 9)
Чайникът и неговият чучур са комуникационни съдове: водата е на същото ниво в тях. Това означава, че чучурът на чайника трябва да достигне същата височина като горния ръб на съда, в противен случай чайникът не може да се излее отгоре. Когато накланяме чайника, нивото на водата остава същото и чучурът слиза надолу; когато падне до нивото на водата, водата ще започне да се излива.
Ако течността в комуникиращите съдове е на различни нива (това може да се постигне чрез поставяне на преграда или скоба между комуникиращите съдове и добавяне на течност към един от съдовете), тогава се създава така нареченото налягане на течността.
Главата е налягането, което произвежда теглото на колона течност с височина, равна на разликата в нивото. Под действието на това налягане течността, ако скобата или преградата се отстранят, ще тече в съда, където нивото й е по-ниско, докато нивата са равни.
Съвсем различен резултат се получава, ако нехомогенните течности се изливат в различни колена на комуникиращите съдове, тоест плътността им е различна, например вода и живак. Долният стълб на живака подрязва по-високия стълб на водата. Като се има предвид, че условието за равновесие е равенството на наляганията отляво и отдясно, получаваме, че височината на колоните с течност в комуникиращите съдове е обратно пропорционална на тяхната плътност.
В живота те са доста често срещани: различни саксии за кафе, лейки, измервателни чаши за вода на парни котли, шлюзове, водопроводи, огъната тръба с коляно - всичко това са примери за комуникация на съдове.
Принципът на действие на комуникационните съдове лежи в основата на работата на фонтаните.
Техническо подреждане на фонтани
Днес малко хора се замислят как функционират фонтаните. Толкова сме свикнали с тях, че, минавайки покрай тях, хвърляме само невнимателен поглед.
И наистина, какво е толкова специалното в него? Сребристи струи вода под налягане се издигат в небето и се разпръскват в хиляди кристални пръски. Но в действителност всичко не е толкова просто. Фонтаните са водоструйни, каскадни, механични. Фонтаните са нестинари (например в Петерхоф), с различна височина, форма и всеки има свое име.
Преди това всички фонтани бяха с директен поток, тоест работеха директно от водоснабдителната система, сега използват „рециркулираща“ вода, използвайки мощни помпи. Фонтаните също текат по различни начини: динамични струи (те могат да променят височината) и статични струи (струята е на едно и също ниво).
Повечето от фонтаните запазват историческите си
външния им вид, само „пълнежът“ е модерен. Въпреки че, разбира се, те също са били построени до слава и преди, един от тези примери е фонтанът в Александровската градина.
Вече е на 120 години, но някои от тръбите са запазени в добро състояние. (Вижте Приложение 10)
II ... Действието на различни модели фонтани.
Фонтан в празнотата.
Направих проучване на тема „Фонтан в празнотата“. За това взех две колби. На първия сложих гумена запушалка и с тънка стъклена тръба минах през нея. Поставете гумена тръба на противоположния й край. Налях цветна вода във втората колба.
С помощта на помпа от първата колба изпомпах въздух, обърнах колбата. Потопих гумената тръба във втората колба с вода. Поради разликата в налягането водата от втората колба се излива в първата.
Разбрах, че колкото по-малко въздух има в първата колба, толкова по-силно ще удари струята от втората.
Фонтан на чаплата.
Направих проучване по темата Чешмата на фонтана. За това трябваше да направя опростен модел на чешмата на Херон. Взех малка колба и пъхнах в нея капкомер. В експеримента си върху този модел слагам колбата с гърлото. Когато отворих капкомера, от колбата се изливаше вода на поток.
След това спуснах колбата малко по-ниско, водата се изля много по-бавно и потокът стана много по-малък. След като направих съответните промени, установих, че височината на струята във фонтана зависи от относителното положение на комуникиращите съдове.
Зависимост на височината на струята във фонтана от относителното положение на комуникиращите съдове. (Вижте Приложение 11)
Зависимост на височината на струята във фонтана от диаметъра на отвора.
(Вижте Приложение 12)
Заключение: височината на струята на фонтана зависи от:
От относителното положение на комуникиращите съдове, колкото по-висок е един от комуникиращите съдове, толкова по-голяма е височината на струята.
Колкото по-малък е диаметърът на отвора, толкова по-висока е височината на струята.
Модел на фонтан
За да построите фонтан на личен парцел, трябва да направите модел на фонтан, да разберете как да изградите фонтан и къде да инсталирате резервоар за водоснабдяване. Конструкцията за фонтана е направена у дома. След като украси самия модел на фонтана,
С помощта на капкомер към него беше прикрепена колба (вж. Приложение 13) Ако спуснете колбата надолу,
тогава водата ще тече много бавно и ако вдигнете колбата до втория рафт, тогава водата ще се излее в голяма струя.
III. Заключение.
Целта на моята работа беше да разширя областта на личните знания по темата „Комуникационни съдове“, да използвам получените знания за изпълнение на творческа задача. В хода на работата си отговорих на въпроса: каква е движещата сила зад работата на фонтаните и успях да създам различни работещи модели на фонтани.
Изградих модел на фонтана, проучих техническото подреждане на фонтаните. Проведени експерименти на тема „Комуникационни съдове“.
В бъдеще с дядо ми планираме да изградим фонтан на личния си парцел, като използваме знанията и данните, които получихме при проучване на техническото подреждане на фонтаните.
Заключение: Водата във фонтана във фонтана работи по принципа на „Чаплов фонтан“.
IV. Списък на литературата.
Физическа енциклопедия, генерален директор А. Прохов.
москва. Изд. „Съветска енциклопедия“ 1988 г., 705 стр.
Д. А. Кучарянц и А. Г. Раскина "Градини и паркове дворцови ансамбли Санкт Петербург и предградията ".
Приложение 9.
Приложение 10.
Приложение 11.
Диаметър на отвора
Височина на резервоара
Височина на струята
0,1 см
50 см
2,5 см
0,1 см
1м
3,5 см
0,1 см
130 см
5см
Приложение 12.
Диаметър на отвора
Височина на резервоара
Височина на струята
0,1 см
50 см
2,5 см
0,3 см
50 см
2 см
0,5 см
50 см
1,5 см
Приложение 13.
Приложение 14.
"Енциклопедичен речник на млад физик" Comp. В. А. Чуянов - 2-ра Москва: Педагогика, 1991 г. - 336 стр.
Цели:
развиваща се
- развитие на творческите способности на учениците (въображение, наблюдение, памет, мислене); развитие на способността за установяване на интердисциплинарни връзки (физика, история, MHC, география); развитие на фина моторика при проектиране на модели;
- повторете основните свойства на комуникиращите съдове; определят причината за монтажа на едно и също ниво на хомогенна течност в комуникиращи съдове с всякаква форма; посочете практическото приложение на комуникационните съдове; разглобете принципа на чешмата на Чаплата
- научете се да виждате красотата в света около вас; създават чувство за отговорност за възложената работа; насърчаване на способността за слушане и чуване; за повишаване на общото интелектуално ниво; насърчаване на интереса към физиката
- Видео презентация на фонтани
- Въведение
Казват, че има три неща, на които можете да гледате безкрайно - огън, звезди и вода. Съзерцанието на вода - било то мистериозната дълбочина на равна повърхност или прозрачни потоци, които се вливат и се втурват някъде, сякаш живи - е не само приятно за душата и полезно за здравето. В това има нещо първично, поради което човек винаги се стреми към вода. Ненапразно децата могат да играят с часове дори в обикновена локва за дъжд. Защо фонтаните са толкова привлечени от себе си? Толкова вълшебно хипнотизиращо? Може би защото в шумоленето, шумоленето, шума на техните изливащи се потоци можете да чуете смеха на русалка, строгия вик на водния цар или плискането на златна рибка? Или защото биещите пянови потоци събуждат в нас същата радост и наслада като изворите, потоците и водопадите. Въздухът в близост до резервоара е винаги чист, свеж и хладен. И не напразно казват, че водата „почиства“, „измива“ не само тялото, но и душата.
Вероятно всички са забелязали колко по-лесно е да се диша близо до водата, как умората и раздразнението изчезват, как тонизира и в същото време успокоява, намирайки се близо до морето, реката, езерото или езерото. Още в древни времена хората мислеха как да създадат изкуствени резервоари, особено се интересуваха от загадката на течаща вода.
- Историята на развитието на фонтани
Първите фонтани се появиха през древна Гърция... Те имаха много проста структура и изобщо не приличаха на великолепните фонтани на нашето време. Назначаването им беше чисто практично. За снабдяване на градовете с населено място с вода. Постепенно гърците започнали да украсяват своите фонтани. Полагаха ги с плочки, изграждаха статуи, постигаха високи струи. Фонтаните са се превърнали в атрибут на почти всеки град. Облицовани с мрамор, с мозаечно дъно, те бяха комбинирани с воден часовник, след това с воден орган, след това с куклен театър, където фигурите се движеха под въздействието на струи. Историците описват фонтани с механични птици, които весело пеят и замлъкват, когато внезапно се появява бухал.
След древните гърци в Рим започват да се строят фонтани. Самата дума фонтан има римски корени. Римляните значително подобриха подредбата на фонтаните. За фонтани римляните изработвали тръби от печена глина или олово. По време на разцвета на Рим фонтанът се превърна в задължителен елемент за всички богати къщи. Дъното и стените на фонтаните бяха украсени с плочки. Струи вода бликаха от устата на красиви риби или екзотични животни.
Развитието на фонтаните е било улеснено от изобретяването на закона за комуникация на съдове от древногръцката механика, с помощта на която патриции са подреждали фонтани в дворовете на къщите си. Декоративните фонтани на древните могат спокойно да се нарекат прототип на съвременните фонтани.
След падането на древния свят фонтанът отново се превръща в само източник на вода. Възраждането на фонтаните като изкуство започва едва през Ренесанса. Фонтаните стават част от архитектурния ансамбъл, неговият ключов елемент.
Най-известни са фонтаните на Версай във Франция и Петерхоф в Русия.
Модерните фонтани са красиви не само през деня, когато блестят и искрят на слънце, но и вечер, когато се превръщат в цветно-музикална водна фойерверка. Невидимите лампи, потопени във водата, правят струите му или меки люлякови, след това ярко оранжеви, почти огнени или небесносини. Многоцветните струи бият и издават звуци, които се сливат в мелодия ...
Ф. И. Тютчев.
ЧАСТЕН
Прилича на жив облак
Блестящият фонтан се вихри;
Как пламва, как смачква
Влажният му дим на слънце.
Лъч, издигащ се към небето, той
Той докосна заветната височина -
И отново с прахообразен цвят
Осъден да потъне на земята.
Водно оръдие за смъртната мисъл,
О, неизчерпаемо водно оръдие!
Какъв неразбираем закон
Стреми ли се към вас, притеснява ли ви?
Колко нетърпеливо се втурваш към небето!
Но ръката е невидимо фатална
Вашият упорит лъч, пречупващ
Капки в спрей от височина.
- Как работи фонтанът
Опитът с тръбата и фунията
ВЪПРОСИ за деца (задачи)
Задача 1. Исторически. Жителите на съвременния Рим все още използват останките от акведукта, построен от техните предци. Но римският акведукт не беше положен в земята, а над нея, на високи каменни стълбове. Инженерите се опасяваха, че в резервоарите, свързани с много дълга тръба (или улей), водата няма да се уталожи на същото ниво, че след склоновете на почвата, в някои райони водата няма да тече нагоре. Поради това те обикновено давали на водоснабдяването равномерен наклон надолу по цялата пътека (това често изисквало или водене на водата наоколо, или издигане на високи, здрави опори). Една от римските тръби е дълга 100 км, докато правият разстоянието между краищата й е наполовина по-малък.
? Дали инженерите от Древен Рим са били прави? Ако не, каква е тяхната грешка?
Задача 2. Строителство. На ваше разположение са владетел и пълни с течност комуникационни съдове.
? Как да нарисувате строго хоризонтална линия на дъската с тяхна помощ? Демонстрирайте това. Помислете къде на практика може да срещнете такъв проблем.
Фонтан в изживяване на въздуха
Фонтан на чаплата
Едно от устройствата, описани от древногръцкия учен Херон Александрийски, е вълшебният фонтан на Херон. Основното чудо на този фонтан беше, че водата от фонтана бликна сама, без да използва никаква външен източник вода. Принципът на фонтана е ясно видим на фигурата. Нека разгледаме по-отблизо как работи фонтанът на Херон.
Фонтанът на Геронов се състои от отворена купа и два запечатани съда, разположени под купата. От горната купа до долния контейнер има напълно запечатана тръба. Ако излеете вода в горната купа, тогава водата започва да тече през тръбата в долния съд, измествайки въздуха от там. Тъй като самият долен контейнер е напълно затворен, изтласканият от водата въздух през запечатана тръба прехвърля въздушното налягане към средната купа. Налягането на въздуха в средния резервоар започва да изтласква водата и фонтанът започва да работи. Ако, за да започне работа, се е наляло вода в горната купа, тогава за по-нататъшната работа на фонтана вече е използвана вода, която е влязла в купата от средния контейнер. Както можете да видите, структурата на фонтана е много проста, но това е само на пръв поглед.
Издигането на водата в горната купа се извършва поради налягането на вода с височина H1, докато фонтанът издига водата до много по-голяма височина H2, което на пръв поглед изглежда невъзможно. В крайна сметка това трябва да изисква много повече натиск. Фонтанът не трябва да работи. Но познанията на древните гърци се оказали толкова високи, че те се досетили да прехвърлят налягането на водата от долния съд, към средния съд, не с вода, а с въздух. Тъй като теглото на въздуха е много по-ниско от теглото на водата, загубите на налягане в тази област са много малки и фонтанът удря от купата до височината H3. Височината на потока на фонтана H3, без да се вземат предвид загубите на налягане в тръбите, ще бъде равна на височината на водната глава H1.
По този начин, за да бъде водата на фонтана възможно най-висока, е необходимо да се направи структурата на фонтана възможно най-висока, като по този начин се увеличи разстоянието H1. Освен това трябва да повдигнете средния съд възможно най-високо. Що се отнася до закона на физиката за запазване на енергията, той е напълно спазен. Водата от средния съд под въздействието на гравитацията се влива в долния съд. Фактът, че тя прави този път през горната купа, и в същото време бие там с фонтан, по никакъв начин не противоречи на закона за опазване на енергията. Както можете да си представите, времето на работа на такива фонтани не е безкрайно; в крайна сметка цялата вода от средния съд ще потече в долния и фонтанът ще спре да работи. На примера с устройството на фонтана на Херон виждаме колко високо е било знанието на учените от древна Гърция
- Фонтани на Петерхоф
На изток се намират дворецът Монпласир, каскадата на Шахмата планина и римските фонтани, фонтаните на Пирамидата и Слънцето и фонтаните с бисквити. В западната част се намират павилионът Ермитаж и дворецът Марли, каскадата Златната планина, фонтаните Мениджър и Клоши. Не случайно Петър избра това място за построяването на Петерхоф. Разглеждайки района, той открива няколко водни обекта, подхранвани от извори, бликащи от земята. През лятото на 1721 г. са построени шлюзове и канал, по които водата тече гравитачно от резервоарите от височините Ропша до басейните за съхранение в Горната градина и тук могат да бъдат уредени само малки струи-фонтани. Друг въпрос е Долният парк, който се простира в подножието на терасата. Водата от 16-метрова височина през тръби от басейните на Горната градина, според принципа на комуникиращите съдове, се втурва надолу със сила, за да се издигне в много високи струи във фонтаните на парка. Общо има 4 каскади и 191 фонтана (включително каскадни водни оръдия) в Долния парк и Горната градина.
Откритите от Петър Велики принципи на водоснабдяване са валидни и до днес, свидетелстващи за таланта на основателя на Петерхоф.
По време на Великата отечествена война фашистките нашественици напълно унищожават фонтанната система на Петродворец. Премахнаха и премахнаха скулптури, включително известната скулптура „Самсон“, която беше нарязана на парчета и също изпратена в Германия; За щастие значителна част от скулптурите и други произведения на изкуството бяха евакуирани своевременно.
Съветската армия, която освободи Петродворец, намери там само руини; фонтанната система е била унищожена с 80 процента. В момента в резултат на обширни реставрационни дейности са възстановени основните фонтани на Петродворец.
- Фонтани в литературата
Фонтаните отдавна привличат художници и поети. За тези магически потоци вода са написани много стихове. Едно от известните стихотворения е стихотворението на А.С. "Бахчисарайският фонтан" на Пушкин (откъс)
Фонтанът на любовта, фонтанът е жив!
Донесох ви две рози като подарък.
Обичам тихите ти приказки
И поетични сълзи.
Вашият сребърен прах
Поръсва ме със студена роса:
О, лая, лая, радостен ключ!
Мърмори, мърмори ми истината си ...
Нашите момчета също бяха поканени да се опитат в ролята на поети. Нека да чуем какво се получи.
Стихове на момчетата
- Заключение
и т.н .................
Завършени ученици от 7 клас
Мокаев Алим, Туменов Амиран, Бозиев Ислам, Оракова Маргарита
Цел: разгледайте действието на закона за комуникационните съдове, като използвате примера за работата на циркулиращите фонтани.
Задачи:
1. Да се \u200b\u200bизучи материал за фонтаните: техните видове и принципи на работа.
2. Проектирайте оформлението на фонтана за циркулация
3. Да се \u200b\u200bсъздаде касичка на фонтаните на град Налчик.
4. Анализирайте получената информация и направете заключения относно структурата и функционирането на фонтаните.
Методи:
Проучване на литературни и други информационни източници, провеждане на експерименти, анализ на информация и резултати.
Спешността на проблема
Ефектът на водата върху човек може да се нарече наистина вълшебен. Мърморенето на фонтана облекчава стреса, успокоява и ви кара да забравите за безпокойството.
Сега идеите на изкуството получиха ново въплъщение - съчетавайки идеите на архитекти, художници и специалисти в областта на високите технологии .
Устройството на фонтана се основава на принципа на комуникация на съдове, познат ни от физиката: При комуникиращи съдове с всякаква форма и напречно сечение повърхностите на хомогенна течност са разположени на едно и също ниво .
Водата се събира в контейнер, разположен над басейна на фонтана. В този случай налягането на водата на изхода на фонтана ще бъде равно на разликата във височините на водата H1. Съответно, колкото по-голяма е разликата в тези височини, толкова по-силно е налягането и по-висока бие струята на фонтана. Диаметърът на изхода на фонтана също влияе на височината на струята на фонтана. Колкото по-малък е, толкова по-високо бие фонтанът.
Циркулиращ фонтан
В циркулиращите фонтани водата тече в омагьосан кръг. Основният им резервоар е разположен отдолу. Водата от резервоара се издига нагоре по маркуча с помощта на помпа. Маркучът влиза вътре и не се вижда отвън. Фонтаните, базирани на принципа на циркулацията, не изискват водоснабдяване към тях. Достатъчно е да напълните веднъж водата и след това да долеете, докато се изпарява.
Естествени фонтани
гейзери, извори и
артезиански води
Изкуствени фонтани:
улица, пейзаж, интериор
Фонтан в спа хотела
"Синдика"
Фонтан пред Държавната филмова и концертна зала
Фонтан в киното
"Изток"
Фонтан на булевард Шогенцукова
Фонтан на площада на 400-годишнината от обединението с Русия
10 най-невероятните фонтани в света
Moonlight Rainbow Fountain (Сеул) - най-дългият фонтан на моста
2. Фонтан на крал Фахд (Джеда) -
най-високият
3. Фонтан комплекс Дубай фонтан (Дубай) - най-големият и най-скъпият
4. Фонтанът на короната (Чикаго) -
най-международната
5. Фонтани на Петерхоф (Санкт Петербург) - най-луксозните
6. Фонтан на богатството (Сингапур) - фонтан от фън шуй
7. Фонтан Беладжио (Лас Вегас) - най-известният танцов фонтан в Америка
8. Извисяващи се фонтани (Осака)
- най-въздушното
9. Фонтанът на Меркурий (Барселона)
- най-отровните
Експериментална част от работата
Направата на фонтан е проблем или задача, която трябва да бъде решена. Естествено проблемите в развитието възникнаха веднага.
Хипотеза:
- Опитайте се да използвате факта, че хомогенната течност е на същото ниво в комуникиращите съдове, за да направите фонтан
- Ако фонтанът работи, разберете дали височината на фонтана зависи от диаметъра на тръбата
Резултати от работата:
Бихме искали да представим на вашето внимание циркулиращи фонтани.
Проведени изследвания: „Проверка на зависимостта на височината на колоната на фонтана от диаметъра на тръбата“
Заключение:
Височината на фонтана зависи от диаметъра на тръбата. Колкото по-малък е диаметърът на тръбата, толкова по-висока е колоната на фонтана.
Заключения:
1. Всички фонтани използват комуникационни съдове
2. При комуникиращите съдове има тенденция към хомогенна течност да е на същото ниво
3. Фонтанът бие поради разликата във височините на водата в комуникиращите съдове
4. Разликата между фонтаните - в начина, по който водата се подава към основния резервоар
Резултати:
- Касичка на фонтаните на град Налчик
2. Направи си сам циркулиращи фонтани
Слайд 2
Пролет! Прекрасно време на топлина, цъфтеж и ярки цветове идва след зимния „зимен сън“, фонтаните „се събуждат“, хиляди водни струи тържествено поздравяват зората на природата. Миналата година направих изследвания по същата тема, а тази година реших да продължа. Тъй като имах много въпроси: къде се появиха първите фонтани? Какви видове фонтани има? Можете ли сами да направите фонтан?
Слайд 3
Реших да направя изследване на тема „Водна феерия: фонтани“
Цел на изследването: 1. Да се \u200b\u200bразшири областта на личните знания по темата „Комуникационни съдове“ (включително исторически и политехнически такива). 2. Използвайте получените знания за изпълнение на творчески задачи; 3. Изберете задачи по темата „Налягане в течности и газове. Комуникационни съдове ". За да постигна тази цел, трябва да реша следните задачи: 1. Изучавам историята на създаването на фонтани; 2. Разберете структурата и принципа на фонтаните; 3. Опознайте налягането като движеща сила зад фонтаните; 4. Направете най-простите модели на работещи фонтани; 5. Създайте презентация „Водна феерия: фонтани“.
Слайд 4
Историята на създаването на фонтани
Фонтан (от италиански fontana - от латински fontis - източник) - поток от течност или газ, изхвърлен под налягане (речник на чужди думи. - М.: Руски език, 1990). За първи път фонтани се появяват в Древна Гърция. В продължение на седем века хората са строили фонтани на принципа на комуникиращите съдове. От началото на 17 век фонтаните започват да се задвижват от механични помпи, които постепенно заменят парните инсталации, а след това и електрическите помпи.
Слайд 5
Фонтан на чаплата
Фонтаните дължат своето съществуване на известния гръцки механик Херон Александрийски, живял през 1 - 2 век. н. д. Именно Херон директно посочи, че дебитът или скоростта на разпределената вода зависи от нейното ниво в резервоара, от напречното сечение на канала и скоростта на водата в него. Устройството, изобретено от Херон, служи като един от образците на знания в древността (200 години пр. Н. Е.) В областта на хидростатиката и аеростатиката.
Слайд 6
НАЛЯГАНЕ
За да се характеризира разпределението на силите на натиск независимо от размера на повърхността, върху която те действат, се въвежда понятието за налягане. p \u003d F / S. Налейте вода в съд със същите дупки в страничната стена. Ще видим, че долната струя изтича на по-голямо разстояние, горната към по-малка. Това означава, че в долната част на съда има по-голямо налягане, отколкото в горната.
Слайд 7
Принципът на действие на комуникиращите съдове.
Налягането върху свободните повърхности на течността в съдовете е същото; тя е равна на атмосферното налягане. По този начин всички свободни повърхности принадлежат към една и съща равна повърхност и следователно трябва да са в една и съща хоризонтална равнина. Принципът на действие на комуникационните съдове лежи в основата на работата на фонтаните.
Слайд 8
Техническо подреждане на фонтани
Фонтаните са струйни, каскадни, механични, пожарни фонтани (например в Петерхоф), с различна височина, форма и всеки има свое име. Преди това всички фонтани бяха с директен поток, тоест работеха директно от водоснабдителната система, сега използват „рециркулиращо“ водоснабдяване, използвайки мощни помпи. Фонтаните също текат по различни начини: динамични струи (те могат да променят височината) и статични струи (струята е на едно и също ниво).
Слайд 9
Модел на фонтан
Използвайки свойствата на комуникиращите съдове, можете да изградите модел на фонтан. Това изисква резервоар за вода, широка кутия 1, гумена или стъклена тръба 2, басейн от ниска кутия 3.
Слайд 10
Слайд 11
Как зависи височината на струята от диаметъра на отвора и височината на издигането на резервоара?
Слайд 12
Действие на различни модели фонтани
Опростен модел на фонтан на чапла Домашен фонтан на чапла
Слайд 13
Слайд 14
Фонтан при нагряване на въздух в колба
Когато водата се нагрява в първата колба, се образува пара, която създава излишно налягане във втория съд, измествайки водата от нея.
Слайд 15
Оцетен фонтан
Напълнете ¾ колба с оцет за маса, хвърлете няколко парчета креда в нея, бързо запечатайте със запушалка със стъклена тръба, поставена в нея. От тръбата ще дойде фонтан
Слайд 16
ВРЪЗКА
По време на работата отговорих на въпроса: каква е движещата сила зад работата на фонтаните и, използвайки получените знания, успях да създам различни работещи модели на фонтани, създадох презентацията „Водна феерия: фонтани“. Изпълнението на работата включва следните елементи: Проучване на специална литература по темата за изследване. Изясняване на задачите на експеримента. Подготовка на необходимото оборудване и материали. Подготовка на обекта на изследване. Анализ на получените резултати. Установяване на значимостта на резултатите, получени за практиката. Изясняване на възможните начини за прилагане на получените резултати на практика.
Слайд 17
Летят диамантени фонтани С весел шум към облаците, Под тях блестят идоли ... Притискайки се към мраморните прегради, Водопадите падат, плискат като перла, огнена дъга. А. С. Пушкин Теоретичната подготовка за експеримента и анализът на получените резултати изискваха от мен набор от знания по физика, математика, технически дизайн. Това изигра голяма роля за подобряване на образованието ми.
Преглед на всички слайдове
Удивително творение на древния изобретател Херон Александрийски - вечният фонтан
Древните арабски ръкописи ни донесоха история за удивителните творения на древния изобретател Херона Александрийска. Едно от тях е красива чудодейна купа в храма, от която блика фонтан. Никъде нямаше захранващи тръби, но вътре нямаше механизми
Заявеното изобретение се различава значително от играчките на Виктор Жигунов (Русия) и Джон Фалкис (САЩ), патентовани по време на Студената война. Кой знае, тъй като толкова големи сили се интересуват от това изобретение, дали е вечен двигател или просто един от универсалните двигатели на древногръцкия учен Герой на Александрия загубени от човечеството за 2000 години.
Целта на изобретението е да докаже на целия свят, че Фонтанът на чаплата не е мит или примитивен дизайн, а реален, практически възможен, дизайн, който се опитва да разкрие от 2000 години.
Заявеното изобретение има за цел да разкрие истинския дизайн фонтан на чаплата, на нивото на познанията на древногръцките учени, което много учени се опитваха да разкрият в продължение на 2000 години, до наши дни, без видими механизми и захранващи тръби, които биха могли да създадат ефекта на вечен двигател.
Фонтан на чаплата се състои от три стъклени съда - външен 1, среден 2 и вътрешен 3, но за разлика от прототипа на Виктор Жигунов, поставен един в друг. Външният съд 1 има формата на отворена купа, в която се излива вода, така че водата скрива два съда 2 и 3 - слепени заедно по такъв начин, че да се образува вакуум 6 и топлоизолация между водата от съд 1 и въздуха в съд 3. е работещ контейнер. В съда 3 има два отвора - отгоре, където тръбата е плътно вкарана, до дъното на съда и отдолу, където е разположен клапанът 5. Водата от външния съд 1 под атмосферно налягане тече през клапана 5 във вътрешния съд 3 и стиска между тръбата 4 и външните стени на съда 3 въздуха, докато атмосферното налягане в съда 1 и въздушното налягане в съда 3. Слънчевите лъчи преминават през съдове 1 и 2, образувайки водна лупа (две стъклени лещи, пълни с вода), се усилват чрез вакуум 6 между съдовете 2 и 3, стените на съда 3 и въздуха в съда 3. Въздухът в съда 3 се разширява и изтласква водата от съда 3 през тръбата 4, образувайки фонтан. Нивото на водата в съд 1 се повишава и съответно
атмосферното налягане на водата в съда 1 се повишава, като по този начин, веднага щом се наруши равенството на атмосферното налягане в съда 1 и въздушното налягане в съда 3, водата преминава през клапана 5 в купата 3, охлажда се и компресира въздуха в съда 3, процесът се повтаря. По този начин в това изобретение енергията на слънчевите лъчи се преобразува в движението на водата. Фонтанът работи всеки ден, без видими механизми и
захранващи тръби.
Предимството е, че не е необходимо съдовете да се пренареждат или обръщат. Фонтанът работи всеки ден без видими механизми и захранващи тръби и на всяко място, където падат слънчевите лъчи.
Чрез стъклен съд 1, пълен с вода, е трудно да се видят вътрешните стъклени съдове и се създава ефектът на вечен двигател, който никой учен не може да повтори в продължение на 2000 години.
