Prezentacija na temu Heronove fontane. Fontane svijeta od antike do danas
Čaplja Aleksandrijska Autor radova u kojima je sistematski ocrtavao osnove postignuća antičkog svijeta na polju primijenjene mehanike. U "Pneumatici" Heron je opisao različite mehanizme koje pokreće zagrijani ili komprimirani zrak ili para: tzv. eolipil, odnosno lopta koja se okreće pod djelovanjem pare, automatsko otvaranje vrata, vatrogasna pumpa, razni sifoni, vodene orgulje, mehaničko kazalište lutaka itd. U "Mehanici" Heron je opisao 5 najjednostavnijih mašina: polugu, kapija, klin, vijak i blok. Heron je takođe poznavao paralelogram sila.
Napravio je automat za prodaju "svete" vode, koji je bio prototip naših automatskih dozatora za tekućine.
Heronova fontana sastoji se od tri posude, postavljene jedna iznad druge i međusobno komuniciraju. Dvije donje posude su zatvorene, a gornja ima oblik otvorene zdjele u koju se ulijeva voda. Takođe, voda se sipa u srednju posudu, koja se kasnije zatvara. Kroz cijev koja teče od dna zdjele gotovo do dna donje posude, voda teče iz zdjele i, sabijajući tamošnji zrak, povećava njezinu elastičnost. Donja posuda komunicira sa srednjom pomoću cijevi kroz koju se pritisak zraka prenosi u srednju posudu. Stvarajući pritisak na vodu, zrak je tjera da se podigne iz srednje posude kroz cijev do gornje zdjele, gdje fontana izvire iz kraja ove cijevi, koja se uzdiže iznad površine vode. Voda iz fontane, padajući u zdjelu, teče iz nje kroz cijev u donju posudu, gdje nivo vode postupno raste, a nivo vode u srednjoj posudi opada. Ubrzo fontana prestaje sa radom. Da biste ga ponovo pokrenuli, samo trebate zamijeniti donje i srednje plovilo. Heronovi čudesni izumi. Heronova fontana.
Najčešći način osvjetljavanja u antičko doba bio je uljanim svjetiljkama u kojima je gorio fitilj natopljen uljem. Fitilj je bio komad krpe i izgorio je prilično brzo, a ulje je također izgorjelo. Jedan od glavnih nedostataka takvih svjetiljki bila je potreba da se osigura da uvijek postoji dovoljno fitilja iznad površine ulja, čija se razina stalno smanjivala. Iako je bilo lako pratiti to pomoću jedne lampe, kada je bilo više svjetiljki, već je postojala potreba za slugom koji bi redovno hodao po prostoriji i popravljao fitilje u lampama. Heron je izumio automatsku uljnu lampu. Heronova uljana lampa.
Samohodni ormar. Po prvi put u istoriji, Geron je razvio samohodni mehanizam. Mehanizam je bio drveni ormar postavljen na četiri kotača. Unutrašnjost ormara bila je skrivena iza vrata. Tajna kretanja bila je jednostavna: ovješena ploča polako se spuštala unutar ormara, što je pokretalo cijelu konstrukciju uz pomoć užadi i vratila. Rezerva pijeska korištena je kao regulator brzine, koja se postupno sipala od vrha ormara do dna. Brzina spuštanja ploče regulirana je brzinom izlijevanja pijeska, koja je ovisila o tome koliko su široka vrata koja odvajaju vrh ormara od dna.
Automatsko pozorište. Većina crteža Heronovih mehaničkih lutaka nije sačuvana, ali postoje njihovi opisi u različitim izvorima. Poznato je da je Geron stvorio svojevrsno lutkarsko kazalište koje se kretalo na kotačima skrivenim od publike i predstavljalo je malu arhitektonsku strukturu - četiri stupa sa zajedničkom bazom i arhitravom. Lutke na njegovoj pozornici, pokrenute složenim sistemom užadi i zupčanika, također skrivene od očiju javnosti, reproducirale su ceremoniju festivala u čast Dioniza. Čim je takvo pozorište izašlo na gradski trg, na njegovoj pozornici je bljesnula vatra nad figurom Dionisa, vino se izlilo iz šolje na panteru koja je ležala u nogama božanstva, a svita je počela plesati uz muziku. Tada su muzika i ples prestali, Dionis se okrenuo u drugom smjeru, plamen se rasplamsao na drugom oltaru - i cijela se radnja ponovila od početka. Nakon takvog nastupa lutke su prestale i nastup je završio. Ova akcija je uvijek izazivala interes svih stanovnika, bez obzira na dob. Ali ulične predstave u jednom od Geronovih kazališta lutaka bile su jednako uspješne. Ovo pozorište (pinaka) bilo je vrlo malih dimenzija, lako se prenosilo s mjesta na mjesto. Bio je to mali stub na čijem se vrhu nalazio model kazališne scene, skriven iza vrata. Otvarali su se i zatvarali pet puta, dijeleći na djela dramu tužnog povratka pobjednika Troje. Na jednoj sićušnoj pozornici s izuzetnom vještinom prikazano je kako su ratnici gradili i lansirali jedrilice, plovili na njima po olujnom moru i ginuli u ponoru pod bljeskom munje i grmljavinom. Da bi simulirao grmljavinu, Heron je stvorio poseban uređaj u kojem su loptice padale iz kutije, udarajući u dasku.
Čaplja pumpa čaplja pumpa. Pumpa se sastojala od dva komunikacijska klipna cilindra opremljena ventilima iz kojih se voda naizmjenično istiskivala. Pumpu je pokretala mišićna snaga dvoje ljudi koji su se izmjenjivali pritiskajući polugu na ramenima. Poznato je da su pumpe ovog tipa kasnije koristili Rimljani za gašenje požara i razlikovali su se visoka kvaliteta izrada i zadivljujuće precizno uklapanje svih dijelova. Pumpe poput njih, sve do otkrića električne energije, često su se koristile, kako za gašenje požara, tako i u floti za ispumpavanje vode iz skladišta u slučaju nesreće. Kao što vidimo, Geron je razvio tri vrlo zanimljiva izuma: eolipil, klipnu pumpu i kotao. Njihovim sastavljanjem mogli biste dobiti parnu mašinu. Takav je zadatak, svakako, bio u moći, ako ne samog Herona, onda njegovih sljedbenika. Čak i tada su ljudi znali stvarati zapečaćene posude i, kao što se može vidjeti iz primjera s klipnom pumpom, postigli su značajan uspjeh u proizvodnji mehanizama koji zahtijevaju visoku preciznost proizvodnje. Parna mašina, naravno, nije mlazni motor, za čije je stvaranje očito nedostajalo znanje drevnih naučnika, ali bi također značajno ubrzala razvoj čovječanstva.
Slajd 2
Proljeće! Predivno vrijeme topline, cvjetanja i jarkih boja dolazi nakon zimske "hibernacije", fontane se "probude", hiljade vodenih mlazova svečano pozdravljaju zoru prirode. Prošle godine sam istraživao istu temu, a ove godine sam odlučio da to nastavim. Budući da sam imao mnogo pitanja: gdje su se pojavile prve fontane? Koje vrste fontana postoje? Možete li sami napraviti fontanu?
Slajd 3
Odlučio sam provesti istraživanje na temu "Vodena ekstravaganca: fontane"
Svrha istraživanja: 1. Proširiti područje osobnog znanja na temu "Komunikacijska plovila" (uključujući povijesna i politehnička;) 2. Iskoristiti stečeno znanje za obavljanje kreativnih zadataka; 3. Odaberite zadatke na temu „Tlak u tekućinama i plinovima. Komunikacijski brodovi ". Da bih postigao ovaj cilj, moram riješiti sljedeće zadatke: 1. Proučiti istoriju stvaranja fontana; 2. Razumeti strukturu i princip fontana; 3. Upoznajte pritisak kao pokretačku snagu iza fontana; 4. Napravite najjednostavnije modele upravljačkih fontana; 5. Napravite prezentaciju “ Vodena ekstravaganca: fontane ".
Slajd 4
Istorija stvaranja fontana
Česma (od italijanskog fontana - od latinskog fontis - izvor) je mlaz tečnosti ili gasa koji se izbacuje pod pritiskom (rečnik stranih reči. - M.: Ruski jezik, 1990). Prvi put su se pojavile fontane Stara Grčka... Sedam stoljeća ljudi su gradili fontane na principu komuniciranja plovila. Od početka 17. stoljeća, fontane su počele pokretati mehaničke pumpe, koje su postupno zamijenile parne instalacije, a zatim i električne pumpe.
Slajd 5
Heronova fontana
Česme svoje postojanje duguju čuvenom grčkom mehaničaru Heronu Aleksandrijskom, koji je živio u 1. - 2. stoljeću. n. NS. Heron je izravno ukazao da brzina protoka ili brzine distribuirane vode ovisi o njenom nivou u rezervoaru, o poprečnom presjeku kanala i brzini vode u njemu. Uređaj koji je izumio Heron služi kao jedan od uzoraka znanja u antici (200 godina prije nove ere) u oblasti hidrostatike i aerostatike.
Slajd 6
Pritisak
Kako bi se okarakterizirala raspodjela sila pritiska bez obzira na veličinu površine na koju djeluju, uveden je pojam pritiska. p = F / S. Sipajte vodu u posudu u čijoj bočnoj stjenci su napravljene iste rupe. Vidjet ćemo da donji mlaz istječe na veću udaljenost, gornji na manju. To znači da postoji veći pritisak na dnu posude nego na vrhu.
Slajd 7
Princip rada komunikacionih plovila.
Pritisak na slobodne površine tečnosti u posudama je isti; jednak je atmosferskom pritisku. Dakle, sve slobodne površine pripadaju istoj ravnoj površini i stoga moraju biti u istoj vodoravnoj ravnini. Princip rada plovila za komunikaciju temelji se na radu fontana.
Slajd 8
Tehničko uređenje fontana
Fontane su mlazne, kaskadne, mehaničke, vatrogasne (na primjer, u Peterhofu), različite visine, oblika i svaka ima svoje ime. Ranije su sve fontane bile izravnog toka, odnosno radile su direktno iz vodoopskrbnog sistema, a sada koriste vodoopskrbnu cirkulaciju, koristeći snažne pumpe. Fontane takođe teku na različite načine: dinamičkim mlaznicama (mogu mijenjati visinu) i statičkim mlazovima (mlaz je na istoj razini).
Slajd 9
Model fontane
Koristeći svojstva komunikacijskih plovila, možete izgraditi model fontane. Za to je potreban rezervoar vode, široka limenka 1, gumena ili staklena cijev 2, bazen iz niske limenke 3.
Slajd 10
Slajd 11
Kako visina mlaza zavisi od promjera rupe i visine rezervoara?
Slajd 12
Djelovanje različitih modela fontana
Pojednostavljeni model Heronove česme Domaća čapljina fontana
Slajd 13
Slajd 14
Česma pri zagrijavanju zraka u tikvici
Kada se voda zagrije u prvoj tikvici, nastaje para, koja stvara višak pritiska u drugoj posudi, istiskujući vodu iz nje.
Slajd 15
Česma sa sirćetom
Napunite ¾ tikvicu stolnim octom, u nju bacite nekoliko komada krede, brzo je zatvorite čepom sa umetnutom staklenom cijevi. Fontana će izaći iz cevi
Slajd 16
Zaključak
U toku rada odgovorio sam na pitanje: koja je pokretačka snaga rada fontana i, koristeći stečeno znanje, uspio sam stvoriti različite radne modele fontana, napravio prezentaciju „Vodena ekstravaganca: fontane“. Implementacija rada uključivala je sljedeće elemente: Proučavanje posebne literature na temu istraživanja. Pojašnjenje zadataka eksperimenta. Priprema potrebne opreme i materijala. Priprema objekta istraživanja. Analiza dobivenih rezultata. Pojašnjenje značaja dobivenih rezultata za praksu. Objašnjenje mogućih načina primjene dobivenih rezultata u praksi.
Slajd 17
Dijamantske fontane lete Uz veselu buku do oblaka, Pod njima sijaju idoli ... Rušeći se o mramorne barijere, S biserima, vatreni luk pada, prska vodopade. A. S. Puškin Teorijska priprema za eksperiment i analiza dobijenih rezultata zahtijevali su od mene kompleks znanja iz fizike, matematike i tehničkog dizajna. Ovo je odigralo veliku ulogu u poboljšanju mog obrazovanja.
Pogledajte sve slajdove
Ciljevi:
razvoju
- razvoj kreativnih sposobnosti učenika (mašta, zapažanje, pamćenje, razmišljanje); razvoj sposobnosti uspostavljanja interdisciplinarnih veza (fizika, historija, MHC, geografija); razvoj fine motorike kod dizajniranja modela;
- ponoviti osnovna svojstva komunikacijskih plovila; utvrditi razlog za ugradnju homogene tekućine na istu razinu u komunikacijske posude bilo kojeg oblika; ukazuju na praktičnu primjenu komunikacijskih plovila; rastaviti princip rada Heronove fontane
- naučiti vidjeti ljepotu u svijetu oko sebe; formirati osjećaj odgovornosti za dodijeljeni posao; njegovanje sposobnosti slušanja i slušanja; podići opšti intelektualni nivo; podstiče interesovanje za fiziku
- Video prezentacija fontana
- Uvod
Kažu da postoje tri stvari u koje možete gledati beskrajno - vatra, zvijezde i voda. Kontemplacija vode - bilo da se radi o tajanstvenoj dubini ravne površine ili prozirnim potocima, koji teku i jure nekamo, kao da je živa - nije samo ugodna za dušu i korisna za zdravlje. U tome postoji nešto primitivno, zbog čega čovjek uvijek teži vodi. Nije uzalud da se djeca mogu satima igrati čak i u običnoj kiši. Zašto fontane privlače same sebe? Tako čarobno očaravajuće? Možda zato što u šuštanju, šuštanju, buci njihovih potoka možete čuti smijeh sirene, strogi uzvik kralja vode ili pljusak zlatne ribice? Ili zato što mlatovi pjene bude u nama istu radost i užitak kao izvori, potoci i vodopadi. Vazduh u blizini rezervoara je uvek čist, svež i hladan. I ne uzalud kažu da voda - "čisti", "pere", ne samo tijelo, već i dušu.
Vjerojatno su svi primijetili koliko je lakše disati u blizini vode, kako nestaju umor i iritacija, kako okrepljujuće i istovremeno smirujuće biti u blizini mora, rijeke, jezera ili jezerca. Ljudi su već u davna vremena razmišljali o tome kako stvoriti umjetne rezervoare, posebno ih je zanimala zagonetka tekuće vode.
- Istorija razvoja fontana
Prve fontane pojavile su se u staroj Grčkoj. Imali su vrlo jednostavnu strukturu i uopće nisu izgledali kao veličanstvene fontane našeg doba. Njihovo imenovanje bilo je čisto praktično. Za opskrbu gradova i mjesta vodom. Postepeno su Grci počeli ukrašavati svoje fontane. Polagali su ih pločicama, gradili statue, postizali visoke mlaznice. Fontane su postale atribut gotovo svakog grada. Obložene mramorom, sa mozaičnim dnom, kombinovane su sa vodenim satom, zatim sa vodenim orguljama, zatim sa lutkarskim pozorištem, gdje su se figure kretale pod uticajem mlazova. Povjesničari opisuju fontane s mehaničkim pticama koje su veselo pjevale i utihnule kad se iznenada pojavila sova.
Prateći stare Grke, fontane su počele da se grade u Rimu. Sama riječ fontana ima rimske korijene. Rimljani su značajno poboljšali uređenje fontana. Za fontane su Rimljani pravili lule od pečene gline ili olova. Tokom procvata Rima, fontana je postala obavezan atribut svih bogatih kuća. Dno i zidovi fontana bili su ukrašeni pločicama. Mlaz vode izvirao je iz usta lijepih riba ili egzotičnih životinja.
Razvoj fontana olakšan je izumom starogrčke mehanike zakona o komunikaciji plovila, pomoću kojeg su patriciji uredili fontane u dvorištima svojih domova. Dekorativne fontane starih ljudi mogu se sa sigurnošću nazvati prototipom modernih fontana.
Nakon pada antičkog svijeta, fontana se ponovo pretvara u samo izvor vode. Oživljavanje fontana kao umjetnosti počinje tek u doba renesanse. Fontane postaju dio arhitektonska celina, njegov ključni element.
Najpoznatije su fontane Versailles u Francuskoj i Peterhof u Rusiji.
Moderne fontane lijepe su ne samo danju, kada sjaje i svjetlucaju na suncu, već i uveče, kada se pretvaraju u muzički vodeni vatromet u boji. Nevidljive lampe uronjene u vodu čine njegove mlazove ili mekim jorgovanom, ili jarko narandžastom, gotovo vatrenom ili nebesko plavom. Višebojni mlazovi tuku i ispuštaju zvukove koji se stapaju u melodiju ...
F.I.Tyutchev
FONTANA
Pogledajte kako je oblak živ
Sjajna fontana se kovitla;
Kako plamti, kako se drobi
Vlažan dim na suncu.
Podižući zrak prema nebu, on
Dotaknuo je cijenjenu visinu -
I opet sa prašinom boje vatre
Osuđen da potone na zemlju.
Vodeni top o smrtnoj misli,
O neiscrpni vodeni top!
Kakav neshvatljiv zakon
Teži li vam, smeta li vam?
Kako nestrpljivo jurite prema nebu!.
Ali ruka je nevidljivo kobna
Tvoj tvrdoglavi zrak, prelama se
Kapi u spreju s visine.
- Kako fontana radi
Iskustvo cijevi i lijevka
PITANJA za djecu (zadaci)
Zadatak 1. Istorijski. Stanovnici modernog Rima i dalje koriste ostatke akvadukta koji su izgradili njihovi preci. Ali rimski akvadukt nije položen u zemlju, već iznad nje, na visokim kamenim stupovima. Inženjeri su se bojali da se u rezervoarima spojenim vrlo dugom cijevi (ili olukom) voda neće taložiti na istoj razini, da, nakon nagiba tla, u nekim područjima voda neće teći prema gore. Stoga su vodovodu obično davali ujednačen nagib prema dolje duž cijele staze (to je često zahtijevalo ili vođenje vode okolo ili podizanje jakih oslonaca). Jedna od rimskih cijevi duga je 100 km, dok je ravna udaljenost između njezinih krajeva upola manja.
?? Jesu li inženjeri starog Rima bili u pravu? Ako ne, koja je njihova greška?
Zadatak 2. Konstrukcija. Na raspolaganju imate ravnalo i komunikacijske posude ispunjene tekućinom.
?? Kako ih mogu koristiti za iscrtavanje strogo vodoravne linije na ploči? Pokažite ovo. Razmislite gdje biste u praksi mogli naići na takav problem.
Fontana u doživljaju vazduha
Heronova fontana
Jedno od uređaja koje je opisao starogrčki naučnik Heron Aleksandrijski bila je čarobna Heronova fontana. Glavno čudo ove fontane bilo je to što je voda iz fontane potekla sama od sebe, bez ikakve upotrebe spoljni izvor vode. Princip rada fontane jasno je vidljiv na slici. Pogledajmo pobliže kako je Heronova fontana radila.
Geronova česma sastoji se od otvorene zdjele i dvije zatvorene posude smještene ispod zdjele. Od gornje zdjele do donje posude nalazi se potpuno zatvorena cijev. Ako ulijete vodu u gornju zdjelu, tada voda počinje teći kroz cijev u donju posudu, istiskujući zrak odatle. Budući da je sam donji spremnik potpuno zapečaćen, zrak koji voda istiskuje kroz zatvorenu cijev prenosi pritisak zraka u srednju zdjelu. Tlak zraka u srednjem spremniku počinje istiskivati vodu i fontana počinje raditi. Ako je za početak rada bilo potrebno uliti vodu u gornju zdjelu, tada je za daljnji rad fontane već korištena voda koja je u posudu ušla iz srednje posude. Kao što vidite, struktura fontane je vrlo jednostavna, ali to je samo na prvi pogled.
Podizanje vode u gornju zdjelu vrši se zbog pritiska vode visine H1, dok fontana podiže vodu na znatno veću visinu H2, što se na prvi pogled čini nemogućim. Uostalom, ovo bi trebalo zahtijevati mnogo veći pritisak. Fontana ne bi trebala raditi. No, znanje starih Grka pokazalo se tako visokim da su pretpostavili da će prenijeti pritisak vode iz donje posude u srednju posudu, ne vodom, već zrakom. Budući da je težina zraka mnogo manja od težine vode, gubitak pritiska u ovom području je vrlo mali, a fontana udara od zdjele do visine H3. Visina toka fontane H3, bez uzimanja u obzir gubitaka pritiska u cijevima, bit će jednaka visini vodenog toka H1.
Dakle, kako bi voda fontane bila što veća, potrebno je strukturu fontane učiniti što većom, čime se povećava udaljenost H1. Osim toga, morate podići srednju posudu što je više moguće. Što se tiče zakona fizike o očuvanju energije, on se u potpunosti poštuje. Voda iz srednje posude, pod uticajem gravitacije, slijeva se u donju posudu. Činjenica da ona prolazi ovim putem kroz gornju zdjelu, a u isto vrijeme tuče fontanom, ni na koji način nije u suprotnosti sa zakonom o očuvanju energije. Kao što možete zamisliti, vrijeme rada takvih fontana nije beskonačno; na kraju će sva voda iz srednje posude otjecati u donju, a fontana će prestati raditi. Na primjeru uređaja Heronove fontane vidimo koliko je znanje naučnika stare Grčke bilo visoko.
- Fontane Peterhofa
Na istoku se nalaze palača Monplaisir, kaskada planine Šah i rimske fontane, fontane Piramida i Sunce, te fontane sa krekerima. U zapadnom dijelu nalaze se paviljon Ermitaž i palata Marly, kaskada Zlatne planine, fontane Manager i Kloshi. Nije Petar slučajno odabrao ovo mjesto za izgradnju Peterhofa. Istražujući područje, pronašao je nekoliko vodnih tijela napajanih izvorima koji izviru iz zemlje. Tijekom ljeta 1721. izgrađene su brane i kanal kroz koji je gravitacijom voda tekla iz rezervoara s Ropsha visoravni do skladišnih bazena Gornjeg vrta, a ovdje su se mogli urediti samo mali mlazovi-fontane. Druga je stvar - Donji park, raširena u podnožju terase. Voda sa visine od 16 metara kroz cijevi iz bazena Gornjeg vrta, prema principu komunikacijskih plovila, silovito juri dolje kako bi se vinula u mnogim visokim mlazovima u fontanama parka. Ukupno postoje 4 kaskade i 191 fontana (uključujući kaskadne vodene topove) u Donjem parku i Gornjem vrtu.
Principi vodoopskrbe koje je pronašao Petar Veliki vrijede i danas, svjedočeći o talentu osnivača Peterhofa.
Tokom Velikog Domovinskog rata fašistički osvajači potpuno su uništili sistem fontana Petrodvoreca. Uklonili su i uklonili skulpture, uključujući i čuvenu skulpturu "Samson", koja je izrezana na komade i poslana u Njemačku; Na sreću, većina skulptura i drugih umjetnina pravovremeno je evakuisana.
Sovjetska armija, koja je oslobodila Petrodvorec, tamo je pronašla samo ruševine; sistem fontana je uništen za 80 posto. Trenutno su, kao rezultat opsežnih restauratorskih radova, obnovljene glavne fontane Petrodvoreca.
- Fontane u književnosti
Fontane odavno privlače umjetnike i pjesnike. O ovim čarobnim mlazovima vode napisane su mnoge pjesme. Jedna od poznatih pjesama je pjesma A.S. Puškinova "Bakhchisarai fontana" (odlomak)
Fontana ljubavi, fontana je živa!
Donio sam vam dvije ruže na poklon.
Obožavam tvoj neprestani govor
I poetske suze.
Tvoja srebrna prašina
Poškropi me hladnom rosom:
O, laja, laja, ključ je zadovoljavajući!
Mrmljaj, mrmljaj mi svoju istinu ...
Naši momci su takođe bili pozvani da se okušaju u ulozi pjesnika. Da čujemo šta je iz toga proizašlo.
Pesme momaka
- Zaključak
itd .................
Slajd 1
*Slajd 2
![](https://i0.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img1.jpg)
Slajd 3
![](https://i0.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img2.jpg)
Slajd 4
![](https://i0.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img3.jpg)
Slajd 5
![](https://i2.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img4.jpg)
Slajd 6
![](https://i0.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img5.jpg)
Slajd 7
![](https://i2.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img6.jpg)
Slajd 8
![](https://i0.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img7.jpg)
Slajd 9
![](https://i1.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img8.jpg)
Slajd 10
![](https://i1.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img9.jpg)
Slajd 11
![](https://i1.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img10.jpg)
Slajd 12
![](https://i2.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img11.jpg)
Slajd 13
![](https://i1.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img12.jpg)
Slajd 14
![](https://i2.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img13.jpg)
Slajd 15
![](https://i2.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img14.jpg)
Slajd 16
![](https://i1.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img15.jpg)
Slajd 17
![](https://i2.wp.com/bigslide.ru/images/22/21410/389/img16.jpg)
"Ovisnost visine mlaza fontane o fizičkim parametrima"
Černogork grad - 2014
MBOU "Licej"
Uvod
Svrha studije
Hipoteza
Ciljevi istraživanja
Metode istraživanja
I. Teorijski dio
1.Istorija stvaranja fontana
2.Fontane u Hakasiji
3. Istorija pojave fontane u Sankt Peterburgu
4. Pritisak kao pokretačka snaga iza fontana:
4.1 Sile pritiska fluida
4.2 Pritisak
4.3 Princip rada plovila za komunikaciju
4.4 Tehničko uređenje fontana
II. Praktični dio
1. Djelovanje različitih modela fontana.
1.1 Fontana u praznini.
1.2 Česma fontana.
2. Model fontane
III. Zaključak
IV. Bibliografija
V. Aplikacija
UVOD
Fontane su nezamjenjiv ukras klasičnog običnog parka. A. S. Puškin je dobro rekao o njihovoj ljepoti:
Dijamantske fontane lete
Uz veselu buku do oblaka,
Ispod njih svjetlucaju idoli ...
Drobljenje o mramorne barijere,
Biser, vatreni luk
Vodopadi, vodopadi prskanje.
Često se divimo ljepoti fontana u našem glavnom gradu, Abakanu. Svaka nova fontana. Ovo je nova bajka, nova fenomenalan kutak kuda se stanovnici grada kreću. Moj deda i ja smo dugo posmatrali kako se fontana gradi u našem parku. Pitao sam djeda da li je moguće napraviti fontanu kod kuće. Došlo je do problema. Zajedno su počeli razmišljati kako riješiti ovaj problem. Kad su nas uvodili u licej, prvi put sam vidio fontanu u laboratoriji.
Zaista sam razmišljao o tome kako i zašto fontana radi. Zamolio sam svog učitelja fizike da mi pomogne da to shvatim. Odlučili smo odgovoriti na ovo pitanje, provesti istraživanje.
Tema koju sam odabrao je u današnje vrijeme zanimljiva i relevantna..S obzirom da su fontane jedna od glavnih stavki pejzažni dizajn park zona, izvor vode u vrućem ljetu, a svaki kutak grada postaje ljepši i ugodniji uz pomoć fontane.
SVRHA ISTRAŽIVANJA: Saznajte kako i zašto fontana radi i koji fizički parametri određuju visinu mlaza u fontani.
HIPOTIZACIJA: Pretpostavljam da se fontana može stvoriti na osnovu svojstava posuda koje komuniciraju, a visina mlaza u fontani ovisi o relativnom položaju ovih posuda koje komuniciraju.
CILJEVI ISTRAŽIVANJA:
Obogatite svoje znanje na temu "Komunikacijske posude".
Stečeno znanje iskoristite za izvršavanje kreativnih zadataka.
METODE ISTRAŽIVANJA:
Teorijsko - proučavanje primarnih izvora.
Laboratorij - provođenje eksperimenta.
Analitičko - analiza dobivenih rezultata.
Sinteza je generalizacija materijala teorije i dobivenih rezultata. Kreiranje modela.
1.ISTORIJA STVARANJA FONTA
Kažu da postoje tri stvari u koje možete gledati beskrajno - vatra, voda i zvijezde. Kontemplacija vode - bilo da se radi o tajanstvenoj dubini ravne površine ili prozirnim potocima, koji teku i jure nekamo, kao da je živa - nije samo ugodna za dušu i korisna za zdravlje. U tome postoji nešto primitivno, zbog čega čovjek uvijek teži vodi. Nije uzalud da se djeca mogu satima igrati čak i u običnoj kiši. Vazduh u blizini rezervoara je uvek čist, svež i hladan. I ne uzalud kažu da voda - "čisti", "pere", ne samo tijelo, već i dušu.
Vjerojatno su svi primijetili koliko je lakše disati u blizini vode, kako nestaju umor i iritacija, kako okrepljujuće i istovremeno smirujuće biti u blizini mora, rijeke, jezera ili jezerca. Ljudi su već u davna vremena razmišljali o tome kako stvoriti umjetne rezervoare, posebno ih je zanimala zagonetka tekuće vode.
Riječ fontana ima latinsko-talijansko porijeklo, dolazi od latinskog "fontis", što se prevodi kao "izvor". U smislu svog značenja, ovo znači mlaz vode koji teče prema gore ili istječe iz cijevi pod pritiskom. Postoje česme prirodnog porijekla - izvori izviru u malim potocima. Upravo su ti prirodni izvori privlačili ljudsku pažnju od davnina i tjerali ljude na razmišljanje o tome kako koristiti ovaj fenomen tamo gdje je ljudima potreban. Još u zoru stoljeća, arhitekti su pokušali uokviriti tok vode iz fontane ukrasnim kamenom, kako bi stvorili jedinstveni uzorak vodenih mlazova. Male česme postale su posebno raširene kada su ljudi naučili sakriti mlazove vode u cijevi od pečene gline ili betona (izum starih Rimljana). Već u staroj Grčkoj bilo koje fontane postale su atribut gotovo svakog grada. Obložene mramorom, sa mozaičnim dnom, kombinovane su sa vodenim satom, zatim sa vodenim orguljama, zatim sa lutkarskim pozorištem, gdje su se figure kretale pod uticajem mlazova. Povjesničari opisuju fontane s mehaničkim pticama koje su veselo pjevale i
utihnuo kad se sova iznenada pojavila. Dalji razvoj
izgradnja fontana primljena u starom Rimu. Ovdje su se pojavile prve jeftine cijevi - napravljene su od olova, od kojih je mnogo ostalo nakon prerade rude srebra. U prvom stoljeću naše ere, u Rimu, zahvaljujući ovisnosti stanovništva o fontanama, dnevno se trošilo 1.300 litara vode po stanovniku. Od tada su u kući svakog bogatog Rimljana bili uređeni malo dvorište i bazen; u središtu krajolika uvijek je šiknula mala česma. Ova je fontana igrala ulogu izvora pitke vode i izvora svježine u vrućim danima. Razvoj fontana olakšan je izumom zakona o komunikaciji plovila od strane starogrčkih mehaničara, pomoću kojeg su patriciji uredili fontane u dvorištima svojih kuća. Dekorativne fontane starih ljudi mogu se sa sigurnošću nazvati prototipom modernih fontana. Kasnije su fontane evoluirale od izvora pitke vode i svježine do ukrasnog ukrasa veličanstvenih arhitektonskih cjelina. Ako su u srednjem vijeku fontane služile samo kao izvor vodoopskrbe, tada su s početkom renesanse fontane postale dio arhitektonske cjeline, pa čak i njen ključni element.(Vidi Dodatak 1)
2.Fontane u Hakasiji
U glavnom gradu Khakassa, u gradu Abakanu, na malom rezervoaru parka izgrađena je jedinstvena fontana. Činjenica je da fontana pluta. Sastoji se od pumpe, plovka, svjetla i mlaznice za fontanu. Nova fontana je zanimljiva jer se lako montira i demontira, može se postaviti na apsolutno bilo koje mjesto u rezervoaru. Visina mlaza je tri i po metra. Zanimljiva karakteristika Dizajn fontana je prisustvo različitih slika na vodi. Ova fontana leti radi non -stop (vidi Dodatak 2)
Izgradnja fontane je završena u blizini uprave grada Abakana.
Voda ovdje ne raste, ali
spušta se uz kubične strukture dolje u saksije s vodom
biljke. Zdjela fontane obložena je kamenom od prirodnog kamena. Projekt su razvili arhitekti Abakana. Kubične konstrukcije stilizirane su tako da podsjećaju na arhitekturu zgrade odjeljenja za urbanizam (vidi Dodatak 3)
3. Istorija pojave fontane u Sankt Peterburgu.
Položaj gradova uz riječne obale, obilje prirodnih vodnih bazena, visok nivo podzemnih voda i ravan teren - sve to nije doprinijelo izgradnji fontana u Rusiji u srednjem vijeku. Bilo je puno vode i bilo ju je lako nabaviti. Prve fontane povezane su s imenom Petra I.
Arhitekta Lebdon je 1713. godine predložio izgradnju fontana u Peterhofu i snabdijevanje njima „vodom za igru, jer su parkovi izuzetno dosadni.
izgleda da jeste. " Ansambl parkova, palača i fontana Peterhofa pojavio se u prvoj četvrtini 18. stoljeća. kao svojevrsni trijumfalni spomenik u čast uspješnog završetka borbe Rusije za izlaz na Baltičko more (144 fontane, 3 kaskade). Početak izgradnje datira iz 171.
Francuski majstor predložio je "izgraditi vodozahvatne objekte, kao u Versaillesu, podizanjem vode iz Finskog zaljeva. To bi, s jedne strane, zahtijevalo izgradnju crpnih objekata, a s druge strane skuplje od onih namijenjenih za Zato je 1720. godine sam Petar I krenuo u ekspediciju u okolicu, a 20 km od Peterhofa, na takozvanim Ropsha planinama, otkrio je velike rezerve izvorskih i podzemnih voda. vodovod je povjeren prvom ruskom inženjeru hidraulike Vasiliju Tuvolkovu.
Princip rada fontana Peterhofa je jednostavan: voda gravitacijom teče do mlaznica rezervoara. Ovdje se koristi zakon o komunikaciji plovila: ribnjaci (rezervoari) nalaze se mnogo više od teritorije parka. Na primjer, jezero Rosovopavilionny, odakle potiče vodovod Samsonovsky, nalazi se 22 m iznad nivoa zaliva. 5 fontana Gornjeg vrta služe kao rezervoar vode za Veliku kaskadu.
Sada nekoliko riječi o Samsonovoj fontani - glavnoj među svim fontanama Peterhofa u pogledu visine i snage mlaza. Spomenik je podignut 173. godine u čast 25. godišnjice bitke kod Poltave, koja je odlučila ishod Sjevernog rata u korist Rusije. Prikazuje biblijskog junaka Samsona (bitka se odigrala 28. juna 1709. godine, na dan Svetog Samsona, koji se smatrao nebeskim zaštitnikom ruske vojske), koji razdire usta lava (državni grb Švedske uključuje slika lava). Tvorac fontane - K, Rastrelli. Rad fontane naglašen je zanimljivim efektom; kada se fontane Peterhofa uključe, voda se pojavljuje u otvorenim lavovim ustima, a potok postupno postaje sve veći i veći, a kad dosegne granicu koja simbolično pokazuje ishod borbe, fontane počinju tući
"Tritoni" na gornjoj terasi kaskade ("Sirene i Najde"). Iz školjki, u
da morska božanstva trube, fontanski tokovi izbijaju u širokim lukovima: majstori vode trube u slavu heroja.
Godine 1739. Za caricu Anu Ioannovnu, prema crtežima kancelara AD Tatiščeva, u blizini Ledene kuće napravljena je neka vrsta fontane: figura slona u prirodnoj veličini iz čijeg je debla šiknuo mlaz vode visok 17 metara (voda isporučivala je pumpa), a gorivo ulje izbačeno je noću. Prije ulaska u ledenu kuću, dva delfina su također izbacila mlazove nafte.
U većini slučajeva pumpe su korištene za stvaranje fontana u Peterhofu. Tako je atmosferska parna pumpa prvi put korištena u tu svrhu u Rusiji. Sagrađena je po nalogu Petra I 1717-1718. i instaliran u jednoj od prostorija u špilji Letnja bašta za podizanje vode do fontana.
Fontane u Sankt Peterburgu rade pet mjeseci (od 9. maja do kraja oktobra) dnevno (potrošnja vode na 10 sati je 100.000 m3).
Dan Svetog Samsona, koji je pobijedio lava, poklopio se s porazom Šveđana kod Poltave 27. juna 1709. godine. "Ruski Samson ričućeg austrijskog lava, slavno rastrgan na komade", rekli su savremenici o njemu. Samson je mislio na Petra I, a pod lavom na Švedsku, na čijem je grbu prikazana ova zvijer.
Velika kaskada sastoji se od 64 fontane, 255 skulptura, reljefa, maskarona i drugih dekorativnih arhitektonskih detalja u Peterhofu, što ovu strukturu fontane čini jednom od najvećih na svijetu.
Luksuzni tepih prostire se ispred Gornje vrtne palače. Prvobitno planiranje provedeno je 1714-1724. arhitekti Braunstein i Leblond. U Gornjem vrtu postoji pet fontana: 2 fontane četvrtastih ribnjaka, Hrastova, Mezheumny i Neptun. (Vidi Dodatak 4)
Pritisak kao pokretačka snaga iza fontana
4.1 Sile pritiska fluida.
Svakodnevno iskustvo nas uči da tekućine djeluju sa poznatim silama na površini čvrstih tijela koje su u dodiru s njima. Ove sile nazivamo silama pritiska fluida.
Prekrivajući otvor otvorene slavine za vodu prstom, osjećamo silu pritiska tekućine na prst. Bol u ušima, koje je iskusio plivač roneći na velike dubine, uzrokovane su silom pritiska vode na bubnu opnu uha. Dubinski termometri moraju biti vrlo izdržljivi kako ih pritisak vode ne bi slomio.
S obzirom na ogromne sile pritiska na velikim dubinama, trup podmornice mora imati mnogo veću snagu od trupa površinskog broda. Sile pritiska vode na dno posude podupiru posudu na površini, uravnotežujući silu gravitacije koja na nju djeluje. Sile pritiska djeluju na dno i na stijenke posuda napunjenih tekućinom: sipajući živu u gumeni balon, vidimo da su mu dno i stijenke savijeni prema van. (Vidi Dodatak 5.6)
Konačno, sile pritiska djeluju na neke dijelove tekućine na druge. To znači da ako bismo uklonili bilo koji dio tekućine, tada bi se, kako bi se održala ravnoteža preostalog dijela, morale primijeniti određene sile na formiranu površinu. Sile potrebne za održavanje ravnoteže jednake su silama pritiska s kojima je uklonjeni dio tekućine djelovao na preostali dio.
4.2 Pritisak
Sile pritiska na stijenke posude koja sadrži tekućinu ili na površinu krutog tijela uronjenog u tekućinu ne primjenjuju se u bilo kojoj određenoj točki na površini. Oni su raspoređeni po cijeloj površini kontakta kruta-tekućina. Stoga sila pritiska na datu površinu ne ovisi samo o stupnju kompresije tekućine u dodiru s njom, već i o veličini te površine.
Kako bi se okarakterizirala raspodjela sila pritiska bez obzira na veličinu površine na koju djeluju, uveden je koncept pritisak.
Pritisak na površinu je omjer sile pritiska koja djeluje na to područje i površine tog područja. Očigledno, pritisak je brojčano jednak sili pritiska koja se primjenjuje na površinu čija je površina jednaka jedinici.
Pritisak ćemo označiti slovom p. Ako je sila pritiska na određenom presjeku F, a površina presjeka S, tada će se pritisak izraziti formulom
p = F / S.
Ako su sile pritiska ravnomjerno raspoređene po određenoj površini, tada je pritisak isti u svakoj točki. Ovo je, na primjer, pritisak na površinu klipa koji sabija tekućinu.
Međutim, često postoje slučajevi kada su sile pritiska neravnomjerno raspoređene po površini. To znači da različite sile djeluju na ista područja na različitim mjestima na površini. (Vidi Dodatak 7)
Sipajte vodu u posudu u čijoj bočnoj stjenci su napravljene iste rupe. Vidjet ćemo da donji mlaz istječe na veću udaljenost, gornji na manju.
To znači da postoji veći pritisak na dnu posude nego na vrhu.
4.3 Princip rada komunikacionih plovila.
Plovila koja međusobno komuniciraju ili imaju zajedničko dno obično se nazivaju komunikacijska.
Uzmite niz posuda različitih oblika, povezanih pri dnu cijevi.
Slika 5. U svim komunikacijskim plovilima voda je na istom nivou
Ulijete li tekućinu u jednu od njih, tekućina će teći kroz cijevi do ostalih posuda i taložiti se u svim posudama na istoj razini (slika 5).
Objašnjenje je sljedeće. Pritisak na slobodne površine tečnosti u posudama je isti; jednak je atmosferskom pritisku.
Dakle, sve slobodne površine pripadaju istoj ravnoj površini i stoga moraju biti u istoj vodoravnoj ravnini. (Vidi Dodatak 8, 9)
Čajnik i njegov izljev komunikacijski su sudovi: voda je u njima na istom nivou. To znači da izljev kotlića mora doseći istu visinu kao gornji rub posude, jer se u protivnom čajnik ne može izliti do vrha. Kada nagnemo čajnik, nivo vode ostaje isti i izljev se spušta; kada padne na vodostaj, voda će početi istjecati.
Ako je tekućina u posudama za komunikaciju na različitim razinama (to se može postići postavljanjem septuma ili stezaljke između posuda koje komuniciraju i dodavanjem tekućine u jednu od posuda), tada se stvara takozvani tlak tekućine.
Napor je pritisak koji proizvodi težinu stupa tečnosti čija je visina jednaka razlici u nivou. Pod djelovanjem ovog pritiska, tekućina će, ako se stezaljka ili pregrada ukloni, otjecati u posudu gdje joj je razina niža, sve dok razine ne postanu jednake.
Potpuno drugačiji rezultat dobiva se ako se nehomogene tekućine ulijevaju u različita koljena posuda koje komuniciraju, tj. Njihova je gustoća različita, na primjer, voda i živa. Niži stub žive skraćuje viši stub vode. Uzimajući u obzir da je uvjet ravnoteže jednakost pritisaka lijevo i desno, dobivamo da je visina stupova tekućine u posudama koje komuniciraju obrnuto proporcionalna njihovoj gustoći.
U životu su prilično česti: različiti lonci za kavu, kante za zalijevanje, čaše za mjerenje vode na parnim kotlovima, brane, vodovodne cijevi, savijena cijev s koljenom - sve su to primjeri komunikacijskih posuda.
Princip rada plovila za komunikaciju temelji se na radu fontana.
Tehničko uređenje fontana
Danas malo ljudi razmišlja o tome kako fontane funkcioniraju. Toliko smo navikli na njih da smo, prolazeći, samo bacili neoprezan pogled.
I zaista, šta je tu posebno? Srebrnasti mlazovi vode, pod pritiskom, vinu se u nebo i raspršuju se u hiljade kristalnih prskanja. Ali u stvarnosti sve nije tako jednostavno. Fontane su mlazne, kaskadne, mehaničke. Fontane su petarde (na primjer, u Peterhofu), različite visine, oblika i svaka ima svoje ime.
Ranije su sve fontane bile izravnog toka, odnosno radile su direktno iz vodoopskrbnog sistema, a sada koriste vodoopskrbnu cirkulaciju, koristeći snažne pumpe. Fontane takođe teku na različite načine: dinamičkim mlaznicama (mogu mijenjati visinu) i statičkim mlazovima (mlaz je na istoj razini).
Većina fontana zadržala je svoju povijest
njihov izgled, jedino "punjenje" koje imaju je moderno. Iako su, naravno, i ranije bili građeni u slavu, jedan takav primjer je fontana u Aleksandrovskom vrtu.
Star je već 120 godina, ali su neke cijevi očuvane u dobrom stanju. (Vidi Dodatak 10)
II ... Djelovanje različitih modela fontana.
Fontana u praznini.
Istraživao sam na temu "Fontana u praznini". Za to sam uzeo dvije boce. Na prvi sam stavio gumeni čep i kroz njega je prošla tanka staklena cijev. Na suprotni kraj stavite gumenu cijev. Sipao sam zatamnjenu vodu u drugu bocu.
Pumpom sam ispumpao zrak iz prve boce, okrenuo je. Umočio sam gumenu cijev u drugu bocu vode. Zbog razlike pritiska, voda iz druge tikvice je izlivena u prvu.
Otkrio sam da što je manje zraka u prvoj tikvici, to će mlaz iz druge jače udariti.
Heronova fontana.
Istraživao sam na temu Heronove česme. Za to sam morao napraviti pojednostavljeni model Heronove fontane. Uzeo sam malu tikvicu i u nju ubacio kapaljku. U svom eksperimentu na ovom modelu odložio sam tikvicu s vratom. Kad sam otvorio kapaljku, voda je iz tikvice potekla u mlazu.
Nakon toga sam spustio tikvicu malo niže, voda se slijevala mnogo sporije, a mlaz je postao mnogo manji. Nakon što sam napravio odgovarajuće izmjene, otkrio sam da visina mlaza u fontani ovisi o relativnom položaju posuda koje komuniciraju.
Zavisnost visine mlaza u fontani od relativnog položaja posuda koje komuniciraju. (Vidi Dodatak 11)
Ovisnost visine mlaza u fontani od promjera rupe.
(Vidi Dodatak 12)
Zaključak: visina mlaza fontane ovisi o:
Iz relativnog položaja plovila koje komuniciraju, što je jedan od komunikacijskih brodova viši, veća je visina mlaza.
Što je manji promjer rupe, veća je visina mlaza.
Model fontane
Da biste izgradili fontanu na osobnoj parceli, morate napraviti model fontane, smisliti kako izgraditi fontanu i gdje postaviti rezervoar za vodoopskrbu. Konstrukcija fontane napravljena je kod kuće. Ukrasivši sam model fontane,
Uz pomoć kapaljke na nju je pričvršćena tikvica (vidi Dodatak 13) Ako spustite tikvicu prema dolje,
tada će voda teći vrlo sporo, a ako bočicu podignete na drugu policu, voda će se izliti u velikom mlazu.
III. Zaključak.
Svrha mog rada bila je proširiti područje osobnog znanja na temu "Komunikacijske posude", kako bih stečeno znanje iskoristila za izvršavanje kreativnog zadatka. U toku rada odgovorio sam na pitanje: koja je pokretačka snaga rada fontana i uspio sam stvoriti različite radne modele fontana.
Napravio sam maketu fontane, proučio tehnički raspored fontana. Proveo eksperimente na temu "Komunikacijske posude".
U budućnosti moj djed i ja planiramo izgraditi fontanu na svojoj ličnoj parceli, koristeći znanje i podatke koje smo dobili istražujući tehničko uređenje fontana.
Zaključak: Voda u fontani u fontani radi po principu "Heronove česme".
IV. Bibliografija.
"Fizička enciklopedija", generalni direktor A.M. Prokhov.
Moskva. Ed. "Sovjetska enciklopedija" 1988, 705 stranica.
D. A. Kuchariants i A. G. Raskina "Vrtovi i parkovi dvorskih ansambala Sankt Peterburga i predgrađa".
Dodatak 9.
Dodatak 10.
Dodatak 11.
Prečnik rupe
Visina rezervoara
Visina mlaza
0,1 cm
50 cm
2,5 cm
0,1 cm
1m
3,5 cm
0,1 cm
130 cm
5cm
Dodatak 12.
Prečnik rupe
Visina rezervoara
Visina mlaza
0,1 cm
50 cm
2,5 cm
0,3 cm
50 cm
2 cm
0,5 cm
50 cm
1,5 cm
Dodatak 13.
Dodatak 14.
"Enciklopedijski rječnik mladog fizičara" Comp. V.A. Chuyanov - 2. Moskva: Pedagogija, 1991. - 336 stranica.