Prezentácia fontán vo fyzike. Prezentácia k dizajnérskej práci vo fyzike "Princíp fungovania fontán"
„Vodné prostredie“ – Hľadajte vodu tam, kde rastie orobinca. Obyvatelia vodného prostredia. Téma hodiny: Vodné prostredie. Otázky na recenziu: Jazerná trstina. Porovnanie životných podmienok v rôznych prostrediach. Orobinec je úzkolistý. Dnes sa dozvieme:
"Biogeocenóza rybníka" - Burbot. Biocenóza sladkovodného útvaru. Vtáky žijúce na povrchu. Biogeocenóza jazierka. Heterotrofné organizmy. Druhy žijúce na povrchu. Počet obyvateľov nádrže. slnečné svetlo. Biotické faktory. Autotrofné organizmy.
„Rastlinné spoločenstvá“ – Clements sníval o premene ekológie na skutočnú vedu. Alexander Nikolajevič Formozov (1899 - 1973). V zásade by sa ekologická geografia rastlín dala spojiť s „novou botanikou“... V roku 1933 vydáva Braun-Blanquet „Prodrome des Groupements Vegetaux“ (Prodromus). Celý dôraz je kladený na floristický prístup k v podstate ekologickým problémom.
"Abiotické faktory" - Rastliny: odolné voči suchu - vlhkomilné a vodné Živočíchy: vodné - v potrave je dostatok vody. Existujú úpravy. Teplota. Abiotické faktory prostredia. Vlhkosť. Teplokrvné organizmy (vtáky a cicavce). Studenokrvné organizmy (bezstavovce a mnohé stavovce). Optimálny teplotný režim pre organizmy je od 15 do 30 stupňov.
Vodné spoločenstvá - Ako zostať na hladine vody? Predĺžené, aerodynamické telo. Spoločenstvo vodného stĺpca. Lietajúca ryba. Telo je ploché ako plť. Majú výrastky, štetiny. "Námorníci". Celý svetový oceán je jediný ekologický systém. In the Ocean: Water Surface Community. Svaly. Portugalská loď a plachetnica. Hlbokomorská komunita.
"Biológia životného prostredia" - Aerobionti. Množstvo O2 Množstvo H2O Oscilácie t Hustota osvetlenia. Umiestnite zvieratá alebo rastliny z navrhovaného zoznamu do vhodného biotopu. Štúdium rôznych biotopov organizmov. Ernst Haeckel. Stenobionti. Organizačné prostredie. Prostredie zem-vzduch. stav prostredia, ktorý ovplyvňuje telo.
Snímka 2
Jar! Po zimnej „hibernácii“ prichádza nádherný čas tepla, kvitnutia a pestrých farieb, fontány sa „prebúdzajú“, tisíce vodných trysiek slávnostne vítajú úsvit prírody. Minulý rok som robil výskum na rovnakú tému a tento rok som sa rozhodol v ňom pokračovať. Keďže som mal veľa otázok: kde sa objavili prvé fontány? Aké druhy fontán existujú? Dokážete si sami vyrobiť fontánu?
Snímka 3
Rozhodol som sa uskutočniť výskum na tému „Vodná extravagancia: fontány“
Cieľ výskumu: 1. Rozšíriť oblasť osobných vedomostí na tému „Komunikačné nádoby“ (vrátane historických a polytechnických;) 2. Využiť získané poznatky pri plnení tvorivých úloh; 3. Vyberte úlohy na tému „Tlak v kvapalinách a plynoch. Komunikačné nádoby“. Na dosiahnutie tohto cieľa potrebujem vyriešiť nasledovné úlohy: 1. Naštudovať si históriu vzniku fontán; 2. Pochopiť štruktúru a princíp fontán; 3. Zoznámte sa s tlakom ako hnacou silou fontán; 4. Vyrobte najjednoduchšie modely prevádzkových fontán; 5. Vytvorte prezentáciu „Vodná extravagancia: fontány“.
Snímka 4
História vzniku fontán
Fontána (z tal. fontana - z lat. fontis - zdroj) - prúd kvapaliny alebo plynu, vystreľovaný pod tlakom (slovník cudzích slov. - M .: ruský jazyk, 1990). Prvýkrát sa fontány objavili v starovekom Grécku. Sedem storočí ľudia stavali fontány na princípe komunikujúcich nádob. Od začiatku 17. storočia začali fontány poháňať mechanické čerpadlá, ktoré postupne nahradili parné inštalácie a potom elektrické čerpadlá.
Snímka 5
Fontána Volavka
Fontány vďačia za svoju existenciu slávnemu gréckemu mechanikovi Heronovi z Alexandrie, ktorý žil v 1. – 2. storočí. n. e. Bol to Heron, kto priamo poukázal na to, že prietok, čiže rýchlosť, distribuovanej vody závisí od jej výšky hladiny v nádrži, od prierezu koryta a rýchlosti vody v ňom. Zariadenie vynájdené Heronom slúži ako jedna z ukážok vedomostí v staroveku (200 rokov pred Kristom) v oblasti hydrostatiky a aerostatiky.
Snímka 6
Tlak
Aby bolo možné charakterizovať rozloženie tlakových síl bez ohľadu na veľkosť povrchu, na ktorý pôsobia, zavádza sa pojem tlak. p = F/S. Nalejte vodu do nádoby, v ktorej bočnej stene sú vytvorené rovnaké otvory. Uvidíme, že spodný prúd vyteká do väčšej vzdialenosti, horný do menšej. To znamená, že na dne nádoby je väčší tlak ako na jej vrchu.
Snímka 7
Princíp činnosti komunikujúcich nádob.
Tlak na voľné povrchy kvapaliny v nádobách je rovnaký; rovná sa atmosférickému tlaku. Všetky voľné plochy teda patria k rovnakej rovnej ploche, a preto musia byť v rovnakej horizontálnej rovine. Princíp fungovania komunikujúcich nádob je základom práce fontán.
Snímka 8
Technické usporiadanie fontán
Sú tu vodné tryskové, kaskádové, mechanické fontány, petardové fontány (napr. v Peterhofe), rôznych výšok, tvarov a každá má svoje meno. Predtým boli všetky fontány s priamym tokom, to znamená, že pracovali priamo z vodovodu, teraz používajú „recirkulačný“ prívod vody pomocou výkonných čerpadiel. Fontány tiež prúdia rôznymi spôsobmi: dynamické prúdy (môžu meniť výšku) a statické prúdy (prúd je na rovnakej úrovni).
Snímka 9
Model fontány
Pomocou vlastností komunikujúcich plavidiel môžete postaviť model fontány. Vyžaduje si to nádrž na vodu, širokú plechovku 1, gumenú alebo sklenenú trubicu 2, bazén z nízkej plechovky 3.
Snímka 10
Snímka 11
Ako závisí výška prúdu od priemeru otvoru a výšky stúpania nádrže?
Snímka 12
Pôsobenie rôznych modelov fontán
Zjednodušený model Volavej fontány Domáca Volavkova fontána
Snímka 13
Snímka 14
Fontána pri ohrievaní vzduchu v banke
Pri zahrievaní vody v prvej banke sa vytvára para, ktorá vytvára pretlak v druhej nádobe a vytláča z nej vodu.
Snímka 15
Octová fontána
Naplňte ¾ banku stolovým octom, vhoďte do nej niekoľko kúskov kriedy, rýchlo ju uzavrite zátkou so sklenenou trubičkou. Z potrubia vyjde fontána
Snímka 16
Záver
V priebehu práce som odpovedal na otázku, čo je hybnou silou práce fontán a na základe získaných vedomostí som vytvoril rôzne funkčné modely fontán, vytvoril prezentáciu „Vodná extravagancia: fontány“. Realizácia práce zahŕňala tieto prvky: Štúdium odbornej literatúry k výskumnej téme. Objasnenie úloh experimentu. Príprava potrebného vybavenia a materiálov. Príprava predmetu výskumu. Analýza získaných výsledkov. Objasnenie významu získaných výsledkov pre prax. Objasnenie možných spôsobov aplikácie získaných výsledkov v praxi.
Snímka 17
Diamantové fontány lietajú s veselým hlukom k oblakom, pod nimi žiaria modly ... Drví sa o mramorové bariéry, vodopády padajú, špliechajú ako perla, ohnivý oblúk. A.S. Pushkin Teoretická príprava na experiment a analýza získaných výsledkov si odo mňa vyžadovali súbor vedomostí z fyziky, matematiky a technického dizajnu. To zohralo veľkú úlohu pri zlepšovaní môjho vzdelania.
Zobraziť všetky snímky
"Závislosť výšky prúdu fontány na fyzických parametroch"
Černogork - 2014
MBOU "Lýceum"
Úvod
Účel štúdie
Hypotéza
Ciele výskumu
Výskumné metódy
ja Teoretická časť
1.História vzniku fontán
2.Fontány v Khakasii
3.História vzhľadu fontány v Petrohrade
4. Tlak ako hnacia sila fontán:
4.1 Sily tlaku tekutiny
4.2 Tlak
4.3 Princíp činnosti spojovacích nádob
4.4 Technické usporiadanie fontán
II. Praktická časť
1. Pôsobenie rôznych modelov fontán.
1.1 Fontána v prázdnote.
1.2 Fontána Volavka.
2. Model fontány
III. Záver
IV. Bibliografia
V. Dodatok
ÚVOD
Fontány sú nepostrádateľnou ozdobou klasického bežného parku. A.S. Pushkin dobre povedal o ich kráse:
Diamantové fontány lietajú
S veselým hlukom k oblakom,
Pod nimi sa blyštia modly...
Drví sa o mramorové bariéry,
Perla, ohnivý oblúk
Vodopády, vodopády špliechajú.
Často obdivujeme krásu fontán v našom hlavnom meste Abakan.. Každá nová fontána. Toto je nová rozprávka, nová báječný kútik kam mieria obyvatelia mesta. S dedkom sme dlho sledovali, ako sa v našom parku stavia fontána. Spýtal som sa starého otca, či sa dá doma vyrobiť fontána. Bol tu problém. Spoločne začali premýšľať, ako tento problém vyriešiť. Keď sme boli zasvätení do študentov lýcea, prvýkrát som videl fontánu v laboratóriu.
Naozaj som sa zamyslel nad tým, ako a prečo fontána funguje. Požiadal som svojho učiteľa fyziky, aby mi pomohol prísť na to. Rozhodli sme sa odpovedať na túto otázku, uskutočniť výskum.
Téma, ktorú som si vybral, je v súčasnosti zaujímavá a aktuálna..Keďže fontány sú jednou z hlavných položiek dizajn krajiny parková oblasť, zdroj vody v horúcom lete a každý kút mesta sa pomocou fontány stáva krajším a útulnejším.
CIEĽ ŠTÚDIE: Zistite, ako a prečo fontána funguje a aké fyzikálne parametre určujú výšku prúdu vo fontáne.
HYPOTÉZA: Predpokladám, že fontána môže byť vytvorená na základe vlastností spojených nádob a výška prúdu vo fontáne závisí od vzájomnej polohy týchto spojovacích nádob.
CIELE VÝSKUMU:
Obohaťte svoje vedomosti na tému „Komunikačné nádoby“.
Využite získané vedomosti na plnenie kreatívnych úloh.
VÝSKUMNÉ METÓDY:
Teoretické - štúdium primárnych zdrojov.
Laboratórium - vykonávanie experimentu.
Analytické - analýza získaných výsledkov.
Syntéza je zovšeobecnením materiálov teórie a získaných výsledkov. Tvorba modelu.
1.HISTÓRIA TVORBY FONTÁN
Hovorí sa, že existujú tri veci, na ktoré sa dá pozerať donekonečna – oheň, voda a hviezdy. Kontemplácia vody – či už je to tajomná hĺbka rovnej hladiny, alebo priezračné potoky, ktoré sa niekam rútia a rútia sa ako živé – je nielen na duši príjemné a zdraviu prospešné. Je v tom niečo primitívne, a preto sa človek vždy usiluje o vodu. Nie nadarmo sa deti dokážu hrať celé hodiny aj v blízkosti obyčajnej dažďovej mláky. Vzduch v blízkosti zásobníka je vždy čistý, svieži a chladný. A nie nadarmo sa hovorí, že voda „čistí“, „umýva“ nielen telo, ale aj dušu.
Asi každý si všimol, o koľko ľahšie sa pri vode dýcha, ako mizne únava a podráždenie, ako osviežuje a zároveň upokojuje pobyt pri mori, rieke, jazere či rybníku. Už v dávnych dobách ľudia premýšľali o tom, ako vytvoriť umelé nádrže, obzvlášť ich zaujímala hádanka tečúcej vody.
Slovo fontána je latinsko-talianskeho pôvodu, pochádza z latinského „fontis“, čo v preklade znamená „zdroj“. Z hľadiska významu to znamená prúd vody šľahajúci nahor alebo vytekajúci z potrubia pod tlakom. Sú tu vodné fontány prírodného pôvodu - pramene vyvierajúce v malých potôčikoch. Práve tieto prírodné zdroje priťahujú ľudskú pozornosť už od staroveku a nútia ľudí premýšľať o tom, ako tento fenomén využiť tam, kde to ľudia potrebujú. Už na úsvite storočí sa architekti snažili orámovať prúdenie vody z fontány dekoratívnym kameňom, aby vytvorili jedinečný vzor vodných trysiek. Malé fontány sa rozšírili najmä vtedy, keď sa ľudia naučili schovávať vodné trysky do rúrok vyrobených z pálenej hliny alebo betónu (vynález starých Rimanov). Už v starovekom Grécku sa fontány stali atribútom takmer každého mesta. Obložené mramorom, s mozaikovým dnom, boli kombinované s vodnými hodinami, potom s vodným organom, potom s bábkovým divadlom, kde sa postavy pohybovali pod vplyvom trysiek. Historici opisujú fontány s mechanickými vtákmi, ktoré veselo spievali a
stíchol, keď sa zrazu objavila sova. Ďalší vývoj
stavba fontán dostala v r Staroveký Rím... Objavili sa tu prvé lacné fajky – vyrábali sa z olova, z ktorého veľa zostalo po spracovaní striebornej rudy. V prvom storočí nášho letopočtu sa v Ríme vďaka závislosti obyvateľstva na fontánach spotrebovalo 1300 litrov vody denne na obyvateľa. Odvtedy bol v dome každého bohatého Rimana usporiadaný malý dvor a bazén, v strede krajiny vždy tryskala malá fontána. Táto fontána plnila úlohu zdroja pitnej vody a chladu v horúcich dňoch. Vývoj fontán uľahčil vynález zákona o komunikujúcich nádobách starogréckou mechanikou, pomocou ktorého patricijovia usporiadali fontány na nádvoriach svojich domov. Ozdobné fontány staroveku možno bezpečne nazvať prototypom moderných fontán. Následne sa fontány vyvinuli zo zdroja pitnej vody a chladu na dekoratívnu výzdobu majestátnych architektonických celkov. Ak v stredoveku slúžili fontány len ako zdroj vody, tak so začiatkom renesancie sa fontány stávajú súčasťou tzv. architektonický súbor alebo dokonca jeho kľúčový prvok.(Pozri prílohu 1)
2.Fontány v Khakasii
V hlavnom meste Khakass, v meste Abakan, bola na malej nádrži parku postavená jedinečná fontána. Faktom je, že fontána pláva. Skladá sa z čerpadla, plaváka, svetla a fontánovej trysky. Nová fontána je zaujímavá tým, že sa ľahko montuje a demontuje, môže byť inštalovaná úplne na akomkoľvek mieste v nádrži. Výška trysky je tri a pol metra. Zaujímavá funkcia dizajn fontán je prítomnosť rôznych vodných malieb. Táto fontána je v lete v prevádzke 24 hodín denne. (Pozri prílohu 2)
V blízkosti správy mesta Abakan bola dokončená výstavba fontány.
Voda tu nestúpa hore, ale
klesá pozdĺž kubických štruktúr dole do kvetináčov s vodou
rastliny. Miska fontány je obložená prírodným kameňom. Projekt vypracovali architekti Abakan. Kubické konštrukcie sú štylizované tak, aby pripomínali architektúru budovy oddelenia územného plánovania mesta (pozri prílohu 3)
3. História vzhľadu fontány v Petrohrade.
Poloha miest pozdĺž brehov riek, množstvo prírodných vodných nádrží, vysoká hladina podzemnej vody a rovinatý terén - to všetko neprispelo k výstavbe fontán v Rusku v stredoveku. Vody bolo veľa a bolo ľahké ju dostať. Prvé fontány sú spojené s menom Petra I.
V roku 1713 navrhol architekt Lebdon postaviť v Peterhofe fontány a zásobiť ich „vodou na hranie, pretože parky sú mimoriadne nudné.
zdá sa." Súbor parkov, palácov a fontán Peterhofu sa objavil v prvej štvrtine 18. storočia. ako akýsi triumfálny pamätník na počesť úspešného ukončenia boja Ruska o prístup k Baltskému moru (144 fontán, 3 kaskády). Začiatok výstavby sa datuje do roku 171.
Francúzsky majster navrhol "vybudovať zariadenia na odber vody, ako vo Versailles, zdvihnutím vody z Fínskeho zálivu. To by si na jednej strane vyžiadalo výstavbu čerpacích zariadení a na druhej strane drahšie ako tie, ktoré sú určené na využívanie sladkej vody.Preto sa v roku 1720 sám Peter I. vydal na výpravu do okolia a 20 km od Peterhofu, v takzvaných Ropšských výšinách, objavil veľké zásoby pramenitých a podzemných vôd. Vodovod bol zverený prvému ruskému hydrotechnikovi Vasilijovi Tuvolkovovi.
Princíp fungovania fontán Peterhof je jednoduchý: voda prúdi do trysiek nádrží gravitáciou. Používa sa tu zákon o komunikujúcich plavidlách: rybníky (nádrže) sa nachádzajú oveľa vyššie ako územie parku. Napríklad rybník Rozovopavilionny, odkiaľ pochádza Samsonovský vodovod, sa nachádza v nadmorskej výške 22 m nad úrovňou zálivu. 5 fontán Hornej záhrady slúži ako zásobáreň vody pre Grand Cascade.
Teraz pár slov o Samsonovej fontáne - hlavnej fontáne zo všetkých Peterhofských fontán, pokiaľ ide o výšku a silu prúdu. Pamätník postavili v roku 173 na počesť 25. výročia bitky pri Poltave, ktorá rozhodla o výsledku Severnej vojny v prospech Ruska. Zobrazuje biblického hrdinu Samsona (bitka sa odohrala 28. júna 1709, v deň svätého Samsona, ktorý bol považovaný za nebeského patróna ruskej armády), ako trhá ústa leva (do štátneho znaku Švédska patrí napr. obraz leva). Tvorca fontány - K, Rastrelli. Práca fontány je zdôraznená zaujímavým efektom; keď sa fontány Peterhofu zapnú, v otvorenej tlame leva sa objaví voda a prúd sa postupne zvyšuje a stúpa, a keď dosiahne hranicu symbolicky demonštrujúcu výsledok boja, fontány začnú biť.
"Tritons" na hornej terase Kaskády ("Sirény a najády"). Zo škrupín, do
že morské božstvá trúbia, žriedlové prúdy vyvierajú v širokých oblúkoch: majstri vody trúbia slávu hrdinu.
V roku 1739. Pre cisárovnú Annu Ioannovnu podľa nákresov kancelára AD Tatiščeva vyrobili v blízkosti ľadového domu akúsi fontánu: postavu slona v životnej veľkosti, z ktorého chobota tryskal prúd vody vysoký 17 metrov (voda bol zásobovaný čerpadlom) a horiaci olej sa v noci vyhadzoval. Pred vstupom do ľadovne vyvrhli prúdy oleja aj dva delfíny.
Vo väčšine prípadov sa na vytvorenie fontán v Peterhofe použili čerpadlá. Atmosférické parné čerpadlo sa teda prvýkrát použilo na tento účel v Rusku. Bol postavený na príkaz Petra I. v rokoch 1717-1718. a inštalovaný v jednom z priestorov jaskyne Letná záhrada na zdvíhanie vody do fontán.
Petrohradské fontány fungujú päť mesiacov (od 9. mája do konca októbra) denne (spotreba vody za 10 hodín je 100 000 m3).
Deň svätého Samsona, víťazného leva, sa zhodoval s porážkou Švédov pri Poltave 27. júna 1709. „Ruský Samson revúceho rakúskeho leva, nádherne roztrhaný na kusy,“ povedali o ňom súčasníci. Samson mal na mysli Petra I. a pod levom Švédsko, na ktorého erbe je toto zviera zobrazené.
Grand Cascade pozostáva zo 64 fontán, 255 sôch, basreliéfov, maskarónov a iných dekoratívnych architektonických detailov v Peterhofe, vďaka čomu je táto fontánová štruktúra jednou z najväčších na svete.
Pred Horným záhradným palácom sa rozprestiera luxusný koberec. Jeho počiatočné plánovanie sa uskutočnilo v rokoch 1714-1724. architekti Braunstein a Leblond. V Hornej záhrade je päť fontán: 2 fontány Square Ponds, Dub, Mezheumny a Neptún. (Pozri prílohu 4)
Tlak ako hnacia sila fontán
4.1 Sily tlaku tekutiny.
Každodenná skúsenosť nás učí, že kvapaliny pôsobia na povrch pevných látok, ktoré sú s nimi v kontakte, známymi silami. Tieto sily nazývame tlakové sily tekutiny.
Zakrytím otvoru otvoreného vodovodného kohútika prstom cítime silu tlaku tekutiny na prst. Bolesť v ušiach, ktoré zažíva plavec potápajúci sa do veľkých hĺbok, je spôsobený silami tlaku vody na bubienok ucha. Hlbokomorské teplomery musia byť veľmi odolné, aby ich tlak vody nerozdrvil.
Vzhľadom na obrovské sily tlaku vo veľkých hĺbkach musí mať trup ponorky oveľa väčšiu pevnosť ako trup povrchovej lode. Sily tlaku vody na dne nádoby podopierajú nádobu na povrchu a vyrovnávajú silu gravitácie, ktorá na ňu pôsobí. Tlakové sily pôsobia na dno a steny nádob naplnených kvapalinou: naliatím ortuti do gumového balóna vidíme, že jeho dno a steny sú ohnuté smerom von. (Pozri prílohu 5.6)
Napokon tlakové sily pôsobia zo strany niektorých častí kvapaliny na iné. To znamená, že ak by sme odstránili akúkoľvek časť kvapaliny, tak aby sa zachovala rovnováha zvyšnej časti, museli by na vytvorený povrch pôsobiť určité sily. Sily potrebné na udržanie rovnováhy sa rovnajú tlakovým silám, ktorými odvádzaná časť kvapaliny pôsobila na zvyšnú časť.
4.2 Tlak
Tlakové sily na steny nádoby obsahujúcej kvapalinu alebo na povrch pevnej látky ponorenej do kvapaliny nepôsobia v žiadnom špecifickom bode na povrchu. Sú rozmiestnené po celom povrchu kontaktu tuhá látka-kvapalina. Preto sila tlaku na daný povrch závisí nielen od stupňa stlačenia tekutiny, ktorá je s ním v kontakte, ale aj od veľkosti tohto povrchu.
Aby bolo možné charakterizovať rozloženie tlakových síl bez ohľadu na veľkosť povrchu, na ktorý pôsobia, je zavedený pojem tlak.
Tlak na sekciu povrchu je pomer tlakovej sily pôsobiacej na túto sekciu k ploche sekcie. Je zrejmé, že tlak sa číselne rovná tlakovej sile pôsobiacej na povrch, ktorej plocha sa rovná jednotke.
Tlak budeme označovať písmenom p. Ak je sila tlaku na daný úsek F a plocha úseku je S, potom bude tlak vyjadrený vzorcom
p = F/S.
Ak sú tlakové sily rovnomerne rozložené po určitom povrchu, potom je tlak v každom bode rovnaký. Ide napríklad o tlak na povrch piesta stláčajúceho kvapalinu.
Často sa však vyskytujú prípady, kedy sú tlakové sily rozložené po povrchu nerovnomerne. To znamená, že na rovnaké oblasti na rôznych miestach povrchu pôsobia rôzne sily. (Pozri prílohu 7)
Nalejte vodu do nádoby, v ktorej bočnej stene sú vytvorené rovnaké otvory. Uvidíme, že spodný prúd vyteká do väčšej vzdialenosti, horný do menšej.
To znamená, že na dne nádoby je väčší tlak ako na jej vrchu.
4.3 Princíp činnosti spojovacích nádob.
Plavidlá, ktoré majú medzi sebou komunikáciu alebo majú spoločné dno, sa zvyčajne nazývajú komunikujúce.
Vezmite rad nádob rôznych tvarov, ktoré sú v spodnej časti spojené rúrkou.
Obr. Vo všetkých prepojených plavidlách je voda na rovnakej úrovni
Ak do jednej z nich nalejete kvapalinu, kvapalina pretečie trubicami do zvyšných nádob a usadí sa vo všetkých nádobách na rovnakej úrovni (obr. 5).
Vysvetlenie je nasledovné. Tlak na voľné povrchy kvapaliny v nádobách je rovnaký; rovná sa atmosférickému tlaku.
Všetky voľné plochy teda patria k rovnakej rovnej ploche, a preto musia byť v rovnakej horizontálnej rovine. (Pozri prílohu 8, 9)
Čajová kanvica a jej výlevka sú prepojené nádoby: voda je v nich na rovnakej úrovni. To znamená, že výlevka kanvice musí siahať do rovnakej výšky ako horný okraj nádoby, inak sa kanvica nedá naliať až po vrch. Keď kanvicu nakloníme, hladina vody zostane rovnaká a výtok klesne; keď klesne na hladinu vody, voda sa začne vylievať.
Ak je kvapalina v prepojených nádobách na rôznych úrovniach (to sa dá dosiahnuť umiestnením priehradky alebo svorky medzi prepojené nádoby a pridaním kvapaliny do jednej z nádob), potom sa vytvorí takzvaný tlak kvapaliny.
Hlava je tlak, ktorý vytvára hmotnosť stĺpca kvapaliny s výškou rovnajúcou sa rozdielu hladiny. Pod vplyvom tohto tlaku bude kvapalina, ak je odstránená svorka alebo priehradka, prúdiť do nádoby, kde je jej hladina nižšia, až kým sa hladiny nevyrovnajú.
Úplne iný výsledok sa získa, ak sa do rôznych kolien komunikačných nádob nalejú nehomogénne kvapaliny, to znamená, že ich hustoty sú rôzne, napríklad voda a ortuť. Spodný stĺpik ortuti orezáva vyšší stĺpik vody. Ak vezmeme do úvahy, že podmienkou rovnováhy je rovnosť tlakov vľavo a vpravo, zistíme, že výška stĺpcov kvapaliny v prepojených nádobách je nepriamo úmerná ich hustotám.
V živote sú celkom bežné: rôzne kanvice na kávu, kanvice, poháre na odmerku vody na parných kotloch, zámky, vodovodné potrubia, ohnutá rúra s kolenom - to všetko sú príklady komunikujúcich nádob.
Princíp fungovania komunikujúcich nádob je základom práce fontán.
Technické usporiadanie fontán
Dnes sa málokto zamýšľa nad tým, ako fontány fungujú. Sme na ne takí zvyknutí, že okoloidúcim vrháme len neopatrný pohľad.
A naozaj, čo je na ňom také zvláštne? Strieborné prúdy vody pod tlakom stúpajú k oblohe a rozptyľujú sa do tisícok krištáľových striekancov. Ale v skutočnosti nie je všetko také jednoduché. Fontány sú vodotryskové, kaskádové, mechanické. Fontány sú petardy (napríklad v Peterhofe), rôznych výšok, tvarov a každá má svoje meno.
Predtým boli všetky fontány s priamym tokom, to znamená, že pracovali priamo z vodovodu, teraz používajú „recirkulačný“ prívod vody pomocou výkonných čerpadiel. Fontány tiež prúdia rôznymi spôsobmi: dynamické prúdy (môžu meniť výšku) a statické prúdy (prúd je na rovnakej úrovni).
Väčšina fontán si zachováva svoju historickú hodnotu
ich vzhľad, len ich „výplň“ je moderná. Aj keď, samozrejme, boli postavené aj predtým, na slávu, jedným z takýchto príkladov je fontána v Alexandrovej záhrade.
Má už 120 rokov, no niektoré fajky sa zachovali v dobrom stave. (Pozri prílohu 10)
II ... Pôsobenie rôznych modelov fontán.
Fontána v prázdnote.
Urobil som výskum na tému „Fontána v prázdnote“. Na to som si vzal dve fľaše. Na prvý som nasadil gumenú zátku a prevliekol cez ňu tenkou sklenenou trubičkou. Na opačný koniec nasaďte gumenú hadičku. Do druhej banky som nalial tónovanú vodu.
Pomocou pumpy som odčerpal vzduch z prvej banky, otočil som banku. Gumovú hadičku som ponoril do druhej banky s vodou. Kvôli rozdielu tlaku sa voda z druhej banky naliala do prvej.
Zistil som, že čím menej vzduchu v prvej banke, tým tvrdší prúd z druhej zasiahne.
Fontána Volavka.
Urobil som výskum na tému Volavej fontány. Na to som potreboval vyrobiť zjednodušený model Volavej fontány. Vzal som malú banku a vložil som do nej kvapkadlo. Pri mojom experimente na tomto modeli som banku položil jej hrdlom. Keď som otvoril kvapkadlo, voda sa z banky vyliala prúdom.
Potom som banku spustil trochu nižšie, voda sa liala oveľa pomalšie a prúd sa oveľa zmenšil. Po vykonaní príslušných zmien som zistil, že výška prúdu vo fontáne závisí od vzájomnej polohy komunikujúcich plavidiel.
Závislosť výšky prúdu vo fontáne od vzájomnej polohy komunikujúcich nádob. (Pozri prílohu 11)
Závislosť výšky prúdnice vo fontáne od priemeru otvoru.
(Pozri prílohu 12)
Záver: výška trysky fontány závisí od:
Z relatívnej polohy spojovacích nádob platí, že čím vyššia je jedna zo spojovacích nádob, tým väčšia je výška prúdu.
Čím menší je priemer otvoru, tým vyššia je výška trysky.
Model fontány
Aby ste mohli postaviť fontánu na osobnom pozemku, musíte vytvoriť model fontány, zistiť, ako postaviť fontánu a kde nainštalovať nádrž na zásobovanie vodou. Konštrukcia fontány bola vyrobená doma. Po zdobení samotného modelu fontány
Pomocou kvapkadla bola k nej pripevnená banka (pozri prílohu 13) Ak banku spustíte dole,
potom bude voda vytekať veľmi pomaly a ak zdvihnete banku na druhú policu, voda sa bude liať veľkým prúdom.
III. Záver.
Účelom mojej práce bolo rozšíriť oblasť osobných vedomostí na tému „Komunikačné nádoby“, využiť získané poznatky na splnenie kreatívnej úlohy. V priebehu práce som odpovedal na otázku, čo je hybnou silou práce fontán a dokázal som vytvoriť rôzne funkčné modely fontán.
Postavil som model fontány, študoval technické usporiadanie fontán. Uskutočnil experimenty na tému „Komunikačné nádoby“.
V budúcnosti plánujeme so starým otcom na našom osobnom pozemku postaviť fontánu s využitím poznatkov a údajov, ktoré sme získali pri výskume technického usporiadania fontán.
záver: Voda vo fontáne vo fontáne funguje podľa princípu „Volavkovej fontány“.
IV. Bibliografia.
"Fyzická encyklopédia" generálny riaditeľ A.M. Prokhov.
mesto Moskva. Ed. "Sovietska encyklopédia" 1988, 705 s.
D. A. Kuchariants a A. G. Raskina "Záhrady a parky palácových súborov Petrohradu a predmestí".
Dodatok 9.
Dodatok 10.
Dodatok 11.
Priemer otvoru
Výška nádrže
Výška trysky
0,1 cm
50 cm
2,5 cm
0,1 cm
1 m
3,5 cm
0,1 cm
130 cm
5 cm
Dodatok 12.
Priemer otvoru
Výška nádrže
Výška trysky
0,1 cm
50 cm
2,5 cm
0,3 cm
50 cm
2 cm
0,5 cm
50 cm
1,5 cm
Dodatok 13.
Dodatok 14.
"Encyklopedický slovník mladého fyzika" Comp. V.A.Čujanov - 2. Moskva: Pedagogika, 1991 - 336 strán.
Vyplnili žiaci 7. ročníka
Mokaev Alim, Tumenov Amiran, Boziev Islam, Orakova Margarita
Cieľ: zvážte fungovanie zákona o spojovacích nádobách na príklade prevádzky obehových fontán.
Úlohy:
1. Preštudovať si materiál o fontánach: ich typy a princípy fungovania.
2. Navrhnite rozloženie cirkulačnej fontány
3. Vytvoriť prasiatko z fontán mesta Nalčik.
4. Analyzujte získané informácie a vyvodte závery o štruktúre a prevádzke fontán.
metódy:
Štúdium literárnych a iných informačných zdrojov, vykonávanie experimentov, analýza informácií a výsledkov.
Naliehavosť problému
Vplyv vody na človeka možno nazvať skutočne magickým. Šumenie fontány zmierňuje stres, upokojuje a dáva zabudnúť na úzkosť.
Teraz nápady umenia dostali nové stelesnenie - spájajúce nápady architektov, umelcov a špecialistov v oblasti špičkových technológií .
Zariadenie fontány je založené na princípe komunikujúcich nádob, ktoré sú nám známe z fyziky: V prepojených nádobách akéhokoľvek tvaru a prierezu sú povrchy homogénnej kvapaliny nastavené na rovnakú úroveň .
Voda sa zhromažďuje v nádobe umiestnenej nad nádržou fontány. V tomto prípade sa tlak vody na výstupe z fontány bude rovnať rozdielu vo výškach vody H1. V súlade s tým, čím väčší je rozdiel v týchto výškach, tým silnejší je tlak a tým vyšší je prúd fontány. Priemer výstupu fontány ovplyvňuje aj výšku trysky fontány. Čím je menšia, tým vyššie bije fontána.
Cirkulujúca fontána
V obehových fontánach voda prúdi v začarovanom kruhu. Ich hlavná nádrž je umiestnená na dne. Voda z nádrže stúpa hore hadicou pomocou čerpadla. Hadica ide dovnútra a nie je viditeľná zvonku. Fontány založené na princípe cirkulácie nevyžadujú prívod vody do nich. Vodu stačí naplniť raz a potom doliať, keď sa vyparí.
Prírodné fontány
gejzíry, pramene a
artézske vody
Umelé fontány:
ulica, krajina, interiéru
Fontána v kúpeľnom hoteli
"Sindica"
Fontána pred štátom kino a koncertná sála
Fontána v kine
"východ"
Fontána na avenue Šógentsuková
Fontána na námestí 400. výročia znovuzjednotenia s Ruskom
10 najúžasnejšie fontány na svete
Moonlight Rainbow Fountain (Soul) - najdlhšia fontána na moste
2. Fontána kráľa Fahda (Jeddah) -
najvyšší
3. Fontánový komplex Dubajská fontána (Dubaj) – najväčšia a najdrahšia
4. Korunná fontána (Chicago) -
najmedzinárodnejší
5. Fontány Peterhof (Petrohrad) - najluxusnejšie
6. Fontána bohatstva (Singapur) – fontána Feng Shui
7. Bellagio Fountain (Las Vegas) – najznámejšia tancujúca fontána Ameriky
8. Stúpajúce fontány (Osaka)
- najvzdušnejší
9. Ortuťová fontána (Barcelona)
- najjedovatejší
Experimentálna časť práce
Vyrobiť fontánu je problém, alebo úloha, ktorú treba vyriešiť. Prirodzene, okamžite nastali vývojové problémy.
hypotéza:
- Aby ste sa pokúsili vytvoriť fontánu, použite skutočnosť, že homogénna kvapalina je na rovnakej úrovni v prepojených nádobách
- Ak fontána funguje, zistite, či výška fontány závisí od priemeru trubice
Výsledky práce:
Radi by sme vám predstavili obehové fontány.
Uskutočnil sa výskum: "Kontrola závislosti výšky stĺpa fontány od priemeru trubice"
záver:
Výška fontány závisí od priemeru trubice. Čím menší je priemer trubice, tým vyšší je stĺp fontány.
závery:
1. Všetky fontány používajú komunikačné nádoby
2. V komunikujúcich nádobách má tendenciu homogénna kvapalina byť na rovnakej úrovni
3. Fontána bije kvôli rozdielu vo výškach vody v komunikujúcich nádobách
4. Rozdiel medzi fontánami - v spôsobe prívodu vody do hlavnej nádrže
Výsledky:
- Prasiatko s fontánami mesta Nalčik
2. Urob si sám obehové fontány
Ciele:
rozvíjanie
- rozvoj tvorivých schopností žiakov (predstavivosť, pozorovanie, pamäť, myslenie); rozvoj schopnosti nadväzovať interdisciplinárne prepojenia (fyzika, dejepis, MHC, geografia); rozvoj jemných motorických zručností pri navrhovaní modelov;
- zopakovať základné vlastnosti komunikujúcich nádob; určiť dôvod inštalácie na rovnakej úrovni homogénnej kvapaliny v komunikujúcich nádobách akéhokoľvek tvaru; uviesť praktickú aplikáciu komunikačných nádob; rozobrať princíp fungovania fontány Volavka
- naučiť sa vidieť krásu v okolitom svete; formovať pocit zodpovednosti za pridelenú prácu; podporovať schopnosť počúvať a počuť; zvýšiť všeobecnú intelektuálnu úroveň; podporiť záujem o fyziku
- Videoprezentácia fontán
- Úvod
Hovorí sa, že existujú tri veci, na ktoré sa dá pozerať donekonečna – oheň, hviezdy a voda. Kontemplácia vody – či už je to tajomná hĺbka rovnej hladiny, alebo priezračné potoky, ktoré sa niekam rútia a rútia sa ako živé – je nielen na duši príjemné a zdraviu prospešné. Je v tom niečo primitívne, a preto sa človek vždy usiluje o vodu. Nie nadarmo sa deti dokážu hrať celé hodiny aj v blízkosti obyčajnej dažďovej mláky. Prečo sú fontány tak priťahované k sebe? Tak magicky očarujúce? Možno preto, že v šuchote, šumení, šume ich tečúcich prúdov počuť smiech morskej panny, prísny výkrik vodného kráľa či žblnkot zlatej rybky? Alebo preto, že bijúce penové prúdy v nás prebúdzajú rovnakú radosť a slasť ako pramene, potôčiky a vodopády. Vzduch v blízkosti zásobníka je vždy čistý, svieži a chladný. A nie nadarmo sa hovorí, že voda „čistí“, „umýva“ nielen telo, ale aj dušu.
Asi každý si všimol, o koľko ľahšie sa pri vode dýcha, ako mizne únava a podráždenie, ako osviežuje a zároveň upokojuje pobyt pri mori, rieke, jazere či rybníku. Už v dávnych dobách ľudia premýšľali o tom, ako vytvoriť umelé nádrže, obzvlášť ich zaujímala hádanka tečúcej vody.
- História vývoja fontán
Prvé fontány sa objavili v r staroveké Grécko... Mali veľmi jednoduchú štruktúru a vôbec nevyzerali ako nádherné fontány našej doby. Ich menovanie bolo čisto praktické. Zásobovať mestá a obce vodou. Postupne začali Gréci zdobiť svoje fontány. Položili ich kachličkami, postavili sochy, dosiahli vysoké potoky. Fontány sa stali atribútom takmer každého mesta. Obložené mramorom, s mozaikovým dnom, boli kombinované s vodnými hodinami, potom s vodným organom, potom s bábkovým divadlom, kde sa postavy pohybovali pod vplyvom trysiek. Historici opisujú fontány s mechanickými vtákmi, ktoré veselo spievali a stíchli, keď sa zrazu objavila sova.
Po starých Grékoch sa v Ríme začali stavať fontány. Samotné slovo fontána má rímske korene. Rimania výrazne zlepšili usporiadanie fontán. Pre fontány vyrábali Rimania fajky z pálenej hliny alebo olova. Počas rozkvetu Ríma sa fontána stala povinným atribútom všetkých bohatých domov. Dno a steny fontán boli zdobené dlaždicami. Prúdy vody tryskali z úst krásnych rýb či exotických zvierat.
Vývoj fontán uľahčil vynález zákona o komunikujúcich nádobách starogréckou mechanikou, pomocou ktorého patricijovia usporiadali fontány na nádvoriach svojich domov. Ozdobné fontány staroveku možno bezpečne nazvať prototypom moderných fontán.
Po páde antického sveta sa fontána opäť mení len na zdroj vody. Oživenie fontán ako umenia začína až v období renesancie. Fontány sa stávajú súčasťou architektonického celku, jeho kľúčovým prvkom.
Najznámejšie sú fontány vo Versailles vo Francúzsku a Peterhof v Rusku.
Moderné fontány sú krásne nielen cez deň, keď sa lesknú a trblietajú na slnku, ale aj večer, keď sa menia na farebno-hudobný vodný ohňostroj. Neviditeľné lampy ponorené do vody spôsobujú, že jej trysky sú jemné fialové alebo jasne oranžové, takmer ohnivé alebo nebesky modré. Viacfarebné trysky bijú a vydávajú zvuky, ktoré sa spájajú do melódie...
F.I. Tyutchev.
FONTÁNA
Vyzerajte ako živý oblak
Žiarivá fontána víri;
Ako horí, ako sa drví
Jeho vlhký dym na slnku.
Zdvihol lúč k oblohe, on
Dotkol sa drahocennej výšky -
A opäť s prachom vo farbe ohňa
Odsúdený klesnúť k zemi.
Vodné delo o smrteľnej myšlienke,
Ó, nevyčerpateľné vodné delo!
Aký nepochopiteľný zákon
Usiluje sa o vás, trápi vás to?
Ako dychtivo sa ponáhľaš do neba!
Ale ruka je neviditeľne smrteľná
Tvoj tvrdohlavý lúč, lámajúci sa
Kvapky v spreji z výšky.
- Ako funguje fontána
Zážitok zo skúmavky a lievika
OTÁZKY pre deti (úlohy)
Úloha 1. Historická. Obyvatelia moderného Ríma dodnes využívajú zvyšky akvaduktu, ktorý postavili ich predkovia. No rímsky akvadukt nebol položený v zemi, ale nad ňou, na vysokých kamenných stĺpoch. Inžinieri sa obávali, že v nádržiach spojených veľmi dlhou rúrou (alebo žľabom) sa voda neusadí na rovnakej úrovni, že po svahoch pôdy v niektorých oblastiach voda nebude tiecť nahor. Preto zvyčajne dávali zásobe vody rovnomerný sklon pozdĺž celej cesty (často to vyžadovalo buď viesť vodu okolo alebo postaviť vysoké pevné podpery). Jedna z rímskych rúr je dlhá 100 km, pričom priama vzdialenosť medzi jej koncami je polovičná.
? Mali inžinieri starovekého Ríma pravdu? Ak nie, aká je ich chyba?
Úloha 2. Stavba. K dispozícii máte pravítko a spojovacie nádoby naplnené kvapalinou.
? Ako ich môžem použiť na nakreslenie striktne vodorovnej čiary na doske? Ukážte to. Zamyslite sa nad tým, kde v praxi by ste sa s takýmto problémom mohli stretnúť.
Zážitok z fontány vo vzduchu
Fontána Volavka
Jedným zo zariadení, ktoré opísal starogrécky vedec Heron z Alexandrie, bola magická fontána Heron. Hlavným zázrakom tejto fontány bolo, že voda z fontány tryskala sama, bez použitia akejkoľvek externý zdroj voda. Princíp fungovania fontány je jasne viditeľný na obrázku. Pozrime sa bližšie na to, ako fungovala Volavkova fontána.
Geronovova fontána pozostáva z otvorenej misy a dvoch zapečatených nádob umiestnených pod misou. Z hornej misky do spodnej nádoby vedie úplne utesnená trubica. Ak nalejete vodu do hornej misky, voda začne prúdiť cez trubicu do spodnej nádoby a vytlačí odtiaľ vzduch. Keďže samotná spodná nádoba je úplne utesnená, vzduch vytlačený vodou cez utesnenú trubicu prenáša tlak vzduchu do strednej nádoby. Tlak vzduchu v strednej nádrži začne vytláčať vodu a fontána začne fungovať. Ak bolo na začatie práce potrebné naliať vodu do hornej misky, potom sa na ďalšiu prevádzku fontány už použila voda, ktorá vstúpila do misky zo strednej nádoby. Ako vidíte, štruktúra fontány je veľmi jednoduchá, ale to je len na prvý pohľad.
Stúpanie vody do hornej misky sa uskutočňuje tlakom vody s výškou H1, pričom fontána dvíha vodu do oveľa väčšej výšky H2, čo sa na prvý pohľad zdá nemožné. Koniec koncov, toto by si malo vyžadovať oveľa väčší tlak. Fontána by nemala fungovať. Ale znalosti starých Grékov sa ukázali byť také vysoké, že uhádli, že tlak vody zo spodnej nádoby prenesú do strednej nádoby nie vodou, ale vzduchom. Keďže hmotnosť vzduchu je oveľa nižšia ako hmotnosť vody, tlaková strata v tejto oblasti je veľmi malá a fontána dopadá z misy do výšky H3. Výška prúdu fontány H3, bez zohľadnenia tlakových strát v potrubiach, sa bude rovnať výške vodnej výšky H1.
Aby teda bola voda fontány čo najvyššie, je potrebné urobiť konštrukciu fontány čo najvyššie, čím sa zväčší vzdialenosť H1. Okrem toho musíte strednú nádobu zdvihnúť čo najvyššie. Pokiaľ ide o fyzikálny zákon o zachovaní energie, je plne dodržaný. Voda zo strednej nádoby vplyvom gravitácie prúdi do spodnej nádoby. To, že sa takto prediera cez hornú misku a zároveň tam bije fontánou, nijako neodporuje zákonu o zachovaní energie. Ako si viete predstaviť, prevádzkový čas takýchto fontán nie je nekonečný, nakoniec všetka voda zo strednej nádoby pretečie do spodnej a fontána prestane fungovať. Na príklade zariadenia Herónovej fontány vidíme, aké vysoké boli znalosti vedcov starovekého Grécka
- Fontány z Peterhofu
Na východe sa nachádza palác Monplaisir, kaskáda Šachová hora a rímske fontány, fontány Pyramída a Slnko a fontány na cracker. V západnej časti sa nachádza pavilón Ermitáž a palác Marly, kaskáda Golden Mountain, Manažérske fontány a Kloshi. Nie náhodou si Peter vybral toto miesto na stavbu Peterhofu. Pri skúmaní oblasti objavil niekoľko vodných plôch napájaných prameňmi vyvierajúcimi zo zeme. Počas leta 1721 boli vybudované stavidlá a kanál, po ktorých gravitáciou tiekla voda z nádrží z Ropšských výšin do zásobných bazénov Hornej záhrady, a tu sa dali usporiadať len malé tryskové fontánky. Iná vec je Dolný park, ktorý sa rozprestiera na úpätí terasy. Voda zo 16-metrovej výšky potrubím z bazénov Hornej záhrady sa podľa princípu komunikujúcich nádob rúti dole silou, aby stúpala v mnohých vysokých prúdoch vo fontánach parku. Spolu Dolný park a Hornej záhrade sú 4 kaskády a 191 fontán (vrátane vodných del kaskád).
Zásady zásobovania vodou, ktoré našiel Peter Veľký, platia dodnes a svedčia o talente zakladateľa Peterhofu.
Počas Veľkej vlasteneckej vojny fašistickí útočníci úplne zničili fontánový systém Petrodvorets. Odstránili a odstránili sochy, vrátane slávnej sochy „Samson“, ktorá bola rozrezaná na kusy a tiež odoslaná do Nemecka; Našťastie väčšina sôch a iných umeleckých diel bola včas evakuovaná.
Sovietska armáda, ktorá oslobodila Petrodvorec, tam našla len ruiny; fontánový systém bol zničený na 80 percent. V súčasnosti sú v dôsledku rozsiahlych reštaurátorských prác obnovené hlavné fontány Petrodvorcov.
- Fontány v literatúre
Fontány oddávna priťahovali umelcov a básnikov. O týchto čarovných prúdoch vody bolo napísaných veľa básní. Jednou zo slávnych básní je báseň A.S. Puškinova "Bachčisaraiova fontána" (úryvok)
Fontána lásky, fontána žije!
Priniesol som ti dve ruže ako darček.
Milujem tvoje neustále rozprávanie
A poetické slzy.
Tvoj strieborný prach
Kropí ma studenou rosou:
Ach, lajka, lajka, kľúč je potešujúci!
Zamrmlajte, zamrmlajte mi svoju pravdu...
Naši chlapci boli tiež pozvaní, aby sa vyskúšali v úlohe básnikov. Vypočujme si, čo z toho vzniklo.
Básne chlapov
- Záver
atď.................