Как сделать свой фонтан своими руками физика 7 класс

Берем бутылочку со вставленной в пробку трубочкой из стрержня шариковой ручки или обыкновенной аптечной пипетки. Только у нее стеклянная трубочка слишком коротка. Поэтому лучше оставить и резиновый мешочек, срезав его донышко ножницами.

В пробке прожги раскаленным гвоздем отверстие и вставь в него трубочку очень туго. Если получится слабовато, залей щель воском или варом. Подбери небольшую бутылочку, которую пробка закрывала бы плотно.

Налей в эту бутылочку почти до горлышка воду, слегка подкрашенную чернилами, и заткни пробкой.
Вода в бутылочке находится под атмосферным давлением. Снаружи давление такое же.

Как сделать, чтобы фонтан забил?

Опыт 1

Для этого есть два способа. Первый — уменьшить давление снаружи.
Поставь бутылочку в мелкую тарелку. Налей в эту тарелку немного воды и разложи листки промокательной бумаги. Возьми трехлитровую стеклянную банку и подержи ее перевернутой над горящей свечой, над плитой или электроплиткой. Пусть прогреется хорошенько, пусть наполнится горячим воздухом.

Готово?
Ставь ее вверх дном на тарелку, края — на промокашку. Теперь бутылочка накрыта. Воздух в банке начнет остывать, вода из тарелки будет всасываться. Скоро она вся уйдет под банку. Эй, берегись, сейчас воздух проскочит под краями! Но мы ведь не зря подложили промокашку. Крепко надави на дно банки, она прижмет мокрые листки, и воздух не проскочит. Фонтан забьет!

Опыт2

Фонтан можно привести в действие и другим способом. Воздух в бутылочке надо сжать! Возьми верхний конец трубочки в рот и вдувай воздух сколько хватит силы. Из нижнего конца трубочки побегут пузырьки.

А теперь отпускай. Смотри, как славно забил наш фонтан!
Жаль только, что он недолго действует. Это потому, что запас сжатого воздуха быстро кончается. Чтобы фонтан работал дольше, надо воды в бутылочку наливать немного. Все равно для работы фонтана ее хватит, а воздуха в бутылочку войдет больше. И подкрашивать воду чернилами не надо. Ведь этот фонтан будет бить не под стеклянной банкой, он и без чернил хорошо будет виден. А трубочку здесь приходится брать в рот.

Опыт 3

Этот фонтан похож на предыдущий. Внутри бутылочки создается повышенное давление. Только не вдуванием воздуха, а другим способом.

Положи в бутылочку несколько кусочков мела и заполни ее на три четверти уксусом. Быстро закупорь ее пробкой с трубочкой и поставь в раковину или большой таз, чтобы уксус не попал, куда не надо. Ведь в бутылочке начнет выделяться углекислый газ, и под его давлением из трубки забьет уксусный фонтан!

ФОНТАН В БУТЫЛКЕ

Возьмите небольшую бутылку или флакон, просверлите в пробке отверстие и вставьте в него отработанный длинный стержень от шариковой ручки. Предварительно нужно очистить стержень от остатков пасты, используя для этого проволочку и кусочек ваты, смоченной в одеколоне. Для лучшей герметичности залепите пластилином место на пробке, где вставлена трубка. Стержень должен немного не доходить до середины флакона, а его наружный конец пусть возвышается над пробкой на несколько сантиметров. Отверстие конца стержня, который находится внутри флакона, предварительно надо уменьшить в диаметре. Это можно сделать, вставив в него пробочку из куска спички и проколов ее тонкой иголкой.

Налейте в кастрюльку воду, поставьте в нее флакон (чтобы он не плавал!) и доведите воду до кипения. Пусть вода покипит несколько минут. Пока вода кипит, приготовьте на столе стакан с водой, подкрашенной красной акварельной краской или крупинкой марганцовки. На стакан положите кусок картона с отверстием, в которое сможет войти горлышко бутылочки или флакона со стержнем от шариковой ручки.

Теперь надо действовать решительно и быстро: выньте флакон из кипящей воды и, перевернув вверх дном, вставьте его в отверстие приготовленной картонки на стакане, при этом наружный конец стержня опустится в подкрашенную воду. Из кончика стержня во флаконе начнет бить тонкая цветная струйка фонтана. Когда вы кипятили воду, часть горячего воздуха, расширившегося от нагревания, вышла из флакона, в нем образовалось разреженное пространство, а наружное атмосферное давление вогнало в него воду из стакана. При этом струйка холодной воды тоже помогла охладить воздух внутри флакона и уменьшить его объем.

Теперь, когда струя перестала подниматься, посмотрите, сколько воды набралось во флакон. Ровно столько воздуха вышло из него, когда его готовили к опыту — кипятили в кастрюльке.

ФОНТАН НА СТОЛЕ

Понадобится трубка длиной 30−40 см, чем она шире, тем дольше будет бить фонтан. Вырежем два кружка, плотно входящих в трубку. Пустой стержень от шариковой ручки наискось разрежем пополам. Наконечник вынем, изнутри иголкой вытолкнем шарик и вставим наконечник обратно.

Половина стержня с наконечником пропущена сквозь один кружок, вторая половина сквозь другой. Наискось режут для того, чтобы половинки, даже уперевшись в кружки, не оказались закрытыми.

Нижним концом игрушки зачерпываем воду из ванны и ждём, когда польётся из наконечника. Затем переворачиваем. Вода остаётся только между кружками. В этом положении опускаем игрушку в ванну, что показано на другом рисунке.
Вода заполняет игрушку снизу, вытесняя воздух в отсек между кружками. Он давит на воду, находящуюся там, — и из наконечника бьёт струя.

Теперь можно приступить к изготовлению настольного фонтана. Понадобятся пластмассовые кубики, тарелка тоже из пластмассы, трубки и опять же пустой стержень с наконечником. На третьем рисунке — схема того, что выйдет (только не показан каркас, на котором всё закреплено).

При начале действия вода находится в верхних кубиках. Вода из первого верхнего течёт во второй нижний. Обратите внимание, трубка обрезанным наискось концом упёрта в дно кубика. Воздух из него по следующей трубке поступает во второй верхний кубик. Также обратите внимание, что эта трубка проведена от «потолка» до «потолка». И так далее. Из последнего верхнего кубика бьёт фонтан в тарелку. Из неё вода течёт в первый нижний.

Если бы мы взяли только пару кубиков, то фонтан получился бы маленьким. А здесь — столб воды из тарелки вниз, потом из первого верхнего кубика вниз, потом из второго верхнего вниз. С каждым столбом давление возрастает, а с ним и высота струи. По сути, перед нами как бы водонапорная башня, которую разрезали на три части (как колбасу поперёк) и поставили их в ряд. Можно взять не три пары кубиков, а любое число пар.

По окончании действия вся вода оказывается в нижних кубиках. Переворачиваем установку. Перезарядка занимает секунды, так как воду сдерживал наконечник, а воздух через него выходит быстро.

Установка будет выглядеть красивее, и работать будет чётче, если кубики поставить на ребро, а ещё лучше на угол. Тогда настольный фонтан из кубиков будет иметь форму ромба. Тарелку можно обрезать в виде цветка, верхние кубики будут «листьями», нижние — «корнями». Для украшения можно посадить еще и бабочку!

Источники: Источник: «Здравствуй физика» Л. Гальперштейн

Источник

Как сделать фонтан Герона из пластиковых бутылок своими руками

Фонтан Герона из бутылок своими руками – уникальное и интересное изобретение, которое способно удивить и взрослых, и детей. Сделать его можно в домашних условиях из использованной пластиковой тары. Главное, подготовить в нужном количестве расходный материал и следовать несложной инструкции. Если самодельный фонтан будет украшать сад, придомовую территорию, то его можно эффектно задекорировать, спрятав в кувшин, игрушку.

Принцип действия фонтана Герона из бутылок

Чтобы собрать фонтан в домашних условиях из бутылок, необходимо ознакомиться с принципом его работы, особенностями устройства. Основой в данном случае является механизм гидропневматики, где выталкивание воды струей вверх происходит за счет работы воздуха и самой жидкости. Кроме этого, здесь не последнюю роль играет гравитация, создающая в системе фонтана нужное давление. Составляющими такой конструкции выступают три емкости:

1. Чаша, которую условно можно обозначить стартовым местом, откуда вода начинает свое перемещение по системе. Представляет она собой открытый резервуар, напоминающий по внешнему виду миску, тарелку. Из этой чаши жидкость по тонкой трубке направляется в пустую тару, находящуюся в самом низу фонтана.
2. Нижний резервуар (пустой), он необходим для создания давления из стекающей с чаши жидкости, которая сжимает находящийся в нем воздух. В результате вода струей выталкивается вверх. Помимо этого, в данной пустой емкости собирается жидкость, создающая то самое нужное давление. Вода остается здесь до следующей перезарядки системы.
3. Верхний резервуар, который в заряженном состоянии наполнен водой. Это та жидкость, что выходит наружу в виде тонкой струи. Процесс выталкивания осуществляют за счет сжатого воздуха – давления, которое появилось в нижней емкости. Поступая по тонкой трубке в верхний резервуар, воздух выталкивает оттуда воду. А она уже в виде фонтанчика опять поступает в чашу, из которой стекает в нижнюю емкость.

Сделанный своими руками фонтан из бутылок не является бесконечным, периодически его нужно перезаряжать. Ничего трудного и сложного здесь нет – полную емкость (нижнюю) устанавливают на место пустого резервуара, который находится сверху, а пустой – на место полного. Чтобы запустить фонтан Герона, достаточно в верхнюю чашу долить немного жидкости.

Схема фонтана Герона из пластиковых бутылок

Для получения рабочего фонтана важно строго придерживаться схемы

Какие инструменты и материалы потребуются

Для сборки самодельного фонтана из бутылок и трубочек необходимо подготовить следующие расходные материалы и инструменты:

• пластиковая тара (из-под напитков, газированной воды, йогуртов);
• трубочки для коктейля/гибкий шланг;
• термоклей/герметик;
• сверло/гвоздь (для проделывания отверстий);
• фрагменты от толстого стержня шариковой ручки/коннекторы от капельницы (в случае применения гибкого шланга);
• крепежные элементы типа саморезов;
• электродрель;
• плоскогубцы;
• острый нож;
• ножницы;
• маркер;
• наждачная бумага.

Как сделать фонтан Герона из пластмассовых бутылок своими руками

Есть несколько вариантов изготовления фонтана Герона, и из одной бутылки, и из 2-3. Каждый из них имеет свои конструктивные особенности, которые следует учитывать, чтобы система функционировала долго и эффективно.

Как сделать фонтан Герона из одной бутылки

Собрать фонтан из ПЭТ бутылки можно, придерживаясь следующей технологии:

1. Сделать в пробке от пластиковой тары отверстие, просверлив его электродрелью, либо путем использования раскаленного гвоздя. Главное, чтобы соломинка или трубочка входила в него достаточно туго.
   
2. Наполнить емкость водой, но не доверху.
   
3. Вставить пробку в горлышко, в проделанное отверстие – трубку, нижний конец которой должен оказаться в воде, достигнув самого дна.

Чтобы фонтан, изготовленный своими руками из бутылки и пластиковой трубочки, начал функционировать, необходимо сжать находящийся внутри емкости воздух. Для этих целей отлично подойдет насос, применяемый для накачивания мячей.

За неимением насоса можно воспользоваться следующим способом: дунуть через трубочку изо всех сил. Во избежание травмирования губ ее конец не должен иметь никаких зазубрин, заостренностей. При использовании стеклянного элемента конец можно оплавить при помощи парафиновой свечи, горелки. Если это металлическая соломинка, то нужно опилить ее конец мелким напильником.

Фонтан из одной бутылки будет действовать до тех пор, пока в ней находится сжатый воздух. В попытке расшириться он вытесняет из емкости жидкость.

Первый вариант фонтана функционирует при условии достаточного количества сжатого воздуха внутри резервуара. Учитывая этот момент, продлить эффект можно, если удастся периодически подкачивать воздух. Нужно обустроить в пробке еще одно отверстие, через которое установить дополнительную пластиковую трубочку/соломинку. Погружать ее в воду не нужно. Необходимо отогнуть верхний ее конец, и дуть в него, либо накачивать воздух при помощи насоса с вентилем, подойдет и аквариумный компрессор. Работа фонтана из пластиковой бутылки будет продолжаться в этом случае, пока жидкость не закончится.

Как сделать фонтан из двух бутылок

Эту модель фонтана из 2 пластиковых бутылок, которую тоже можно запросто собрать своими руками, делают по следующей схеме:

1. Подготовить две емкости и в пробках просверлить по 2 отверстия под трубочки. Во втором резервуаре должны находиться 2 короткие соломинки.
   
2. Соединить при помощи резиновой трубочки 2 бутылки, установить на разной высоте.
   

Если дунуть в соломинку первой бутылки, то начнется процесс движения воды из нее во вторую пластиковую емкость. Даже если перестать дуть, то жидкость все равно будет течь. Здесь главное, чтобы одно отверстие находилось на определенном расстоянии от другого, была сохранена эта разность высот.

Если попытаться заглушить пальцем выходную трубочку второй емкости, то можно ощутить давление воздуха. Это называют героновым компрессором. Если состыковать шланг и аквариумный распылитель, то такая своеобразная продувка будет функционировать до того момента, пока жидкость из первого резервуара не окажется во втором. Чтобы такой компрессор работал очень долго, а не один час, понадобится емкость большего объема и тонкая трубочка.

Интересно, что фонтан в действительности является разработкой древнего инженера Ктезебея. Он и Герон Александрийский, математик и механик, изобрели множество оригинальных устройств, среди которых двухцилиндровый распылитель однократного действия, автоматический механизм для открывания дверей в храме.

Фонтан Герона из 3 бутылок

Работает фонтан из трех пластиковых бутылок довольно эффективно, бесшумно, хорошо помогает освежить воду в аквариуме, а также повысить уровень влажности в помещении. Алгоритм выполнения работ следующий:

1. Необходимо разрезать одну пластиковую емкость напополам, где верхняя ее часть (с горлышком) будет исполнять роль резервуара для фонтана.
   
2. Следующим этапом идет проделывание отверстий в крышках. Через них будут проходить трубочки/соломки от коктейлей, капельница.
   
3. Нужно произвести стыковку нижней и средней емкости, склеив пробки между собой, их заранее прикрепляют к горловине.
   
4. Чашу, где будет изливаться непосредственно сам фонтан, приклеивают ко дну второго пластикового резервуара. Обязательно в пробке и днище нужно сделать отверстия подходящего диаметра. Все стыковочные участки необходимо хорошо загерметизировать.
   
5. Заполнить верхнюю емкость жидкостью, равной объему второй бутылки. Стекать она будет в нижнюю часть. Возвратить воду в центр фонтана можно, просто перевернув систему.
   

Как только вся вода будет находиться в центральном резервуаре, уникальное устройство начнет действовать, не требуя дополнительных источников питания. Сделать фонтан из бутылки и трубки под силу каждому, если соблюдать определенную последовательность действий. Доливая в верхнюю емкость жидкость, способствуют запуску следующего цикла:

• вода из верхнего резервуара поступает в нижний, провоцируя выход воздуха во вторую бутылку;
• благодаря имеющемуся давлению воздушных масс во втором резервуаре жидкость вынуждена находить для себя выход, и это пластиковая трубочка;
• жидкость поступает в соломинку, направляется вверх и появляется действующий фонтан.

Благодаря фонтану в комнате можно повысить уровень комфорта в ней, микроклимат станет на порядок лучше, уменьшится количество сухого воздуха, влажность будет в оптимальном диапазоне, 40-60%. Это особенно важно для здоровья человека, комнатных культур и домашних питомцев. Это устройство позволит поддерживать влажность воздуха в отопительный сезон, когда ее показатели составляют 22%. Такой увлажнитель, собранный из пластиковой тары, будет способствовать очищению воздуха от частиц пыли, эффективно смягчать его. Фонтан из пластиковых бутылок также будет полезен для рыбок в аквариуме.

Заключение

Фонтан Герона из бутылок своими руками представляет собой довольно интересную конструкцию, которая пригодится в доме. Это одновременно и украшение, и увлажнить воздуха. Для ее изготовления не нужны серьезные финансовые и трудовые затраты, действуя согласно схеме, можно легко и быстро собрать это оригинальное устройство. Особенно интересен фонтан из пластиковых бутылок, сделанный своими руками, будет детям.

Источник