Модель фонтана по физике своими руками как сделать

Физика для самых маленьких: воссоздаем работу фонтана с помощью бутылки и шарика

Дети в любом возрасте любят самые разные научные эксперименты. Особенно если в этом эксперименте можно поучаствовать самому. Это не просто веселое, но и полезное времяпровождение. Например, один несложный эксперимент позволяет детям увидеть, что воздух все-таки занимает место и всегда есть, хотя мы его не видим. Он рассчитан на детей в возрасте от 2 лет до 12 и старше. Его можно упростить или усложнить, в зависимости от уровня развития ребенка.

Необходимые материалы

Для проведения эксперимента вам понадобятся:

• пластиковая бутылка с водой;
• коктейльная трубочка;
• пластилин, герметик или что-то подобное;
• воздушный шарик;
• лоток для сбора воды (по желанию; эксперимент можно провести на улице, в ванной или рядом с раковиной).

Как провести эксперимент

Начните с того, что надуйте шарик и спросите вашего ребенка: «Что находится в шарике?». Отпустите шар и поговорите о том, что происходит. После этого возьмите пустую бутылку и спросите вашего ребенка: «Что находится в бутылке?».

Снова надуйте воздушный шар и наденьте его на пустую бутылку, стараясь не выпустить слишком много воздуха. Спросите своего ребенка:«Почему воздушный шар не опадает?». Если ребенок еще не может ответить на этот вопрос, объясните, что воздушный шар не опускается, потому что бутылка наполнена воздухом, поэтому воздуху внутри воздушного шара некуда деваться.

Теперь можно сделать фонтан из бутылки воды. Осторожно проткните отверстие в пустой бутылке, достаточно большое для того, чтобы вставить соломинку, и запечатайте герметиком или пластилином. (Это самая сложная часть, которую лучше всего выполнять взрослым. Если бутылка мокрая, то материал прилипать к ней будет с трудом).

Спросите своего ребенка: «Как вы думаете, что произойдет, если мы нальем воду?».

Налейте воду в бутылку так, чтобы вода была выше отверстия (убедитесь, что ваша трубочка направлена ​​вверх и чтобы вода по мере наполнения бутылки была на уровне самой верхней части соломки: вспомните из школьного курса физики принцип сообщающихся сосудов). Устраните любые утечки, если таковые обнаружатся.

Снова надуйте воздушный шарик, аккуратно, чтобы не выпустить воздух раньше времени, поместите поверх горлышка бутылки. Теперь позвольте воздуху выходить из шарика: вода будет вытекать из соломинки. И вот у вас готов настоящий фонтан.

Если ребенок не догадается сам, объясните, что воздух из шарика воздействовал на воду и заставлял ее подниматься вверх по трубочке.

Полезные советы

Упростите это упражнение, не задавая много вопросов своему ребенку и просто позволяя ему испытать радость от игры. Надуйте шарик и выпустите воздух из него на руки ребенка. Когда вы покажете эксперимент с фонтаном, объясните, что воздух в воздушном шаре давит на воду, также, как на его руки, поэтому вода поднимается вверх по соломе.

Усложните игру, предложив вашему ребенку предположить, что, по его мнению, произойдет. Вы можете даже пойти дальше и попросить его написать отчет или свои гипотезы.

Позвольте вашему ребенку манипулировать или контролировать те шаги эксперимента, которые ему по силам.

Объясняйте ребенку, что вы делаете. Это поможет понять физические и психические процессы, через которые они проходят, а также пополнит словарный запас.

Используйте новые и описательные слова, такие как «невидимый» и «давление». Это поможет их языковому развитию.

Слушайте, как ваш ребенок разговаривает, когда он переживает свой опыт. Это поможет вам определить уровень его обучения, знаний и понимания, и поможет вам находить различные занятия, соответствующие его уровню и интересам.

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