Мой фонтан по физике 7 класс

Творческо–исследовательский проект «Фонтан»

МКОУ «СОШ №5 г. Ершова Саратовской области»

Творческо–исследовательский проект: «Фонтан»

Шумеева Юлия Николаевна

Срок реализации проекта: 1 неделя

2) Выявление проблемы.

3) История и традиции

4)Принцип действия фонтанов

6) Выработка идей, вариантов

7) Выбор материалов, инструментов, оборудования

8) Разработка технологического процесса

Недавно мы изучили тему «сообщающиеся сосуды», и у нас возникла идея, которую мы и захотела воплотить в реальность. А так как большой фонтан нам сделать не под силу, то мы решили смастерить небольшую действующую модель. Но это не просто фонтан, а практическая работа с использованием свойств сообщающихся сосудов, декоративно оформленная.

Сделать фонтан — это проблема, или задача, которую необходимо решить. Естественно, проблемы по разработке возникли сразу. Первый вопрос, который мы себе задали — как это сделать, из какого материала и с помощью каких инструментов? Какие знания нам понадобятся? Где собирать информацию? Как уложиться в заданный срок и как украсить фонтан декоративно ?

История и традиции.

Действие воды на человека можно назвать поистине магическим. Журчание фонтана снимает стресс, успокаивает и заставляет забыть о тревогах. Специалисты по фен-Шую скажут, что водная стихия «приманивает» здоровье и даже провоцирует карьерный рост. А люди практичные знают, что фонтан увлажняет воздух и к тому же работает как природный ионизатор.

Первые фонтаны возникли в Древнем Египте и Месопотамии. Изначально они использовались не столько для красоты, сколько для полива выращиваемых культур и декоративных растений. Египтяне сооружали фонтаны во фруктовых садах возле дома, где они устанавливались посреди прямоугольного пруда.

Позже по их подобию были построены сады в Толедо, Гранаде и других городах. В садах другого типа единство создавали – вода, цветы, деревья, свет и тень. В таких садах важным акцентом являются полноводные источники, сбегающие с гор, где у подножия их русла искусственно поворачивают, создавая водоемы и водопады.

В Китае и Японии фонтаны имели огромное значение. Самый известный сад Японии – Киото. Его создавали монахи. Каждая часть этого сада имеет особое значение и вызывает у его посетителей особенное состояние души. Ощущение природного подхода к созданию сада основная идея восточного сада. Обходясь песком и камнями мастера могли создать эффект водопада. Создание сада на востоке – это не укрощение окружающей среды, а единение с природой, созерцание и медитация.

В наше время фонтаны соревнуются в разнообразии современных технологий. Фонтан короля Фадха, который находится в Красном море. Он бьет на высоту от 260 до 318 метров.

В современных фонтанах значительную роль играют передовые технологии, новые изобретения.

Теперь идеи искусства получили новое воплощение – соединив в себе задумки архитекторов, художников и специалистов высокотехнических областей. Новым веянием стала фееричная игра цвета, искусство освещения, сочетание музыки, света, динамики.

Ртутный Фонтан, расположенный в Барселоне. Вместо воды в нем течет ртуть! Этот единственный в мире Ртутный Фонтан был построен еще в те времена, когда человечеству не были известны губительные свойства ртути. Сегодня фонтан укрыт колпаком из специального стекла, не пропускающего ртутные пары.

Принцип действия фонтанов

Устройство фонтана основано на принципе сообщающихся сосудов известного нам из физики: В сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне. Воду собирают в емкость расположенную выше бассейна фонтана. При этом давление воды на выходе из фонтана будет равно разнице высот воды H1.

Циркуляционные отличаются тем, что вода в них бежит по замкнутому кругу. Вода из чаши поднимается выше по шлангу с помощью помпы. Шланг проходит внутри и не заметен снаружи. Таким образом, фонтаны, основанные на принципе циркуляции, не требуют подключения к ним водопровода и оттока воды. Достаточно залить воду один раз, а затем уже доливать по мере ее испарения.

Естественные фонтаны: гейзеры, родники и артезианские воды .

Гейзеры. Горячая вода с паром, бьющая фонтаном из отверстия в земле, называется гейзером. Гейзеры всегда расположены там, где находятся вулканы.

Родник, источник, ключ — естественный выход подземных вод на земную поверхность . Человеку нравились бьющие небольшими струями родники. Мастера проявляли чудеса изобретательности, украшая родники.

Артезианская вода – это вода, находящаяся в глубинных пластах Земли и, как правило, выходящая на поверхность под давлением. Обычно находится в пределах впадин, флексур или других геологических структур, образуя тем самым артезианские бассейны. Она находится примерно на глубине от ста до трехсот метров, заключенная между двумя водоупорными слоями. Именно из-за ограничения и давления эта вода обладает сильным напором.

Вода из артезианской скважины считается самой полезной, абсолютно безопасной для употребления. При рассмотрении некоторых факторов, например, при оценке загрязнения гидросферы, это мнение оправдывается, но некоторые негативные моменты зачастую забываются простыми потребителями, не способными разобраться в химических терминах.

Артезианские воды образовывались в очень давние эпохи из-за геологических движений земной коры. Часто артезианские воды путают с грунтовыми водами, но ничего общего, кроме залегания в толщах земной коры, у них нет.

Люди издавна не только наслаждались водопадами и ручьями, реками и морями, но и создавали искусственные водоемы и фонтаны, чтобы любоваться ими. Одним из любимейших гидротехнических сооружений человечества всегда были фонтаны.

Интерьерные, комнатные фонтаны

Размещение фонтана в своем жилище становится центром интерьера жилого помещения, красивый фонтан обычно превращается в любимое место для отдыха всей семьи. Ведь нет ничего более умиротворяющего, чем спокойное созерцание льющейся воды.

Тема фонтанов в дальнейшем получила развитие в целой серии великолепных картин различных мастеров живописи, а также поэзии.

Смотри, как облаком живым
Фонтан сияющий клубится;
Как пламенеет, как дробится
Его на солнце влажный дым.
Лучом поднявшись к небу, он
Коснулся высоты заветной —
И снова пылью огнецветной
Ниспасть на землю осужден.

О смертной мысли водомет,
О водомет неистощимый!
Какой закон непостижимый
Тебя стремит, тебя мятет?
Как жадно к небу рвешься ты!.
Но длань незримо-роковая
Твой луч упорный, преломляя,
Свергает в брызгах с высоты.

Забытый фонтан.И.А.Бунин
Рассыпался чертог из янтаря,

— Из края в край сквозит аллея к дому.

Холодное дыханье сентября

Разносит ветер по саду пустому.

Он заметает листьями фонтан,

Взвевает их, внезапно налетая,

И, точно птиц испуганная стая,

Кружат они среди сухих полян.

Порой к фонтану девушка приходит,

Влача по листьям спущенную шаль,

И подолгу очей с него не сводит…

В ее лице — застывшая печаль,

По целым дням она, как призрак, бродит,

А дни бегут. Им никого не жаль.

Выработка идей и вариантов. Конечно, при практической работе возникает множество идей, моя идея пришла сама собой. Я увидела игрушку – рыбку – и проект уже возник сам по себе. Мы рассмотрели различные типы фонтанов. В наших силах построить комнатный фонтан. Из предложенных принципов работы фонтанов, мы построили проточный фонтан, работающий на законе сообщающихся сосудов.

Выбор материалов, инструментов, оборудования. Материалы: Пластиковая бутылка, картон, клей, краски, бумага, пластилин, трубка от капельницы с регулятором, ёмкость для воды, декоративное оформление.

Разработка технологического процесса

1) Подготовка рабочего места, инструментов, материалов.

2) Подготовить декоративную опору для бутылки.

3) Придать эстетический вид сооружению.

4) Проделать дырку для трубки в скульптуре.

7) Продеть трубку, закрепить её пластилином.

8) Направить трубку наверх.

9).Проверить действие конструкции.

Опыт №1 «Зависимость высоты струи в фонтане от взаимного расположения сообщающихся сосудов.»

Меняя высоту резервуара, при постоянном диаметре отверстия мы измеряли высоту струи фонтана.

Источник

Исследовательская работа «Мир фантанов»

Разделы: Физика

Класс: 7

Ключевые слова: исследовательская деятельность , фонтаны

Витченко Екатерина,
ученица 7 класса

Руководитель:
Казарцева Анна Викторовна,
учитель математики и физики

Введение

Актуальность

Волнующее море, тихое глубокое горное озеро, ручей — все это излюбленные места отдыха многих людей. Водопады, фонтаны, водоемы обладают завораживающим эффектом. К сожалению, мы не всегда можем позволить себе отправиться на берег ручья или горного водопада, поэтому любую возможность воссоединения с природой необходимо воплощать.

Недавно я изучила тему «Сообщающиеся сосуды», и возникла идея, которую я решила воплотить в реальность, создав свой собственный фонтан. История возникновения и создания фонтанов началась еще в Древней Греции, и продолжается по сей день. Фонтаны повсеместно встречаются в нашей жизни, они украшают площади, улицы, парки, внутренние и внешние помещения зданий. Тема моего исследовательского проекта «Мир фонтанов». Созданную нами в ходе выполнения проекта модель можно будет использовать в кабинете физики для демонстрации работы фонтана.

Цель: создать и исследовать модель фонтана для демонстрации применения закона сообщающихся сосудов.

Задачи:

• изучить историю возникновения фонтанов
• рассмотреть назначение и виды фонтанов;
• изучить физические основы работы фонтана;
• сконструировать фонтан своими руками;
• исследовать зависимость высоты струи от уровня воды и положения резервуара.

Объект исследования: фонтан.

Предмет исследования: зависимость высоты струи от уровня воды и положения резервуара.

Гипотеза: высота струи воды зависит от уровня воды и положения резервуара.

Методы исследования: Поисковый (сборы информации по теме), систематизация, анализ информационных ресурсов, практическая работа (изучение зависимости высоты струи от положения резервуара), ИКТ (создание презентации).

Глава 1. Теоретическая часть

1.1. История возникновения фонтанов

Фонтан — природное или искусственно вызванное явление, заключающееся в истечении жидкости (обычно воды), под действием оказываемого на неё давления, вверх или в сторону. Или можно так же сказать фонтан – устройство, в котором вода бьет из источника, попадает в чашу какого-либо вида и, как правило, используется вновь. Фонтан – латинского слова «Fons» , что означает источник, родник, начало, первопричина.

Почти вся история человечества связана с фонтанами. На заре цивилизации они не были предметом роскоши или украшения быта. Например, жители Месопотамии оборудовали садовые фонтаны и использовали их в качестве ирригационных систем. Особой славой овеяны и фонтаны Древнего Египта. Документально это подтверждено надгробной живописью. Египтяне придавали фонтанам как практическую, так и декоративную значимость. Очень популярны были садовые фонтаны в древней Персии IV тыс. до н.э., давшие пищу для творчества мастеров ковроткачества. Как персидские сады – подобие рая на Земле, так и непревзойденные персидские ковры призваны были воссоздавать 4 сущности – воду, растения, цветы и музыку.

Персидским садам и фонтанам исторически суждено было оказать заметное влияние на европейскую архитектуру. Солдаты Рима, принимавшие участие в восточных походах, по-видимому, так ярко живописали устройство персидских садов и фонтанов, что некое их подобие вскоре появилось и в Древнем Риме. Римляне хорошо поработали над их усовершенствованием. Из обожженной глины они изготавливали трубы, внутреннюю поверхность фонтанных чаш выкладывали плиткой, а струи уже не просто так взмывали и ниспадали, но били из пасти экзотических животных или фантастических рыб. Кстати, римляне первыми начали применять в устройстве фонтанов насосы.

В период Эпохи Возрождения фонтаны в Европе украшают собою архитектурные ансамбли. Мало того, нередко на них делается основной упор, они становятся ключевой деталью. Главенствует римский стиль. Истинной законодательницей моды в архитектуре и, в частности, в искусстве создания так называемых регулярных парков (т.е. симметричных, имеющих геометрически правильные планы) с целыми фонтанными системами, стала Франция. Классический пример – Версаль XVII в. Фонтаны Версаля возникли в одно время с городом. Их строили, вооружившись последними научными достижениями того времени, одновременно обеспечивая изящество исполнения. Именно версальские фонтаны подвигли Петра I на замысел Петергофа:

Забил Петродворец из всех своих фонтанов.
Воды хоть отбавляй у золотых титанов.
Им заменяют мысль, слова и поцелуи
Летящие из уст сверкающие струи.

Надо признать, что фонтаны Петергофа в чем-то превзошли свой французский прототип. В них представлено множество одно- и многоструйных фонтанов, солирующих, парных, сгруппированных в ряды, фонтанов в виде водяных колоколов и столпов. Рисунки струй не повторяются, это веера, букеты, завесы и т.д. Различны Петергофские фонтаны и по звучанию – от чуть слышимого шелеста до оглушительного торжествующего гула.

1.2 Фонтаны нашего времени

Современные фонтаны многолики: одни, словно отдавая дань веку техники и машин, вобрали в себя сложность инженерии и конструктивизма, другие, напротив, – стремятся к естественности, дикой природе.

• Самый знаменитый фонтан в Риме — фонтан Треви. Он завершает собой акведук Аква Вирго, построенный еще до рождества Христова. Центральная фигура фонтанной композиции – Нептун, бог моря у древних римлян. Он управляет колесницей в форме морской раковины, в которую запряжены морские коньки.
• Фонтаны, построенные в Италии, знамениты на весь мир, в том числе и благодаря своей древности. «Фонтан Дракона», расположенный в «вилле д»Эсте», к примеру, был построен в 1572-м году. Парки и фонтаны Тиволи являются прародителями для многих фонтанов по всему свету, но и сейчас остаются одними из красивейших на всей планете.
• О фонтанах Санкт-Петербурга можно говорить бесконечно, без них сложно представить северную столицу. Центральное место в композиции большого каскада занимает знаменитый фонтан Самсон, раздирающий пасть льву. День святого Самсона, победившего льва совпал с разгромом шведов под Полтавой 27 июня 1709 года Большой каскад составляют 64 фонтана, 255 скульптур, барельефов, маскаронов и других декоративных архитектурных деталей, что позволяет считать это фонтанное сооружение одним из самых крупных в мире.
• Высокий Женевский фонтан стал символом города довольно быстро. Его высота 140 метров, а скорость выброса воды составляет 200 км/ч. Изначально фонтан располагался выше по реке Роны и был мало известен, но стоило властям города перенести его поближе к центру города и сделать из него туристический аттракцион, и теперь без этого фонтана Женеву представить невозможно.
• Фонтан Дубай — музыкальный фонтан, расположенный рядом с небоскрёбом Бурдж-Халифа. Это один из самых больших и высоких фонтанов в мире. Высота его струй достигает 150 метров, примерно высоты 50-го этажа. И тем не менее, это всего лишь одна пятая высоты небоскрёба. Фонтан подсвечен 50 цветными прожекторами и 6000 источниками освещения.
• Один из самых знаменитых фонтанов Америки расположен в Лас Вегасе – это фонтан «Bellagio», который дает представления каждый вечер. Именно так – на шоу, которое дает этот фонтан на берегу большого искусственного озера, съезжаются туристы со всего мира. Фонтан «танцует» под музыку известных певцов.

1.3. Назначение и виды фонтанов

В знойную погоду фонтан освежает воздух и создаёт положительный психологический эффект, он очищает воздух от пыли, способствуя облегчению дыхания.

Защищает от постороннего шума, так как звуки журчащей воды приятно заглушают посторонние раздражающие звуки. Фонтан способен качественно увлажнять воздух, что хорошо сказывается на здоровье.

Естественно, фонтан – это развлечение: изменяющиеся фонтанные композиции способны развлекать человека (особенно цветомузыкальными водными шоу). Фонтаны являются превосходной забавой как для детей, так и для взрослых. И, наконец, фонтаны будучи частью ландшафтного или архитектурного дизайна служат средством привлечения внимания.
Существует несколько видов фонтанов:

• Естественные (естественно образовавшиеся фонтаны, называющиеся гейзерами).
• Техногенные (батареи из множества водяных фонтанов горячей воды используются для её охлаждения на тепловых электростанциях)
• Искусственные (фонтанирующая нефтяная скважина).
• Декоративные (специфическое гидротехническое сооружение, как правило, выполняющее декоративную функцию).

В нашем городе тоже действует декоративные фонтаны, которые находится на бульваре Гагарина «Каменный цветок», на площади у Ледового дворца «Подмосковья» «Каскадный», на площади у бассейна «Дельфин», в микрорайонах: Красный строитель, Цемгигант, Лапатинский.

Глава 2. Практическая часть

2.1 Зависимость высоты струи от уровня воды в резервуаре относительно расположения бассейна фонтана

Сосуд с водой находится на одной и той же высоте H, диаметр пластиковой трубочки d один и тот же, d₁ стеклянного наконечника постоянен.

H = 81cм – высота дна резервуара; высота воды в сосуде H₂= 17 см;
d = 4мм – внутренний диаметр пластиковой трубочки;
d₁= 1,1мм – внутренний диаметр стеклянного наконечника

Таблица 1.
Результаты зависимости высоты струи от уровня воды в резервуаре

Источник