Схема фонтана мне для физики

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

Проект по физике на тему: «Физика в архитектуре. Фонтаны» (10 класс)

Физика в архитектуре. Фонтаны.

название учебного заведения;

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №2 г. Ершова Саратовской области имени Героя Советского Союза Зуева М. А.»

сведения о руководителе и исполнителях проекта;

Руководитель: Учитель физики Звягинцева Любовь Анатольевна. Исполнитель: Бугрова Анастасия Алексеевна

цель и задачи проекта;

Доказать тесную связь архитектуры фонтанов с физическими законами.

1.Используя различные информационные источники, расширить свои теоретические знания о значении физики в архитектуре.

2.Определить область проявления и учета основных законов физики в архитектуре фонтанов.

3.Изготовить модель фонтана.

актуальность и значимость проекта;

Актуальность: Я выбрала эту тему, потому что мне стало интересно, как возводились архитектурные сооружения, какие технологии строительства использовались и как физика связана с архитектурой.

Меня всегда интересовал вопрос, как работает фонтан, как и почему жидкость поднимается вверх. Ещё интересно было узнать, историю фонтанов, как они устроены, какие фонтаны бывают.

Значимость: Мой проект можно использовать на уроках физики для демонстрации использования сообщающихся сосудов и для создания хорошего микроклимата в помещении.

Физика оказывает огромное влияние на развитие архитектуры фонтанов

Самодельный фонтан Герона

этапы, сроки работы над проектом,

Сентябрь – выбор темы и оформление паспорта; Октябрь – формирование индивидуальной папки материалами проекта в электроном виде; Ноябрь – оформление проекта и продукта проекта;

Декабрь — подготовка презентации

Дневник учащегося, выполняющего проектную работу в 10(11) классе

Бугрова Анастасия Алексеевна
ФИО учащегося, выполняющего проектную работу

Физика в архитектуре

Звягинцева Любовь Анатольевна учитель физики
ФИО руководителя проекта, должность

___________________________________________
ФИО консультанта ( если есть) проекта, должность

План работы над проектом

Выбор темы и оформление паспорта

Формирование индивидуальной папки

Оформление проекта в печатном виде

Оформление продукта проекта

Подготовка к презентации

VII Региональный конкурс «Истина где-то рядом»

Номинация «Новая жизнь сломанной игрушки»

«Физика, фонтаны и архитектура»

Ученица 10 класса

МОУ «СОШ № 2 г. Ершова

Саратовской области» имени

Героя Советского Союза Зуева М.А.

Петергофский фонтанный комплекс

Известные достопримечательности Саратова

Как устроен фонтан?

Принцип работы фонтана

Фонтан Герона и его изготовление

В городе Ершове осенью 2020 года состоялось долгожданное событие — открылись фонтаны на пешеходной зоне Интернациональной улицы и на площади Кузнецова. Это удивительное зрелище притягивает своей красотой и никого не оставляет равнодушным . Меня заинтересовало, как можно заставить струю воды подниматься вверх , как работает фонтан, и какие законы физики объясняют это явление . В школьной библиотеке я познакомилась с историей возникновения первых фонтанов. Меня очаровал удивительный мир известных фонтанов Петербурга, особенно удивили фонтаны Саратова. В журнале «Юный техник» меня заинтересовала модель фонтана – автомата, сделанная из старых пластмассовых кубиков, которыми я любила играть в детстве. Оказалось, что сделать такой фонтан очень сложно. В интернете узнала о фонтане Герона Александрийского и попробовала изготовить его в домашних условиях. Фонтаны являются замечательными творениями рук выдающихся мастеров, которые являются достопримечательностями городов, имеют необычный дизайн, доставляют эстетическое удовольствие человеку от разнообразия струй, капель воды в сочетании с цветом и музыкой. Они дарят радость, прохладу, напоминают о выдающихся событиях в истории и способствуют сохранению нашего здоровья. Фонтан — это лекарство от стрессов и городской суеты, место для полноценного отдыха и самосозерцания.

Изготовить фонтаны из старых пластмассовых кубиков и пластиковых бутылок в домашних условиях.

1. Используя различные информационные источники, расширить теоретические знания о сообщающихся сосудах и выяснить значение физики в архитектуре фонтанов.

2. Сделать модель фонтана, изучив законы физики.

Гипотеза : архитектура связана с физическими законами и не может существовать без нее.

Методы и методики: изучение различных информационных источников; анализ и синтез материала; фотонаблюдения.

Архитектура — искусство и наука строить, проектировать здания и сооружения, а также сама совокупность зданий и сооружений, создающих пространственную среду для жизни и деятельности человека.

Существует несколько основных разделов архитектуры, среди которых можно назвать:

Градостроительство — проектирование отдельных районов города и устройство архитектурного облика всего города в целом.

Дизайн интерьера — этот вид деятельности архитектора предусматривает работу по оформлению внутреннего пространства помещений для создания уютной, функциональной и гармоничной обстановки.

Малые архитектурные формы — вид архитектуры, занимающейся изготовлением небольших декоративных или мемориальных объектов. Это могут быть ограды, памятники, фонари городского уличного освещения, стенды для размещения рекламы.

Архитектура ландшафта — этот вид предусматривает устройство парков, садов, водоемов и других объектов ландшафта и растительности. Ландшафтный архитектор выполняет работы по озеленению микрорайонов в городе, приусадебных участков, а также садов и парков.

Фонтаны – важные элементы садово-парковой планировки, они играют основную роль в создании общей живописной панорамы парка, формируя цельный, гармоничный художественный образ объекта. Большое значение для современных и исторических садово-парковых ландшафтов имеют декоративные фонтаны.

Первые фонтаны возникли в Древнем Египте не столько для красоты, сколько для полива выращиваемых культур и декоративных растений. В эпоху Средневековья фонтаны использовались как источники водоснабжения – для полива и питья. С началом Эпохи Возрождения они становятся частью архитектурного ансамбля, его ярким акцентом, а порой главным элементом. На помощь к природным источникам пришли насосы и вместо подземных ключей на римских холмах забили фонтаны. Постепенно новые веяния в архитектуре распространялись по всей Европе.

Петергофский фонтанный комплекс

Петергофский фонтанный комплекс считается самым изысканным и роскошным в мире. Созданный почти 300 лет назад он стал одним из главных украшений бывшей загородной резиденции русских царей. Каждый из фонтанов уникален по форме и даже по рисунку струй. Для устройства фонтанов использован естественный рельеф местности со значительным уклоном в сторону морского побережья. От родников, расположенных в 20 километрах от Петергофа, вода по специально прорытым каналам поступает в пруды-водосборники и оттуда по подземным трубам устремляется к каскадам фонтанов Нижнего сада. Первый канал (Старо-Петергофский) длиной в 24 км, шириной более шести и глубиной более двух метров был прорыт по проекту талантливого русского инженера-гидравлика Василия Туволкова в 1721 году, устроен водовод, сделаны шлюзы и сооружена система питания фонтанов без использования насосов, действующая по принципу сообщающихся сосудов. В годы Великой Отечественной войны фонтанный комплекс получил тяжелейшие повреждения. Восстановленный водовод обеспечивает ежедневное бесперебойное действие фонтанов даже в засушливые годы.

Самое грандиозное водное сооружение Петергофа — Большой каскад включает в себя 64 фонтана, большой грот и 225 разнообразных скульптур. Вода струится по трём каскадам в виде лестниц со ступенями. Его центральная фигура – Самсон раздирающий пасть льва. Каскад символизирует выход Российской державы к Балтийскому морю. Строительство фонтанной группы длилось больше 20 лет по эскизам, разработанным Петром I. Первоначальную фигуру статуи Самсона отлили по модели скульпторов Растрелли и Козловского, но в ходе войны она была утрачена и восстановлена в 1947 году мастерами Симоновым и Михайловым.

Самсон на фоне Большого каскада

Фонтан-шутиха в Монплезирском саду

Забавное и оригинальное украшение Нижнего сада – фонтаны-шутихи, около них всегда многолюдно. Принцип работы основан на внезапности. При попытке подойти ближе определенной черты внезапно начинают бить водяные струи.

Центральный цветомузыкальный фонтан притягивает жителей района Солнечный на бульваре Героев Отечества, светомузыкальный с круглой чашей диаметром 12 метров и возможностью воспроизводить 30 мелодий стал достопримечательностью и любимым местом отдыха и прогулок жителей.

Фонтан в Крытом рынке

Фонтан «Мелодия» – самый грандиозный и один из старейших фонтанов Саратова, расположен проспекте Кирова главной пешеходной улице города. Фонтан управляет изменением высоты водяных струй, формируя постоянно меняющиеся водяные композиции синхронно с изменением звука и света.

В память победы над Наполеоном в августе 1815 года был заложен в центре Саратова собор Александра Невского. В марте 1824 года Саратовская Городская Дума приняла решение об устройстве около собора бульвара «с посажением липок и с приличной огородкою «.

В 1991 году сад был возведен в ранг памятника природы областного значения.

Всем известный фонтан расположен в парке Липки недалеко от главного входа со стороны площади Чернышевского.

Когда фонтан работает, он и в самом деле напоминает большой одуванчик, а его струи создают шапку одуванчика из воды. «Охраняют » фонтан от посягательств фигуры традиционных цирковых животных : медведя, льва,слона и морского льва. Дрессированными обезьянки и танцующие медведи часто выступали со своими хозяевами на ярмарках в 18-19 веках, не зря же застывший в бронзе медведь одет в коротенькую юбочку. Идею «Одуванчика» в начале семидесятых годов прошлого века привез из Австралии тогдашний директор цирка Иосиф Дубинский. А построен фонтан был в 1972 году. Талантливый саратовский конструктор и инженер Геннадий Егоров вложил всю душу в его техническую разработку.
Фонтан, ставший любимым местом прогулок и свиданий, окружён ухоженными клумбами, на удобных скамейках саратовцы и гости города могут отдохнуть, а дети с удовольствием катаются вокруг «Одуванчика» на забавном миниатюрном паровозике.

Фонтан «Сердце Волги»

Этот фонтан является единственным в России плавающим светомузыкальным фонтаном. В 40 метрах от берега на понтоне установлен фонтан, который состоит из 13 водных струй, подсвеченных разноцветными прожекторами, с высотой центральной струи от 30 до 60 метров, наклонные — 14 метров.

Фонтан светозвуковой: подсветка с помощью RFB-прожекторов, для обеспечения качественного звука на стенке набережной закреплены 18 динамиков. 3 режима работы: статический, динамический и музыкальный.

Фонтан в г. Ершове Саратовской области — открыт 31 октября 2020 года

Как устроен фонтан?

Фонтан – устройство, в котором вода бьет из источника, попадает в чашу

кого-либо вида и, как правило, используется вновь.

С архитектурной точки зрения – фонтан – сооружение, которое служит основанием или ограждением для струящихся вверх и стекающих вниз струй воды.

Есть водные фонтаны природного происхождения – фонтанирующие небольшими струями родники.

Принцип работы фонтана

— вода из чаши, проходит через фильтры, очищается и попадает в трубу;

-с помощью насоса вода подается вверх, проходит через систему труб и разбрызгивателей и выходит наружу в виде рисунка струй, задуманного дизайнером;

— снова возвращается в резервуар.

Для работы фонтана нужно выбрать насос, его мощность связана с количеством и высотой водных струй.

Принцип сообщающихся сосудов

Мы знаем, что в сообщающихся сосудах уровень жидкости одинаковой плотности устанавливается на одном уровне. Доказать это мы можем с помощью закона Паскаля. Мы знаем, что p ₁ = p ₂ , где p ₁ =ρ gh ₁ , p ₂ =ρ gh ₂ , следовательно, ρ gh ₁ =ρ gh ₂ , т.е. h ₁ = h ₂ , где p -давление в жидкости, а h -высота столба.

Преимущества использования фонтанных установок

Учёным древней Греции Героном Александрийским был изобретен волшебный фонтан.

Геронов фонтан состоит из открытой чаши и двух герметичных сосудов расположенных под чашей. Из верхней чаши в нижнюю ёмкость идёт полностью герметичная трубка. Если налить в верхнюю чашу воды, то вода по трубке начинает стекать в нижнюю ёмкость, вытесняя оттуда воздух. Нижняя ёмкость герметична, воздух выталкиваемой водой по герметичной трубке передаёт воздушное давление в среднюю чашу. Давление воздуха в средней ёмкости начинает выталкивать воду, и фонтан начинает работать.

Сделаем фонтан Герона своими руками из пластиковых бутылок.

Схема конструкции фонтана

пластиковые трубки разного диаметра;

герметик или клей;

обычные пластиковые бутылки — 3 шт.

Схема сборки фонтана из 3-х сосудов

1.Разрежем одну бутылку пополам. Верхняя часть с горлышком служит резервуаром для фонтана (чаша).

2.Внутри конструкции расположим пластиковые трубки (капельница, соломка для коктейля). Для этого в крышках делаем отверстия, а трубку обрезаем до нужной длины.

3.Нижнюю и среднюю бутылки соединим между собой при помощи клея в области горловин (склеим крышки, предварительно приклеив их к горловине).

4.Резервуар (чаша) для фонтана приклеиваем ко дну второй емкости, а в крышке и дне (соответственно) делаем отверстие для трубок. Все стыки герметизируем.

5.В верхнюю чашу наливается столько же воды, сколько входит во вторую бутылку. Вода будет стекать в нижнюю часть. Чтобы ее вернуть в центр фонтана, достаточно перевернуть конструкцию.

Когда вся жидкость окажется в центральном резервуаре, остается наблюдать фонтан, без внешних источников питания. Для этого, в верхнюю чашу добавляется немного жидкости, которая запускает цикл:

вода из верхней чаши попадает в нижнюю бутылку, выталкивая воздух во вторую емкость;

за счет давления воздушных масс, во втором бутылке вода вынуждена искать выход в трубке;

вода поступает в трубку, поднимается вверх и образуется фонтан.

Когда закончится вода во второй бутылке — перевернем емкость, дольем воды в чашу, и фонтан вновь заработает!

Вывод: Модель фонтана – автомата, которую я задумала, сделать из старых пластмассовых кубиков у меня не получилась, думаю из-за того, что я не добилась 100% герметичности сосудов. Оказалось, что сделать такой фонтан очень сложно. Поэтому я обязательно продолжу работать над темой проекта и найду решение проблемы. Небольшие комнатные фонтаны, причисляют к интерьерному декору. Они позволяют наслаждаться энергией водной стихии в домашних условиях. Это устройства для создания расслабленной атмосферы, релаксации и качественного увлажнения воздуха.

Кабардин О.Ф., Кабардина С.И., Шеффер Н.И. Факультативный курс физики /Москва, «Просвещение», 1982 г.

Источник