Вконтакте Facebook Twitter Лента RSS

Фонтаны презентация по физике. Творческая работа волшебный мир фонтанов

Слайд 2

Весна! Наступает замечательное время тепла, цветения и ярких красок после зимней «спячки», «просыпаются» фонтаны, тысячи водяных струй торжественно салютуют рассвету природы. В прошлом году я проводила исследование по этой же теме, а в этом году решила продолжить ее. Так как у меня возникла много вопросов: где появились первые фонтаны? Какие виды фонтанов бывают? Можно ли сделать фонтан самой?

Слайд 3

Я решила провести исследование по теме «Водяная феерия: фонтаны»

Цель исследования: 1. Расширить область личных знаний по теме «Сообщающие сосуды»(в том числе исторического и политехнического характера;) 2. Использовать полученные знания для выполнения творческих заданий; 3. Подобрать задачи по теме «Давление в жидкостях и газах. Сообщающиеся сосуды». Для достижения поставленной цели мне необходимо решить следующие задачи: 1. Изучить историю создания фонтанов; 2. Разобраться в устройстве и принципе действия фонтанов; 3. Познакомиться с давлением как движущей силой работы фонтанов; 4. Сделать простейшие модели действующих фонтанов; 5. Создать презентацию «Водная феерия: фонтаны».

Слайд 4

История создания фонтанов

Фонтан (от ит. fontana – от лат. fontis – источник) – струя жидкости или газа, выбрасываемая под давлением (словарь иностранных слов. – М.: Русский язык, 1990). Впервые, фонтаны появились в Древней Греции. Семь столетий люди строили фонтаны по принципу сообщающихся сосудов. С начала 17 века фонтаны стали приводить в действие с помощью механических насосов, которые постепенно заменили паровые установки, а затем и электрические насосы.

Слайд 5

Фонтан Герона

Фонтаны обязаны своим существованием знаменитому греческому механику Герону Александрийскому, жившему в I –II в. н. э. Именно Герон прямо указал на то, что расход, или норма, распределяемой воды зависит от ее уровня в водохранилище, от поперечного сечения канала и скорости воды в нем. Придуманный Героном прибор, служит одним из образцов знаний в древности (за 200 лет до Р. X.) в области гидростатики и аэростатики.

Слайд 6

Д а в л е н и е

Для того чтобы охарактеризовать распределение сил давления независимо от размеров поверхности, на которую они действуют, вводят понятие давления. р = F/S. Нальем воду в сосуд, в боковой стенке которого сделаны одинаковые отверстия. Мы увидим, что нижняя струя вытекает на большее расстояние, верхняя – на меньшее. Это значит, что в нижней части сосуда давление больше, чем в верхней части.

Слайд 7

Принцип действия сообщающихся сосудов.

Давление на свободных поверхностях жидкости в сосудах одно и то же; оно равно атмосферному давлению. Таким образом, все свободные поверхности принадлежат одной и той же поверхности уровня и, следовательно, должны находиться в одной горизонтальной плоскости. Принцип действия сообщающихся сосудов лежит в основе работы фонтанов.

Слайд 8

Техническое устройство фонтанов

Фонтаны бывают водометные, каскадные, механические, фонтаны- шутихи (например, в Петергофе), разной высоты, формы и у каждого есть свое название. Раньше все фонтаны были прямоточными, то есть работали напрямую от водопровода, сейчас применяется «оборотное» водоснабжение, с использованием мощных насосов. Струятся фонтаны тоже по-разному: динамическими струями (могут менять высоту) и статическими струями (струя на одном уровне).

Слайд 9

Модель фонтана

Используя свойства сообщающихся сосудов, можно построить модель фонтана. Для этого необходимы резервуар с водой, широкая банка 1, резиновая или стеклянная трубка 2, бассейн из низкой жестяной банки 3.

Слайд 10

Слайд 11

Как высота струи зависит от диаметра отверстия и высоты поднятия резервуара?

Слайд 12

Действие различных моделей фонтанов

Упрощенная модель фонтана Герона Самодельный Геронов фонтан

Слайд 13

Слайд 14

Фонтан при нагревании воздуха в колбе

При нагревании воды в первой колбе образуется пар, который создает избыточное давление во втором сосуде, вытесняя из него воду.

Слайд 15

Уксусный фонтан

Колбу на ¾ заполнить столовым уксусом, бросить в него несколько кусочков мела, быстро закупорить пробкой с вставленной в нее стеклянной трубкой. Из трубки забьет фонтан

Слайд 16

З а к л ю ч е н и е

В ходе работы я ответила на вопрос: что является движущей силой работы фонтанов и, используя полученные знания, смогла создать различные действующие модели фонтанов, создала презентацию «Водная феерия: фонтаны». Выполнение работы включило в себя следующие элементы: Изучение специальной литературы по теме исследования. Уточнение задач опыта. Подготовка необходимого оборудования и материалов. Подготовка объекта исследования. Анализ полученных результатов. Выяснение значения полученных результатов для практики. Выяснение возможных путей применения полученных результатов на практике.

Слайд 17

Летят алмазные фонтаны С весёлым шумом к облакам, Под ними блещут истуканы... Дробясь о мраморны преграды, Жемчужиной, огненной дугой Валятся, плещут водопады. А.С.Пушкин Теоретическая подготовка к опыту и анализ полученных результатов потребовали от меня комплекса знаний по физике, математике, техническому конструированию. Это сыграло большую роль в повышении моей образовательной подготовки.

Посмотреть все слайды

Цели:
развивающие

    развитие творческих способностей учащихся (воображения, наблюдательности, памяти, мышления); развитие способности устанавливать межпредметные связи (физика, история, МХК, география); развитие мелкой моторики при конструировании моделей;
образовательные
    повторить основные свойства сообщающихся сосудов; определить причину установки на одном уровне однородной жидкости в сообщающихся сосудах любой формы; указать практическое применение сообщающихся сосудов; разобрать принцип работы фонтана Герона
воспитательные
    научиться видеть красоту в окружающем мире; сформировать чувство ответственности за порученную работу; воспитание умения слушать и слышать; повысить общий интеллектуальный уровень; способствовать повышению интереса к физике
      Видео презентация фонтанов
      Вступление
Звук фонтана
Говорят, есть три вещи, на которые можно смотреть бесконечно – огонь, звезды и вода. Созерцание воды - будь то таинственная глубина ровной глади, или прозрачные струи, приливающиеся и торопящиеся куда-то, как живые - не только приятно для души и благотворно для здоровья. Есть в этом что-то первобытное, отчего человек всегда стремится к воде. Не зря дети могут часами играть даже у обычной дождевой лужи. Отчего фонтаны так тянут к себе? Так волшебно завораживают? Может оттого, что в шуршании, шелесте, шуме их льющихся струй можно услышать смех русалки, строгий окрик водяного царя или всплеск золотой рыбки? Или оттого, что бьющиеся пенные струи пробуждают в нас те же радость и восторг, что и родники, ручьи и водопады. Воздух у водоема всегда чист, свеж и прохладен. Да и не зря говорят, что вода – «очищает», «омывает», не только тело, но и душу.
Наверное, каждый замечал, насколько легче дышать возле воды, как исчезают усталость и раздражение, как бодрит и одновременно умиротворяет нахождение вблизи моря, речки, озера или пруда. Уже в древности люди задумывались о том, как создать искусственные водоемы, особенно интересовала их загадка бегущей воды.
      История развития фонтанов
Слово фонтан – латино-итальянского происхождения, происходит оно от латинского «фонтис», что переводится «источник». По смыслу это означает струю воды, бьющую вверх или под напором вытекающую из трубы. Есть водные фонтаны природного происхождения – фонтанирующие небольшими струями родники. Именно такие природные источники привлекали внимание человека с древнейших времён и заставляли задуматься, как использовать это явление там, где это необходимо людям.
Первые фонтаны появились в древней Греции. Они имели очень простое устройство, и совсем не были похожи на пышные фонтаны современности. Назначение их было сугубо практичным. Снабжать города и поселки водой. Постепенно греки начинали украшать свои фонтаны. Обкладывали их плиткой, строили статуи, добивались высоких струй. Фонтаны стали атрибутом почти каждого города. Выложенные мрамором, с мозаичным дном, они совмещались то с водяными часами, то с водяным органом, то с кукольным театром, где фигурки двигались под воздействием струй. Историки описывают фонтаны с механическими птицами, которые весело пели и замолкали, когда внезапно появлялась сова.
Вслед за древними Греками, фонтаны начали строить в Риме. Само слово фонтан имеет римские корни. Римляне значительно усовершенствовали устройство фонтанов. Для фонтанов римляне делали трубы из обожженной глины или свинца. В эпоху расцвета Рима, фонтан стал обязательным атрибутом всех богатых домов. Дно и стенки фонтанов украшали плиткой. Струи воды били изо рта красивых рыб или экзотических животных.
Развитию фонтанов способствовало изобретение древнегреческими механиками закона сообщающихся сосудов, используя который, патриции устраивали фонтаны во дворах своих домов. Декоративные фонтаны древних можно смело назвать прототипом современных фонтанов.
После падения древнего мира, фонтан вновь превращается лишь в источник воды. Возрождение фонтанов как искусства начинается лишь во времена ренессанса. Фонтаны становятся частью архитектурного ансамбля, его ключевым элементом.
Наиболее известными являются фонтаны Версаля во Франции и Петергофа в России.
Современные фонтаны красивы не только днем, когда блестят и искрятся на солнце, но и вечером, когда они превращаются в цветомузыкальный водяной фейерверк. Погруженные в воду невидимые лампы делают ее струи то нежно-сиреневыми, то ярко-оранжевыми, почти огненными, то небесно-голубыми. Разноцветные струи бьются и издают звуки, сливающиеся в мелодию...
Ф. И. Тютчев.
ФОНТАН

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.

      Принцип работы фонтана
Давайте же рассмотрим схему устройства фонтана. Устройство фонтана основано на принципе сообщающихся сосудов известного нам из физики. Воду собирают в емкость расположенную выше бассейна фонтана. При этом давление воды на выходе из фонтана будет равно разнице высот воды H1. Соответственно чем больше разница этих высот, тем сильнее давление и выше бьет струя фонтана. Так же на высоту струи фонтана влияет диаметр выходного отверстия фонтана. Чем оно меньше, тем выше бьет фонтан.

Опыт с трубкой и воронкой
ВОПРОСЫ к детям (задания)
Задание 1. Историческое. Жители современного Рима до сих пор пользуются остатками водопровода, построенного их предками. Но римский водопровод прокладывался не в земле, а над ней, на высоких каменных столбах. Инженеры опасались, что в водоёмах, соединённых очень длинной трубой (или жёлобом), вода не установится на одинаковом уровне, что, следуя уклонам почвы, в некоторых участках вода вверх не потечёт. Поэтому они обычно придавали водопроводу равномерный уклон вниз на всём пути (для этого нередко требовалось либо вести воду в обход, либо возводить высокие прочные подпоры). Одна из римских труб имеет длину 100 км, между тем как прямое расстояние между её концами вдвое меньше.
? Правы ли были инженеры Древнего Рима? Если нет, то в чём их ошибка?
Задание 2. Строительное. В вашем распоряжении имеются линейка и сообщающиеся сосуды, наполненные жидкостью.
? Как с их помощью начертить на доске строго горизонтальную линию? Продемонстрируйте это. Подумайте, где на практике вы можете столкнуться с такой проблемой.

Опыт «фонтан в разреженном воздухе»

Фонтан Герона

Одним из устройств, описанное ученым древней Греции Героном Александрийским, был волшебный фонтан Герона. Главное чудо этого фонтана заключалось в том, что вода из фонтана била сама, без использования, какого либо внешнего источника воды. Принцип работы фонтана хорошо виден на рисунке. Давайте разберем подробнее как работал фонтан Герона.
Геронов фонтан состоит из открытой чаши и двух герметичных сосудов расположенных под чашей. Из верхней чаши в нижнюю емкость, идет полностью герметичная трубка. Если налить в верхнюю чашу воды, то вода по трубке начинает стекать в нижнюю емкость, вытесняя оттуда воздух. Поскольку сама нижняя емкость полностью герметична, то воздух выталкиваемый водой, по герметичной трубке, передает воздушное давление в среднюю чашу. Давление воздуха в средней емкости начинает выталкивать воду, и фонтан начинает работать. Если для начала работы, в верхнюю чашу требовалось налить воды, то для дальнейшей работы фонтана, уже использовалась вода попадавшая в чашу из средней емкости. Как видите устройство фонтана очень простое, но это только на первый взгляд.
Подъем воды в верхнюю чашу осуществляется за счет напора воды высотой H1, при этом воду фонтан поднимает на гораздо большую высоту H2, что на первый взгляд кажется невозможным. Ведь на это должно потребоваться гораздо большее давление. Фонтан не должен работать. Но знание древних Греков оказалось столь высоко, что они догадались передавать давление воды из нижнего сосуда, в средний сосуд, не водой, а воздухом. Поскольку вес воздуха значительно ниже веса воды, потери давления на этом участке получаются очень незначительными, и фонтан бьет из чаши на высоту H3. Высота струи фонтана H3, без учета потерь давления в трубках, будет равна высоте напора воды H1.

Таким образом, чтобы вода фонтана била максимально высоко, необходимо как можно выше сделать конструкцию фонтана, тем самым увеличив расстояние H1. Кроме того, нужно как можно выше поднять средний сосуд. Что касается закона физики о сохранении энергии, то он полностью соблюдается. Вода из среднего сосуда, под действием гравитации стекает в нижний сосуд. То, что она проделывает этот путь через верхнюю чашу, и при этом бьет там фонтаном, ни сколько не противоречит закону о сохранении энергии. Как вы понимаете, время работы подобных фонтанов не бесконечно, в конечном итоге вся вода из среднего сосуда, перетечет в нижний, и фонтан перестанет работать. На примере устройства фонтана Герона мы видим насколько высокими были знания ученых древней Греции

      Фонтаны Петергофа
Недалеко от С.-Петербурга находится Петергоф – ансамбль парков, дворцов и фонтанов. На мраморном обелиске, стоящем у ограды Верхнего сада Петергофа, высечены цифры: 29. Таково расстояние в километрах от Санкт-Петербурга до блестящей загородной резиденции русских императоров, а ныне всемирно известной "столицы фонтанов" - Петергофа. Это единственный ансамбль в мире, фонтаны которого работают без насосов и сложных водонапорных сооружений. Здесь используется принцип сообщающихся сосудов – разница в уровнях, на которых расположены фонтаны и пруды-хранилища. Величественная панорама открывается при подходе к Петергофу с моря: самую высокую точку занимает Большой дворец, возвышающийся на краю естественной 16-метровой террасы. На ее склоне сверкает золотом скульптур и серебром фонтанных струй Большой каскад. Перед каскадом и центре водного ковша взмывает мощная струя фонтана "Самсон", а далее воды устремляются к заливу по прямому, как стрела, Морскому каналу, который является планировочной осью север - юг. Канал - одно из старейших сооружений Петергофа, обозначенный уже на первых планах, которые набросал сам Петр I. Канал делит Нижний парк, площадь которого 102 гектара, на две части, условно именуемые "западная" и "восточная".
В восточной находятся дворец Монплезир, каскад "Шахматная гора" и "Римские" фонтаны, фонтаны "Пирамида", "Солнце", фонтаны шутихи. В западной части расположены павильон Эрмитаж и дворец Марли, каскад "Золотая гора", "Менажерные" фонтаны и "Клоши". Петр не случайно выбрал именно это место для строительства Петергофа. Обследуя местность, он обнаружил несколько водоемов, питавшихся бьющими из-под земли ключами. В течение лета 1721 года были построены шлюзы и канал, по которому из водоемов с Ропшинских высот вода шла самотеком до накопительных бассейнов Верхнего сада, и здесь можно было устроить лишь небольшие по высоте струи-фонтаны. Иное дело - Нижний парк, раскинувшийся у подножия террасы. Вода с 16-метровой высоты по трубам из бассейнов Верхнего сада по принципу сообщающихся сосудов с силой устремляется вниз, чтобы взмыть множеством высоких струй в фонтанах парка. Всего в Нижнем парке и Верхнем саду действует 4 каскада и 191 фонтан (включая водометы каскадов).
Найденные еще Петром I принципы водоснабжения действуют и поныне, свидетельствуя о таланте основателя Петергофа.
Во время Великой Отечественной войны фашистские захватчики полностью разрушили фонтанную систему Петродворца. Они сняли и вывезли скульптуры, в том числе знаменитую скульптуру „Самсон", которая была разрезана на части и также отправлена в Германию, во многих местах вырезали свинцовые трубопроводы, ободрали свинцовые листы с порогов Большого каскада, сняли насадки, а также всю арматуру из цветных металлов. К счастью, значительная часть скульптур и других произведений искусства своевременно была эвакуирована.
Советская Армия, освободившая Петродворец, нашла там лишь руины; фонтанная система была разрушена на 80 процентов. В настоящее время в результате больших восстановительных работ, основные фонтаны Петродворца восстановлены.
      Фонтаны в литературе
Модель фонтана

Фонтаны издавна привлекали к себе художников и поэтов. Много стихов было написано об этих волшебных струях воды. Один из известных стихотворений - стихотворение А.С. Пушкина «Бахчисарайский фонтан» (отрывок)
Фонтан любви, фонтан живой!
Принес я в дар тебе две розы.
Люблю немолчный говор твой
И поэтические слезы.

Твоя серебряная пыль
Меня кропит росою хладной:
Ах, лейся, лейся, ключ отрадный!
Журчи, журчи свою мне быль...

Нашим ребятам тоже было предложено попробовать себя в роли поэтов. Послушаем, что из этого получилось.

Стихи ребят

      Заключение
"Летят алмазные фонтаны с веселым шумом к облакам...", - так поэтически образно Александр Сергеевич Пушкин высказался о фонтанах старинного Петербурга. Веселье и устремленность к заоблачным высям почувствовал он в волшебном говоре фонтанных струй. Неудивительно, что много разных ассоциаций рождается в душе человека, когда в живой пелене фонтана вдруг вспыхивает разноцветная радуга. В последние годы в городах один за другим стали появляться все новые и новые фонтаны, их стали использовать возможности фонтанов для организации прекрасных фонтанных шоу. Естественно, фонтаны, используемые на мероприятиях, имеют значительные
и т.д.................

«Зависимость высоты струи фонтана от физических параметров»

г. Черногорк – 2014 г.

МБОУ «Лицей»

Введение

    Цель исследования

    Гипотеза

    Задачи исследования

    Методы исследования

I . Теоретическая часть

1.История создания фонтанов

2.Фонтаны в Хакасии

3.История появления фонтана в Петербурге

4. Давление как движущая сила работы фонтанов:

4.1 Силы давления жидкости

4.2 Давление

4.3 Принцип действия сообщающихся сосудов

4.4 Техническое устройство фонтанов

II . Практическая часть

1.Действие различных моделей фонтанов.

1.1 Фонтан в пустоте.

1.2 Фонтан Герона.

2. Модель фонтана

III . Заключение

IV . Список литературы

V . Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Фонтаны – это непременная декорация классического регулярного парка. Об их красоте хорошо сказал А.С.Пушкин:

Летят алмазные фонтаны

С весёлым шумом к облакам,

Под ними блещут истуканы...

Дробясь о мраморны преграды,

Жемчужиной, огненной дугой

Валятся, плещут водопады.

Мы часто любуемся красотой фонтанов в нашей столице г. Абакане.. Каждый новый фонтан. Это новая волшебная сказка, новый сказочный уголок, куда стремятся жители города. Мы с дедушкой долго наблюдали, как строился фонтан в нашем парке. Я задала вопрос дедушки, а можно ли сделать фонтан в домашних условиях. Появилась проблема. Вместе стали думать, как эту проблему разрешить. Когда нас посвящали в лицеисты, я впервые увидела фонтан в лабораторных условиях.

Я очень задумалась, как и почему работает фонтан. Попросила свою учителя физики, что бы она мне помогла разобраться в этом. Мы решили ответить на этот вопрос, провести исследование.

Выбранная мною тема интересна и актуальна в настоящее время .Так как фонтаны, являются одним из основных предметов ландшафтного дизайна парковой зоны, источником воды в жаркое летнее время, а каждый уголок города становится более красивым и уютным с помощью фонтана.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: Выяснить, как и почему работает фонтан, и от каких физических параметров зависит высота струи в фонтане.

ГИПОТИЗА: Я предполагаю, что фонтан, можно создать на основе свойств сообщающихся сосудов и высота струи в фонтане зависит от взаимного расположения этих сообщающихся сосудов.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

    Пополнить свои знания по теме «Сообщающиеся сосуды».

    Использовать полученные знания для выполнения творческих заданий.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

    Теоретический – изучение первоисточников.

    Лабораторный – проведение эксперимента.

    Аналитический – анализ полученных результатов.

    Синтез – обобщение материалов теории и полученных результатов. Создание модели.

1.ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ФОНТАНОВ

Говорят, есть три вещи, на которые можно смотреть бесконечно – огонь, вода и звезды. Созерцание воды - будь то таинственная глубина ровной глади, или прозрачные струи, приливающиеся и торопящиеся куда-то, как живые - не только приятно для души и благотворно для здоровья. Есть в этом что-то первобытное, отчего человек всегда стремится к воде. Не зря дети могут часами играть даже у обычной дождевой лужи. Воздух у водоема всегда чист, свеж и прохладен. Да и не зря говорят, что вода – «очищает», «омывает», не только тело, но и душу.

Наверное, каждый замечал, насколько легче дышать возле воды, как исчезают усталость и раздражение, как бодрит и одновременно умиротворяет нахождение вблизи моря, речки, озера или пруда. Уже в древности люди задумывались о том, как создать искусственные водоемы, особенно интересовала их загадка бегущей воды.

Слово фонтан – латино-итальянского происхождения, происходит оно от латинского «фонтис», что переводится «источник». По смыслу это означает струю воды, бьющую вверх или под напором вытекающую из трубы. Есть водные фонтаны природного происхождения – фонтанирующие небольшими струями родники. Именно такие природные источники привлекали внимание человека с древнейших времён и заставляли задуматься, как использовать это явление там, где это необходимо людям. Ещё на заре веков зодчие старались обрамить поток воды из фонтана декоративным камнем, создать неповторимый узор из водных струй. Особенно широкое распространение получили небольшие фонтаны тогда, когда люди научились прятать водные струи в трубы из обожженной глины или из бетона (изобретение древних римлян). Уже в Древней Греции любой фонтаны стали атрибутом почти каждого города. Выложенные мрамором, с мозаичным дном, они совмещались то с водяными часами, то с водяным органом, то с кукольным театром, где фигурки двигались под воздействием струй. Историки описывают фонтаны с механическими птицами, которые весело пели и

замолкали, когда внезапно появлялась сова. Дальнейшее развитие

строительство фонтанов получило в Древнем Риме. Здесь появились первые дешевые трубы - их делали из свинца, которого много оставалось после переработки серебряной руды. В первом веке нашей эры, в Риме благодаря пристрастию населения к фонтанам на одного жителя расходовалось 1300 литров воды в день. С этого времени в доме каждого состоятельного римлянина устраивался небольшой дворик и бассейн, в центре ландшафта обязательно бил небольшой фонтан. Этот фонтанчик играл роль источника питьевой воды и источника прохлады в жаркие дни. Развитию фонтанов способствовало изобретению древнегреческими механиками закона сообщающихся сосудов, используя который, патриции устраивали фонтаны во дворах своих домов. Декоративные фонтаны древних можно смело назвать прототипом современных фонтанов. В дальнейшем фонтаны эволюционировали от источника питьевой воды и прохлады к декоративному украшению величественных архитектурных ансамблей. Если в Средние века фонтаны служили только источником водоснабжения, то с началом Эпохи Возрождения фонтаны становятся частью архитектурного ансамбля, а то и его ключевым элементом. (См. прил. 1)

2.Фонтаны в Хакасии

В хакасской столице, в городе Абакан, построили уникальный фонтан на малом водоеме парка. Дело в том, что фонтан – плавающий. Он состоит из насоса, поплавка, подсветки и фонтанной насадки. Новый фонтан интересен тем, что его легко монтировать и демонтировать, его можно установит в абсолютно любом месте в водоеме. Высота струи составляет три с половиной метра. Интересной особенностью конструкций фонтана является наличие разных водных картин. Этот фонтан в летнее время работает круглосуточно.(См. прил. 2)

Возведение фонтана завершено возле администрации города Абакана.

Вода здесь не поднимается вверх, а

спускается по кубическим конструкциям вниз, в вазоны с водными

растениями. Чаша фонтана выложена природным каменным плитняком. Проект разработан абаканскими архитекторами. Кубические конструкции стилизованы под архитектуру здания градостроительного департамента.(См. прил. 3)

3.История появления фонтана в Петербурге.

Расположение городов по берегам рек, обилие естественных водных бассейнов, высокий уровень грунтовых вод и равнинный рельеф местности - все это не способ­ствовало строительству фонтанов в России в средние века. Воды было много, получать ее было легко. Первые фонтаны связываются с именем Петра I.

В 1713г, архитектор Лебдон предложил соорудить фонтаны в Петергофе и снабдить их «игральными водами, ибо парки зело скучными

кажутся». Ансамбль парков, дворцов и фонтанов Петергофа возникает в первой четверти XVIII в. как своеобразный триумфальный памятник в честь успешного завершения борьбы России за выход к Балтийскому морю (144 фонтана, 3 каскада). Начало строительства датируется 171 г.

Французский мастер предлагал "строить водозаборные сооружения, как в Версале, - поднимая воду из Финского залива. Это, с одной стороны, потребовало бы возведения насосных сооружений, а с другой - более дорогих, чем предназначенных для использования пресной воды. Вот почему в 1720 г. Петр I сам отправился в экспедицию по окрестностям, и в 20 км от Петергофа, на так называемых Ропшинских высотах обнаружил большие запасы родниковых и подземных вод. Строительство водовода было поручено первому русскому инженеру-гидравлику Василию Туволкову.

Принцип действия фонтанов Петергофа прост: вода на форсунки водоемов идет самотеком. Здесь используется закон сообщающихся сосудов: пруды (водохранилища) расположены зна­чительно выше территории парка. Например, Розовопавильонный пруд, откуда берет начало Самсоновский водовод, находится на высоте 22м над уровнем залива. Резервуаром воды для Большого каскада служат 5 фонтанов Верхнего сада .

Теперь несколько слов о фонтане «Самсон» - главном среди всех фонтанов Петергофа по высоте и мощности струи. Монумент был, воздвигнут в 173 г. в честь 25-летнего юбилея Полтавской баталии, решившей исход Северной войны в пользу России. Он изображает библейского богатыря Самсона (битва произошла 28 июня 1709г., в день святого Самсона, считавшегося небесным покровителем русского воинства), раздирающего пасть льву (государственный герб Швеции включает изображение льва). Создатель фонтана – К, Растрелли. Работа фонтана подчеркивается интересным эффектом; когда включаются фонтаны Петергофа, появляется вода и в разинутой пасти льва, причем струя постепенно становится все выше и выше, и, когда она достигает предела, символически демонстрирующего исход поединка, начинают бить фонтаны

«Тритоны» на Верхней террасе каскада («Сирены и наяды»). Из раковин, в

которые трубят морские божества, вырываются широкими дугами фонтанные струи: повелители воды трубят славу богатырю.

В 1739г. для императрицы Анны Иоанновны по чертежам канцлера А. Д. Татищева около Ледяного дома был выполнен своеобразный фонтан: фигура слона в натуральную величину, из хобота которого била струя воды высотой 17метров (вода подавалась насосом), в ночное же время выбрасывалась горящая нефть. Перед входом в ледяной дом два дельфина также выбрасывали струи нефти.

В большинстве же случаев для создания фонтанов в Петергофе использовались насосы. Так, пара атмосферный насос был впервые применен с этой целью именно в России. Он был построен по заказу Петра I в 1717-1718 гг. и установлен в одном из помещений грота Летнего сада для подъема воды к фонтанам.

Петербургские фонтаны работают в течение пяти месяцев (с 9 мая по конец октября) ежедневно (расход воды за 10 ч составляет 100 000 м3).

День святого Самсона, победившего льва совпал с разгромом шведов под Полтавой 27 июня 1709 года. "Самсон российский рыкающего льва австрийского преславно растерзавший" - говорили о нем современники. Под Самсоном подразумевался Петр I, а подо львом - Швеция, на гербе которой изображен этот зверь.

Большой каскад составляют 64 фонтана, 255 скульптур, барельефов, маскаронов и других декоративных архитектурных деталей в Петергофе, что позволяет считать это фонтанное сооружение одним из самых крупных в мире.

Роскошным ковром расстилается перед дворцом Верхний сад. Первоначальная планировка его была осуществлена в 1714-1724 гг. архитекторами Браунштейном и Леблоном. В Верхнем саду пять фонтанов: 2 фонтана Квадратных прудов, Дубовый, Межеумный и Нептун. (См. прил. 4)

    Давление как движущая сила работы фонтанов

4.1 Силы давления жидкости .

Повседневный опыт учит нас, что жидкости действуют с известными силами на поверхность твердых тел, соприкасающихся с ними. Эти силы мы назы­ваем силами давления жидкости.

Прикрывая пальцем, отверстие открытого водопровод­ного крана, мы ощущаем силу давления жидкости на па­лец. Боль в ушах, которую испытывает пловец, нырнувший на большую глубину, вызвана силами давления воды на ба­рабанную перепонку уха. Термометры для измерения тем­пературы в глубине моря должны быть очень прочными, чтобы давление воды не раздавило их.

Ввиду огромных сил давления на большой глубине корпус подводной лод­ки должен иметь гораздо большую прочность, чем корпус надводного корабля. Силы давления воды на днище судна поддерживают судно на поверхности, уравновешивая дей­ствующую на него силу тяжести. Силы давления действуют на дно и на стенки сосудов, наполненных жидкостью: на­лив в резиновый баллон ртуть, мы видим, что его дно и стенки выгибаются наружу. (См. прил. 5,6)

Наконец, силы давления действуют со стороны одних частей жидкости на другие. Это значит, что если мы удалили какую-либо часть жидкости, то для сохранения равновесия оставшейся части нужно было бы приложить к образовавшейся поверхности определенные силы. Необходимые для поддержания равновесия силы равны силам давления, с которыми удаленная часть жидкости действовала на оставшуюся часть.

    1. 4.2 Давление

Силы давления на стенки сосуда, заключающего жидкость, или на поверхность твердого тела, погруженного в жидкость, не приложены в какой-либо определенной точке поверхности. Они распределены по всей поверхности соприкосновения твердого тела с жидкостью. Поэтому сила давления на данную поверхность зависит не только от степени сжатия соприкасающейся с ней жидкости, но и от размеров этой поверхности.

Для того чтобы охарактеризовать распределение сил давления независимо от размеров поверхности, на которую они действуют, вводят понятие давления .

Давлением на участке поверхности называют отношение силы давления, действующей на этот участок, к площади участка. Очевидно, давление численно равно силе давления, приходящейся на участок поверхности, площадь которого равна единице.

Будем обозначать давление буквой р. Если сила давления на данный участок равна F, а площадь участ­ка равна S , то давление выразится формулой

р = F/S.

Если силы давления распределены равномерно по не­которой поверхности, то давление одно и то же в каждой ее точке. Таково, например, давление на поверхности порш­ня, сжимающего жидкость.

Нередко, однако, встречаются случаи, когда силы дав­ления распределены по поверхности неравномерно. Это значит, что на одинаковые площади в разных местах поверхности действуют разные силы. (См. прил. 7)

Нальем воду в сосуд, в боковой стенке которого сделаны одинаковые отверстия. Мы увидим, что нижняя струя вытекает на большее расстояние, верхняя – на меньшее.

Это значит, что в нижней части сосуда давление больше, чем в верхней части.

4.3 Принцип действия сообщающихся сосудов.

Сосуды, имеющие между собой сообщение или общее дно, принято называть сообщающимися.

Возьмем ряд сосудов различной формы, соединенных в нижней части трубкой.

Рис.5. Во всех сообщающихся сосудах вода стоит на одном уровне

Если наливать жидкость в один из них, жидкость перетечет по трубкам в остальные сосуды и установится во всех сосудах на одном уровне (рис. 5).

Объяснение заключается в следующем. Давление на свобод­ных поверхностях жидкости в сосудах одно и то же; оно равно атмосферному давлению.

Таким образом, все свобод­ные поверхности принадлежат одной и той же поверхно­сти уровня и, следовательно, долж­ны находиться в одной горизон­тальной плоскости. (См. прил. 8, 9)

Чайник и его носик представля­ют собой сообщающиеся сосуды: вода стоит в них на одном уровне. Значит, носик чайника должен доходить до той же высоты, что и верхняя кромка сосуда, иначе чайник нельзя будет налить доверху. Когда мы на­клоняем чайник, уровень воды остается прежним, а носик опускается; когда он опустится до уровня воды, вода начнет выливаться.

Если же жидкость в сообщающихся сосудах находится на разных уровнях (это можно достичь, если поставить между сообщающимися сосудами перегородку или зажим и долить жидкость в один из сосудов), то создается так называемый напор жидкости.

Напор – это давление, которое производит вес столба жидкости высотой, равной разности уровню. Под действием этого давления жидкость, если убрать зажим или перегородку, будет перетекать в тот сосуд, где ее уровень ниже, до тех пор, пока уровни не сравняются.

Совсем другой результат получается, если в разных коленах сообщающихся сосудов налиты неоднородные жидкости, т. е. их плотности разные, например вода и ртуть. Более низкий столб ртути уравновешивает более высокий столб воды. Учитывая, что условием равновесия является равенство давлений слева и справа, получим, что высота столбов жидкости в сообщающихся сосудах обратно пропорциональна их плотностям.

В жизни они встречаются довольно часто: различные кофейники, лейки, водомерные стекла на паровых котлах, шлюзы, водопровод, коленом согнутая труба – всё это примеры сообщающихся сосудов.

Принцип действия сообщающихся сосудов лежит в основе работы фонтанов.

    1. Техническое устройство фонтанов

Сегодня мало кто задумывается, как функционируют фонтаны. Мы настолько привыкли к ним, что, проходя мимо, лишь окидываем небрежно взглядом.

И действительно, что здесь особенного? Серебристые струи воды, под напором, взмывают в высь и рассыпаются на тысячи хрустальных брызг. Но на самом деле все не так уж просто. Фонтаны бывают водометные, каскадные, механические. Фонтаны - шутихи (например, в Петергофе), разной высоты, формы и у каждого есть свое название.

Раньше все фонтаны были прямоточными, то есть работали напрямую от водопровода, сейчас применяется «оборотное» водоснабжение, с использованием мощных насосов. Струятся фонтаны тоже по-разному: динамическими струями (могут менять высоту) и статическими струями (струя на одном уровне).

В основном фонтаны сохраняют свой исторический

облик, только "начинка" у них современная. Хотя, конечно же, строили их раньше тоже на славу, один из таких примеров - фонтан в Александровском саду.

Ему уже 120 лет, но часть труб сохранилась в хорошем состояние. (См. прил. 10)

II . Действие различных моделей фонтанов.

    1. Фонтан в пустоте.

Я провела исследование на тему «Фонтан в пустоте». Для этого я взяла две колбы. На первую я надела резиновую пробку и с пропущенной сквозь неё тонко стеклянной трубкой. На противоположный её конец надеть резиновую трубку. Во вторую колбу я налила подкрашенной воды.

С помощью насоса из первой колбы я откачала воздух, перевернула колбу. Резиновую трубку я опустила во вторую колбу с водой. Из-за разности давления, вода из второй колбы полилась струёй в первую.

Я выяснила, что чем меньше воздух в первой колбе, тем сильнее будет бить струя из второй.

    1. Фонтан Герона.

Я провела исследование на тему «Фонтан Герона». Для этого, мне нужно было сделать упрощенную модель фонтана Герона. Я взяла небольшую колбу и вставила в неё капельницу. В своём эксперименте по данной модели, колбу я поставила вниз горлышком. Когда я открыла капельницу, то вода полилась из колбы струей.

После, я опустила колбу немного ниже, вода полилась на много медленней, а струя стала гораздо меньше. Проделав соответствующие изменения, я выяснила, что высота струи в фонтане зависит от взаимного расположения сообщающихся сосудов.

Зависимость высоты струи в фонтане от взаимного расположения сообщсообщающихся сосудов. (См.прил. 11)

Зависимость высоты струи в фонтане от диаметра отверстия.

(См. прил. 12)

Вывод: высота струи фонтана зависит:

    От взаимного расположения сообщающихся сосудов, чем выше один из сообщающихся сосудов, тем высота струи больше.

    Чем меньше диаметр отверстия, тем высота струи больше.

    Модель фонтана

Для того, что бы построить фонтан на приусадебном участке, нужно сделать модель фонтана, выяснить, как строить фонтан и куда установить резервуар для подачи воды. Конструкцию для фонтана, изготовили в домашних условиях. Украсив саму модель фонтана,

С помощь капельницы присоединили к ней колбу.(См. прил. 13) Если опустить колбу вниз,

то вода польётся очень медленно, а если поднять колбу на вторую полку, то вода польётся большой струей вверх.

III . Заключение.

Целью моей работы было расширение области личных знаний по теме «Сообщающие сосуды», использование полученных знаний для выполнения творческого задания. В ходе работы я ответила на вопрос: что является движущей силой работы фонтанов и, смогла создать различные действующие модели фонтанов.

Я построила модель фонтана, изучила техническое устройство фонтанов. Провела опыты по теме «Сообщающиеся сосуды».

В дальнейшем, мы с дедушкой планируем построить фонтан на своём приусадебном участке, с помощью тех знаний и данных, которые мы получили, исследуя техническое устройство фонтанов.

Вывод: Вода в фонтане в фонтане работает по принципу «Фонтана Герона».

IV . Список литературы.

    «Физическая энциклопедия», генеральный директор А. М. Прохов.

г. Москва. Изд. «Советская энциклопедия» 1988 год, 705 стр.

    «Энциклопедический словарь юного физика» Сост. В. А. Чуянов – 2- е М.: Педагогика, 1991 год- 336 стр.

  1. Д. А. Кючарианц и А. Г. Раскина "Сады и парки дворцовых ансамблей Санкт- Петербурга и пригородов".

    Приложение 9.

    Приложение 10.

    Приложение 11.

    Диаметр отверстия

    Высота резервуара

    Высота струи

    0,1 см

    50 см

    2,5 см

    0,1 см

    1 м

    3,5 см

    0,1 см

    130 см

    5см

    Приложение 12.

    Диаметр отверстия

    Высота резервуара

    Высота струи

    0,1 см

    50 см

    2,5 см

    0,3 см

    50 см

    2 см

    0,5 см

    50 см

    1,5 см

    Приложение 13.

    Приложение 14.


Герон Александрийский Автор работ, в которых систематически изложил основы достижения античного мира в области прикладной механики. В "Пневматике" Герон описал различные механизмы, приводимые в движение нагретым или сжатым воздухом или паром: т. н. эолипил, т. е. шар, вращающийся под действием пара, автомат для открывания дверей, пожарный насос, различные сифоны, водяной орган, механический театр марионеток и т. д. В "Механике" Герон описал 5 простейших машин: рычаг, ворот, клин, винт и блок. Герону был известен и параллелограмм сил.


Создал автомат для продажи "священной" воды, который явился прообразом наших автоматов для отпуска жидкостей.


Фонтан Герона состоит из трех сосудов, помещенных один над другим и сообщающихся между собой. Два нижние сосуда закрыты, а верхний имеет форму открытой чаши, в которую наливается вода. Также вода наливается и в средний сосуд, позже закрываемый. По трубке, идущей от дна чаши почти до дна нижнего сосуда, вода течет из чаши вниз и, сжимая находящийся там воздух, увеличивает его упругость. Нижний сосуд сообщен со средним посредством трубки, по которой давление воздуха передается в средний сосуд. Производя давление на воду, воздух заставляет ее подниматься из среднего сосуда по трубке в верхнюю чашу, где из конца этой трубки, возвышающейся над поверхностью воды, и бьет фонтан. Вода фонтана, падающая в чашу, течет из нее по трубке в нижний сосуд, где уровень воды постепенно повышается, а уровень воды в среднем сосуде понижается. Вскоре фонтан перестает работать. Чтобы запустить его заново, надо просто поменять местами нижний и средний сосуды. Чудесные изобретения Герона. Фонтан Герона.


Наиболее распространенным способом освещения в античное время было освещение при помощи масляных ламп, в которых горел пропитанный маслом фитиль. Фитиль представлял собой кусок тряпки и выгорал довольно быстро, выгорало и масло. Одним из основных недостатков таких ламп была необходимость следить за тем, чтобы над поверхностью масла, уровень которого постоянно снижался, постоянно находилось достаточно фитиля для горения. Если при наличии одной лампы следить за ней было легко, то при наличии нескольких ламп уже возникала потребность в слуге, который бы регулярно ходил по комнате и поправлял фитили в лампах. Герон изобрел автоматическую масляную лампу. Масляная лампа Герона.


Самоходный шкаф. Впервые в истории Героном были разработан самоходный механизм. Механизм представлял собой деревянный шкаф установленный на четырех колесах. Внутреннее устройство шкафа скрывалось за дверцами. Секрет передвижения был прост: внутри шкафа медленно опускалась подвешенная плита, приводившая при помощи канатов и валов в движение всю конструкцию. В качестве регулятора скорости использовался запас песка, который постепенно пересыпался из верхней части шкафа в нижнюю. Скорость опускания плиты регулировалась скоростью пересыпания песка, которая зависела от того насколько широко раскрыты створки, отделявшие верхнюю часть шкафа от нижней.


Автоматический театр. Большинство чертежей механических кукол Герона не сохранились, но в различных источниках есть их описания. Известно, что Герон создал своеобразный кукольный театр, который передвигался на скрытых от зрителей колёсах и представлял собой небольшое архитектурное сооружение – четыре колонны с общим цоколем и архитравом. Куклы на его сцене, приводимые в движение сложной системой шнуров и зубчатых передач, тоже скрытых от глаз публики, воспроизводили церемонию празднества в честь Диониса. Как только такой театр выезжал на городскую площадь, на его сцене над фигурой Диониса вспыхивал огонь, на пантеру, лежащую у ног божества, лилось вино из чаши, а свита начинала танцевать под музыку. Затем музыка и танцы прекращались, Дионис выворачивался в другую сторону, пламя вспыхивало во втором жертвеннике – и всё действие повторялось сначала. После такого представления куклы останавливались, и представление заканчивалось. Это действо неизменно вызывало интерес у всех жителей, без различия в возрасте. Но не меньший успех снискали уличные спектакли другого кукольного театра Герона. Этот театр (пинака) был очень мал по своим размерам, его легко переносили с места на место, Он представлял собой небольшую колонну, наверху которой находился макет театральной сцены, скрытой за дверцами. Они открывались и закрывались пять раз, разделяя на акты драму о печальном возвращении победителей Трои. На крошечной сцене с исключительным мастерством показывалось, как воины сооружали и спускали на воду парусные корабли, плыли на них по бурному морю и погибали в пучине под сверкание молний и раскаты грома. Для имитации грома Герон создал специальное устройство, в котором из ящика высыпались шарики, ударявшиеся о доску.




Насос Герона Насос Герона. Насос представлял собой два сообщенных поршневых цилиндра, оборудованных клапанами, из которых поочередно вытеснялась вода. Насос приводился в действие мускульной силой двух человек, которые по очереди нажимали на плечи рычага. Известно, что насосы такого типа впоследствии использовались римлянами для тушения пожаров и отличались высоким качеством изготовления и удивительно точной подгонкой всех деталей. Подобные им насосы вплоть до открытия электричества часто использовались, как и для тушения пожаров, так и во флоте для откачки воды из трюмов при аварии. Как мы видим, Героном было разработано три очень интересных изобретения: эолипил, поршневой насос и бойлер. Скомпоновав их можно было получить паровую машину. Такая задача, наверняка, была под силу если не самому Герону, то его последователям. Люди уже тогда умели создавать герметичные емкости, и, как видно из примера с поршневым насосом, достигли значительных успехов при изготовлении механизмов, требующих высокой точности изготовления. Паровая машина, конечно, не реактивный двигатель, для создания которого знаний античных ученых явно недоставало, но и она бы существенно ускорила развитие человечества.



«Водная среда» - Воду ищите там, где растет рогоз. Обитатели водной среды. Тема урока: Водная среда. Вопросы для повторения: Камыш озерный. Сравнение условий жизни в разных средах. Рогоз узколистный. Сегодня мы узнаем:

«Биогеоценоз пруда» - Налим. Биоценоз пресного водоема. Птицы, живущие на поверхности. Биогеоценоз пруда. Гетеротрофные организмы. Виды, живущие на поверхности. Населенность водоема. Солнечный свет. Биотические факторы. Автотрофные организмы.

«Растительные сообщества» - Клементс мечтал превратить экологию в настоящую науку. Александр Николаевич Формозов (1899 – 1973). С «новой ботаникой» в принципе могла бы хорошо сочетается экологическая география растений… В 1933 г. Браун-Бланке публикует «Prodrome des Groupements Vegetaux» (Продромус). Весь упор делается на флористический подход к экологическим по сути задачам.

«Абиотические факторы» - Растения: засухоустойчивые – влаголюбивые и водные Животные: водные – воды достаточно в пище. Имеются адаптации. Температура. Абиотические факторы среды. Влажность. Теплокровные организмы (птицы и млекопитающие). Холоднокровные организмы (беспозвоночные и многие позвоночные). Оптимальные температурный режим для организмов от 15 до 30 градусов Однако, ….

«Сообщества воды» - Как удержаться на поверхности воды? Вытянутое, обтекаемое тело. Сообщество толщи воды. Летучая рыба. Плоское, как плот, тело. Имеют выросты, щетинки. «Матросы». Весь мировой океан – единая экологическая система. В океане: Сообщество поверхности воды. Мышцы. Португальский кораблик и парусник. Глубоководное сообщество.

«Окружающая среда биология» - Аэробионты. Количество О2 Количество Н2О Колебания t Освещенность Плотность. Поместите в соответствующую среду обитания животных или растения из предложенного списка. Изучение различных сред обитания организмов. Эрнст Геккель. Стенобионты. Организменная среда. Наземно-воздушная среда. условие среды обитания, оказывающее воздействие на организм.

© 2022 Туризм и путешествия