Як зробити макет фонтану самому в домашніх умовах (завдання з фізики)? Науково-дослідна робота "Створення та вивчення моделі фонтану Герона" творча робота учнів з фізики (7 клас) на тему Складання та випробування макета фонтану Герона.

1. Фізичний принцип роботи фонтану Робота фонтану заснована на законі про сполучені судини, який полягає в тому, що в сполучених судинах однорідна рідина встановлюється на одному рівні. Тиск рідини на дно судини: р = ρgh Одне з колін судини відіграє роль водонапірної башти, а друге фонтану. Чим вище водонапірна вежа, тим більша висота води в ній, тим більша різниця тиску між фонтаном і вежею, і тим сильніше битиме струмінь фонтану. p2p2 p1p1

2.Матеріали для виготовлення моделі фонтану Для виготовлення фонтану нам знадобляться: 1) Одна 1,5-літрова пляшка (води у пляшці вистачить на 510 хвилин роботи фонтану). 2) Крапельниця (можна взяти будь-який шланг, але крапельниця краще, тому що вона довга, має фільтр очищення та піпетку на кінці). 3) Велика пляшка (610 літрів). 4) Велика коробка. 5) Підвісний тримачдля пляшки.

На практиці ми не можемо змінювати висоту «водонапірної вежі», але ми знаємо, що за законом Паскаля тиск, що чиниться на рідину або газ, передається в кожну точку рідини або газу без зміни, тому достатньо натиснути поршнем (пляшкою) на воду в правому коліні сполучених судин, що струмінь води у фонтані піднялася на велику висоту.

Вже в давнину люди замислювалися про те, як створити штучні водойми, особливо цікавила їх загадка води, що біжить. Слово фонтан - латино-італійського походження, походить воно від латинського "фон тис", що перекладається "джерело". За змістом це означає струмінь води, що б'є вгору або під натиском, що витікає з труби.

З архітектурної точки зору - фонтан - споруда, яка служить основою або огорожею для струменів води, що струмують вгору і стікають вниз. Спочатку фонтани зводилися як суспільне джерело питної води. Пізніше поєднання зелених насаджень, води з фонтанів і архітектурних композицій, що рухається, стало одним із засобів виконання неповторних художньо-образних рішень у сучасній архітектурі.

Айвазовський Іван. "Великий Петергофський палац."

Вірші про фонтани. Біля фонтану зачаїлося тяжке море, Брезжить світло і мілину ловить бриз. Вологий сон у долинах і на пагорбах, Біля фонтану строгий кипарис. У фонтану сонячно і ясно, Шарм та міфи оксамитової пори, Світ земний народжується і гасне У бризках струменів та іграх мошкари. Димні та хмарні стани Водять тінь біля мідного струмка. Я опівдні приходжу до фонтану, Де любов, як вічна нічия… І від спеки п'яним і втомленим, Дикуном у тропічному пилюці Небо п'ю губами перевалу, І жбурляю на південь кораблі. Крим під зоряним куполом манежу, Крим у каменях, зализаних хвилею, В кожному приїжджому, Що від'їжджає, Поглядом поріднився зі мною. Данилюк Сергій. Зупинюся я біля фонтану. Розвісить він свої долоні, Розбризкає радість він просторо, Влаштує крапель погоню. Фонтан живі бризки щастя На тілі свіжістю залишить, Прохолоду дасть серед негоди, І життя веселку складе. Яна Гончарук.

У цьому описі я збираюся розповісти вам, як зробити фонтан Герона, який не потребує електрики. Хоча ви зможете обдурити людей і змусити їх думати, що він працює саме так. Ми робитимемо фонтан Герона своїми руками із звичайних побутових матеріалів. Це дуже легко побудувати, і це буде ідеальний проектробити його з вашими дітьми. Можливо, ви могли б навіть провести урок з динаміки рідини чи постійного руху?

Герон (Heron, Hero) Олександрійський був математиком і винахідником. Він добре відомий своїм паровим двигуном, Aeolipile та багатьма іншими винаходами, які використовують пневматику (Вікіпедія). Я збираюся спробувати відтворити один із моїх улюблених винаходів Герона - "Фонтан Герона".

Загальна вартість будівництва = $2 (вам потрібно випити 3 пляшки газування).

Що Вам потрібно: Витратні матеріали

(3) Пляшки із водою 0,5 літра
(1) 9" Довжина трубки
(1) 11" Довжина трубки
(1) 15" Довжина трубки
Невелика кількість пластиліну або герметика

Примітка: Трубка для акваріумів 3/16" (5 мм) або будь-яка інша з тонкими жорсткими стінками. Майже будь-яка трубка буде працювати навіть гнучка, але з жорсткою дуже легко працювати. Я, наприклад, набрав відповідні трубкив місцевому магазинідля свійських тварин за ціною близько $0,50 за фут.

Що вам потрібно: Інструменти та обладнання

Ножиці
Дриль (ручний або електричний)
5/32" (4 мм) свердло (трохи менше діаметра трубки)

Ви підготували матеріали та інструмент, і почнемо розповідь, як зробити фонтан Герона своїми руками.

Крок 1: Зробіть резервуар фонтану

Розріжте одну з пляшок навпіл як показано на малюнку. Не викидайте денце пляшки, ви можете використовувати його, щоб заповнити фонтан, коли ми все зробимо.

Крок 2: Свердління отворів

Вам потрібно просвердлити по 2 отвори в кожній кришці. Перед початком свердління отворів у ковпачку підкладіть шматок дерев'яшки як опору кришки.

Коли ви закінчите з першою кришкою, використовуйте її як орієнтир для свердління отворів у другій кришці. Ви можете поєднати ковпачки верхніми кришками під час свердління отворів. Тепер ви повинні мати кришки, кожна з яких має отвори просвердлені приблизно в тому ж місці.

Крок 3: Свердління отворів Частина 2

Візьміть одну з кришок, і використовуйте її як орієнтир для свердління отворів в нижній частині однієї з пляшок, що залишилися незайманими. Це буде зрештою пляшка (B), як показано на малюнку нижче.

Крок 5: Підключаємо трубки фонтану Герона

Підключіть трубки, як показано на малюнку вище. Усі з'єднання мають бути герметичними. Якщо ви використовували свердло на 5/32, вони мають вийти. Якщо ні, просто додайте невелику кількість пластиліну (або герметика) для герметизації отвору навколо трубки. Також необхідно герметизувати з'єднання між пляшкою (A) та (B). Ви можете побачити його у першій картині. Інші з'єднання не протікають, і я там не використовував герметик.

Примітка: Переконайтеся, що трубки знаходяться на висотах у кожній пляшці. Ці висоти дуже важливі!

Крок 6: Додайте воду та насолоджуйтесь!

Тепер все, що вам потрібно зробити, це заповнити пляшку (b) водою і скрутити всю систему разом. Щоб фонтан Герона, зібраний своїми руками запрацював, додайте воду до верхньої пляшки (а). Насолоджуйтесь домашнім фонтаном без електрики!

За матеріалами makezine.com

НАЙПРОСТІШИЙ ФОНТАН

Для того щоб зробити фонтан, візьми пластикову пляшкуз відрізаним дном або скло від гасової лампипідбери пробку, що закриває вузький кінець. У пробці зроби наскрізний отвір. Його можна просвердлити, прокрутити гранованим шилом або пропалити розпеченим цвяхом. В отвір повинна щільно входити скляна трубка, вигнута у формі літери "П" або пластикова трубочка.

Затисніть пальцем отвір трубки, переверни пляшку або лампове скло вгору дном і наповни водою. Коли відкриєш вихід із трубки, вода заб'є з неї фонтаном. Він буде працювати до тих пір, поки рівень води у великій посудині не зрівняється з відкритим кінцем трубки, спробуй пояснити, чому це так.

ТРИ ФОНТАНИ

Готуємо обладнання

Беремо пляшечку із вставленою в пробку трубочкою зі стрижня кулькової ручкиабо звичайної аптечної піпетки. Тільки у неї скляна трубочка надто коротка. Тому краще залишити і гумовий мішечок, зрізавши його денце ножицями.

У пробці пропали розпеченим цвяхом отвір і встав у нього трубочку дуже туго. Якщо вийде слабкувато, залий щілину воском або варом. Підбери невелику пляшечку, яку корок закривав би щільно.

Налий у цю пляшечку майже до шийки воду, трохи підфарбовану чорнилом, і заткни пробкою.
Вода в пляшці знаходиться під атмосферним тиском. Зовні тиск такий самий.

Як зробити, щоби фонтан забив?

Досвід 1

Для цього є два способи. Перший – зменшити тиск зовні.
Постав пляшечку в дрібну тарілку. Налий у цю тарілку трохи води та розклади листки промокального паперу. Візьми трилітрову скляну банку і потримай її перевернутою над свічкою, що горить, над плитою або електроплиткою. Нехай прогріється добре, нехай наповниться гарячим повітрям.

Готово?
Став її вгору дном на тарілку, краю - на промокашку. Тепер пляшечка накрита. Повітря в банку почне остигати, вода з тарілки всмоктуватиметься. Скоро вона піде під банку. Гей, бережись, зараз повітря проскочить під краями! Але ж ми не даремно підклали промокашку. Міцно натисни на дно банки, вона притисне мокрі листки, і повітря не проскочить. Фонтан заб'є!

Досвід2

Фонтан можна привести в дію іншим способом. Повітря у пляшці треба стиснути! Візьми верхній кінець трубочки в рот і вдувай повітря скільки вистачить сили. З нижнього кінця трубочки побіжать бульбашки.

А тепер відпускай. Дивись, як добре забив наш фонтан!
Жаль тільки, що він недовго діє. Це тому, що запас стиснутого повітряшвидко кінчається. Щоб фонтан працював довше, треба води у пляшечку наливати небагато. Все одно для роботи фонтану її вистачить, а повітря у пляшечку увійде більше. І підфарбовувати воду чорнилом не треба. Адже цей фонтан битиме не під скляною банкою, він і без чорнила добре буде видно. А трубочку тут доводиться брати до рота.

Досвід 3

Цей фонтан схожий на попередній. Усередині пляшечки створюється підвищений тиск. Тільки не вдуванням повітря, а в інший спосіб.

Поклади в пляшечку кілька шматочків крейди і заповни її на три чверті оцтом. Швидко закупорь її пробкою з трубочкою і постав у раковину або великий таз, щоб оцет не потрапив, куди не треба. Адже у пляшці почне виділятися вуглекислий газ, і під його тиском із трубки заб'є оцтовий фонтан!

Фонтан у пляшці

Візьміть невелику пляшку або флакон, просвердліть у пробці отвір і вставте в нього відпрацьований довгий стрижень від кулькової ручки. Попередньо потрібно очистити стрижень від залишків пасти, використовуючи для цього тяганину і шматочок вати, змоченої в одеколоні. Для кращої герметичності заліпіть пластиліном місце на пробці, де вставлена ​​трубка. Стрижень повинен трохи не сягати середини флакона, яке зовнішній кінець нехай підноситься над пробкою кілька сантиметрів. Отвір кінця стрижня, що знаходиться усередині флакона, попередньо треба зменшити у діаметрі. Це можна зробити, вставивши в нього проби зі шматка сірника і проколів її тонкою голкою.

Налийте в каструльку воду, поставте флакон (щоб він не плавав!) і доведіть воду до кипіння. Нехай вода залишить кілька хвилин. Поки вода кипить, приготуйте на столі склянку з водою, підфарбованою акварельною червоною фарбою або крупинкою марганцівки. На склянку покладіть шматок картону з отвором, в який зможе увійти шийка пляшечки або флакона зі стрижнем від кулькової ручки.

Тепер треба діяти рішуче і швидко: вийміть флакон з киплячої води і, перевернувши дном догори, вставте його в отвір приготовленої картонки на склянці, при цьому зовнішній кінець стрижня опуститься в підфарбовану воду. З кінчика стрижня у флаконі почне бити тонкий кольоровий струмок фонтану. Коли ви кип'ятили воду, частина гарячого повітря, що розширилося від нагрівання, вийшла з флакона, у ньому утворився розріджений простір, а зовнішній атмосферний тиск увігнав воду зі склянки. При цьому цівка холодної водитеж допомогла охолодити повітря всередині флакона та зменшити його об'єм.

Тепер, коли струмінь перестав підніматися, подивіться, скільки води набралося у флакон. Рівно стільки повітря вийшло з нього, коли його готували до досвіду – кип'ятили у каструльці.

ФОНТАН НА СТІЛІ

Знадобиться трубка довжиною 30-40 см, чим вона ширша, тим довше битиме фонтан. Виріжемо два кружки, що щільно входять у трубку. Порожній стрижень від кулькової ручки навскіс розріжемо навпіл. Наконечник виймемо, зсередини голкою виштовхнемо кульку і вставимо наконечник назад.

Половина стрижня з наконечником пропущена крізь один кружок, друга половина крізь інший. Навскіс ріжуть для того, щоб половинки, навіть упершись у гуртки, не виявилися закритими.

Нижнім кінцем іграшки зачерпуємо воду з ванни і чекаємо, коли поллється з наконечника. Потім перевертаємо. Вода залишається лише між гуртками. У цьому положенні опускаємо іграшку у ванну, що показано на іншому малюнку.
Вода заповнює іграшку знизу, витісняючи повітря у відсік між гуртками. Він тисне на воду, що там, - і з наконечника б'є струмінь.

Тепер можна розпочати виготовлення настільного фонтану. Знадобляться пластмасові кубики, тарілка теж із пластмаси, трубки і знову ж таки порожній стрижень з наконечником. На третьому малюнку схема того, що вийде (тільки не показаний каркас, на якому все закріплено).

На початку дії вода знаходиться у верхніх кубиках. Вода з першого верхнього тече до другого нижнього. Зверніть увагу, трубка обрізаним навскіс кінцем уперта в дно кубика. Повітря з нього наступною трубкою надходить у другий верхній кубик. Також зверніть увагу, що ця трубка проведена від стелі до стелі. І так далі. З останнього верхнього кубика б'є фонтан у тарілку. З неї вода тече у перший нижній.

Якби ми взяли лише кілька кубиків, то фонтан вийшов би маленьким. А тут - стовп води з тарілки донизу, потім з першого верхнього кубика донизу, потім з другого верхнього вниз. З кожним стовпом тиск зростає, а з ним і висота струменя. По суті, перед нами як би водонапірна вежа, яку розрізали на три частини (як ковбасу поперек) і поставили в ряд. Можна взяти не три пари кубиків, а будь-яку кількість пар.

Після закінчення дії вся вода виявляється у нижніх кубиках. Перевертаємо установку. Перезаряджання займає секунди, тому що воду стримував наконечник, а повітря через нього виходить швидко.

Установка виглядатиме красивіше, і працюватиме чіткіше, якщо кубики поставити на ребро, а ще краще на кут. Тоді настільний фонтанз кубиків матиме форму ромба. Тарілку можна обрізати у вигляді квітки, верхні кубики будуть "листям", нижні - "корінням". Для прикраси можна посадити ще й метелика!

Можна легко зробити три ефектні фонтани.

Перший – це пляшечка – із вставленою в пробку трубочкою. Можеш, наприклад, взяти скляну трубочку, якою пишуть літери. Такі трубочки продаються наборами в паперових магазинах. А можеш узяти звичайну аптечну піпетку. Тільки у неї скляна трубочка надто коротка. Тому краще залишити і гумовий мішечок, зрізавши його денце ножицями.

У пробці пропали розпеченим цвяхом отвір і встав у нього трубочку дуже туго. Якщо вийде слабкувато, залий щілину воском або варом. Підбери невелику пляшечку, яку корок закривав би щільно. Налий у цю пляшечку майже до шийки воду, трохи підфарбовану чорнилом, і заткни пробкою.

Вода у пляшці знаходиться під атмосферним тиском. Зовні тиск такий самий. Як зробити, щоби фонтан забив? Для цього є два способи. Перший – зменшити тиск зовні. З досвіду із монетою ти вже знаєш, як це робиться.

Постав пляшечку в дрібну тарілку. Налий у цю тарілку трохи води та розклади листки промокального паперу. Візьми трилітрову скляну банку і потримай її перевернутою над свічкою, що горить, над плитою або електроплиткою. Нехай прогріється добре, нехай наповниться гарячим повітрям.

Готово? Став її вгору дном на тарілку, краю - на промокашку. Тепер пляшечка накрита. Повітря в банку почне остигати, вода з тарілки всмоктуватиметься. Скоро вона піде під банку. Гей, бережись, зараз повітря проскочить під краями! Але ж ми не даремно підклали промокашку. Міцно натисни на дно банки, вона притисне мокрі листки, і повітря не проскочить. Фонтан заб'є!

Фонтан можна привести в дію іншим способом. Повітря у пляшці треба стиснути! Візьми верхній кінець трубочки в рот і вдувай повітря скільки вистачить сили. З нижнього кінця трубочки побіжать бульбашки.

А тепер відпускай. Дивись, як добре забив наш фонтан! Жаль тільки, що він недовго діє. Це тому, що запас стисненого повітря швидко кінчається. Щоб фонтан працював довше, треба води у пляшечку наливати небагато. Все одно для роботи фонтану її вистачить, а повітря у пляшечку увійде більше. І підфарбовувати воду чорнилом не треба. Адже цей фонтан битиме не під скляною банкою, він і без чорнила буде добре видно. А трубочку тут доводиться брати до рота.

Третій фонтан схожий на другий. Усередині пляшечки створюється підвищений тиск. Тільки не вдуванням повітря, а в інший спосіб, який ти вже знаєш. Поклади в пляшечку кілька шматочків крейди і заповни її на три чверті оцтом. Швидко закупорь її пробкою з трубочкою і постав у раковину або великий таз, щоб оцет не потрапив куди не треба. Адже у пляшці почне виділятися вуглекислий газ, і під його тиском із трубки заб'є оцтовий фонтан!