Výskumná práca „Závislosť výšky trysky fontány od fyzikálnych parametrov. Prezentácia na tému "Vodná extravagancia: fontány" Prezentácia fontán o fyzike

Úžasný výtvor starovekého vynálezcu Herona z Alexandrie - večná fontána

Staroveké arabské rukopisy nám priniesli príbeh o úžasné výtvory staroveký vynálezca Heron z Alexandrie. Jednou z nich je nádherná zázračná miska v chráme, z ktorej tiekla fontána. Nikde nebolo vidno žiadne prívodné potrubie a vnútri žiadne mechanizmy

Nárokovaný vynález sa výrazne líši od hračiek Viktora Žigunova (Rusko) a Johna Folkisa (USA), patentovaných v r. studená vojna. Ktovie, odkedy sa o tento vynález zaujímali také veľmoci, či ide o stroj na večný pohyb alebo jednoducho o jeden z univerzálnych motorov starovekého gréckeho vedca. Volavka Alexandrijskáľudstvo stratilo na 2000 rokov.

Účelom vynálezu je dokázať celému svetu, že Volavá fontána nie je mýtus ani primitívny dizajn, ale skutočný, prakticky možný dizajn, ktorý sa snažia rozlúštiť už 2000 rokov.

Nárokovaný vynález je určený na odhalenie skutočného dizajnu Fontána Volavka, na úrovni vedomostí starogréckych vedcov, ktoré sa mnohí vedci snažili odhaliť už 2000 rokov, dodnes bez viditeľných mechanizmov a prívodných potrubí, ktoré by mohli vytvárať efekt perpetu mobile.

Fontána Volavka pozostáva z troch sklenených nádob - vonkajšej 1, strednej 2 a vnútornej 3, ale na rozdiel od prototypu Viktora Žigunova, umiestnených jedna v druhej. Vonkajšia nádoba 1 má tvar otvorenej misky, do ktorej sa nalieva voda, takže voda ukrýva dve nádoby 2 a 3 - zlepené tak, aby sa vytvorilo vákuum 6 a tepelná izolácia medzi vodou z nádoby 1 a vzduchom v nádoba 3. Aj nádoba 3 je pracovná kapacita. V nádobe 3 sú dva otvory - zhora, kde je rúrka tesne zasunutá, ku dnu nádoby a zospodu, kde je umiestnený ventil 5. Voda z vonkajšej nádoby 1, pod atmosférickým tlakom, cez ventil 5 vstupuje do vnútornej nádoby 3 a stláča vzduch, ktorý sa nachádza medzi rúrkou 4 a vonkajšími stenami nádoby 3, až kým sa atmosférický tlak v nádobe 1 a tlak vzduchu v nádobe 3 nevyrovnajú, slnečné lúče prechádzajú cez nádoby 1 a 2, tvoriace vodnú lupu (dve sklenené šošovky naplnené vodou), a sú zosilnené vákuom 6 medzi nádobami 2 a 3, steny nádoby 3 a vzduch v nádobe 3 sa ohrievajú voda z nádoby 3 cez rúrku 4, čím sa vytvorí fontána. Hladina vody v nádobe 1 stúpa a podľa toho
atmosferický tlak vody v nádobe 1 sa teda zvyšuje, akonáhle je rovnosť narušená atmosferický tlak v nádobe 1 a tlaku vzduchu v nádobe 3 voda vstupuje do nádoby 3 cez ventil 5, ochladzuje a stláča vzduch v nádobe 3 a proces sa opakuje. V tomto vynáleze sa teda energia slnečných lúčov premieňa na pohyb vody. Fontána funguje každý deň, bez viditeľných mechanizmov a
prívodné potrubia.

Výhodou je, že nádoby netreba prestavovať ani prevracať. Fontána funguje každý deň bez viditeľných mechanizmov či prívodných potrubí a na akomkoľvek mieste, kam dopadajú slnečné lúče.

Cez sklenenú nádobu 1 naplnenú vodou je ťažké vidieť vnútorné sklenené nádoby a vytvára efekt perpetu mobile, ktorý žiadny vedec nedokázal zopakovať 2000 rokov.

„Vodné prostredie“ – Hľadajte vodu, kde rastú orobince. Obyvatelia vodného prostredia. Téma hodiny: Vodné prostredie. Otázky na recenziu: Jazerná trstina. Porovnanie životných podmienok v rôznych prostrediach. Orobinec angustifolia. Dnes sa naučíme:

„Biogeocenóza rybníka“ - Burbot. Biocenóza sladkovodného útvaru. Vtáky žijúce na povrchu. Biogeocenóza jazierka. Heterotrofné organizmy. Druhy žijúce na povrchu. Obyvateľstvo nádrže. Slnečné svetlo. Biotické faktory. Autotrofné organizmy.

„Rastlinné spoločenstvá“ – Clements sníval o premene ekológie na skutočnú vedu. Alexander Nikolajevič Formozov (1899 – 1973). V zásade by ekologická geografia rastlín mohla dobre zapadať do „novej botaniky“... V roku 1933 vydal Braun-Blanquet „Prodrome des Groupements Vegetaux“ (Prodromus). Celý dôraz je kladený na floristický prístup k v podstate ekologickým úlohám.

„Abiotické faktory“ - Rastliny: odolné voči suchu - vlhkomilné a vodné Živočíchy: vodné - v potravinách je dostatok vody. K dispozícii sú úpravy. Teplota. Abiotické faktory prostredia. Vlhkosť. Teplokrvné organizmy (vtáky a cicavce). Studenokrvné organizmy (bezstavovce a mnohé stavovce). Optimálny teplotný režim pre organizmy je od 15 do 30 stupňov.

„Vodné spoločenstvá“ - Ako zostať na vodnej hladine? Predĺžené, aerodynamické telo. Spoločenstvo vodného stĺpca. Lietajúca ryba. Ploché telo ako plť. Majú výrastky a štetiny. "Námorníci". Celý svetový oceán je jediný ekologický systém. V oceáne: Spoločenstvo povrchových vôd. Svaly. Portugalský bojovník a plachetnica. Hlbokomorská komunita.

"Environmentálna biológia" - Aerobionti. Množstvo O2 Množstvo H2O Oscilácie t Hustota osvetlenia. Umiestnite zvieratá alebo rastliny z poskytnutého zoznamu do vhodného prostredia. Štúdium rôznych biotopov organizmov. Ernst Haeckel. Stenobionti. Organické prostredie. Prostredie zem-vzduch. stav prostredia, ktorý ovplyvňuje organizmus.

Volavka Alexandrijská Autor diel, v ktorých systematicky načrtol základy výdobytkov antického sveta v oblasti aplikovanej mechaniky. Heron v knihe Pneumatika opísal rôzne mechanizmy poháňané zohriatym alebo stlačeným vzduchom alebo parou: tzv. eolipile, čiže guľa rotujúca pod vplyvom pary, automatické otváranie dverí, požiarne čerpadlo, rôzne sifóny, vodný organ, mechanické bábkové divadlo atď. V knihe „Mechanika“ Heron opísal 5 jednoduchých strojov: páku, bránu, klin. , skrutku a blok. Volavka poznala aj rovnobežník síl.

Vytvoril automat na predaj „posvätnej“ vody, ktorý bol prototypom našich automatov na výdaj tekutín.

Volačia fontána pozostáva z troch nádob, ktoré sú umiestnené nad sebou a navzájom komunikujú. Dve spodné nádoby sú uzavreté a horná má tvar otvorenej misy, do ktorej sa nalieva voda. Voda sa naleje aj do strednej nádoby, ktorá sa neskôr uzavrie. Cez trubicu, ktorá vedie od dna misky takmer po dno spodnej nádoby, steká voda z misky a stláčaním vzduchu tam zvyšuje jej elasticitu. Spodná nádoba je spojená so strednou rúrkou, cez ktorú sa prenáša tlak vzduchu do strednej nádoby. Pôsobením tlaku na vodu ju vzduch núti stúpať zo strednej nádoby cez rúrku do hornej misky, kde z konca tejto rúrky vychádza fontána, stúpajúca nad hladinu vody. Fontánová voda padajúca do misy z nej odteká trubicou do spodnej nádoby, kde hladina vody postupne stúpa a hladina v strednej nádobe klesá. Čoskoro fontána prestane fungovať. Na opätovné spustenie stačí vymeniť spodnú a strednú nádobu. Úžasné vynálezy Herona. Fontána Volavka.

Najbežnejším spôsobom svietenia v staroveku bolo použitie olejových lámp, v ktorých horel knôt namočený v oleji. Knôt bol kus handry a celkom rýchlo vyhorel, rovnako ako olej. Jednou z hlavných nevýhod takýchto lámp bola potreba zabezpečiť, aby bol nad povrchom oleja vždy dostatok knôtu, ktorého hladina neustále klesala. Ak s jednou lampou sa to dalo ľahko sledovať, tak pri viacerých lampách už bol potrebný sluha, ktorý by pravidelne chodil po miestnosti a upravoval knôty v lampách. Heron vynašiel automatickú olejovú lampu. Heronova olejová lampa.

Samohybná skriňa. Prvýkrát v histórii Heron vyvinul samohybný mechanizmus. Mechanizmom bola drevená skriňa namontovaná na štyroch kolesách. Vnútro skrine bolo skryté za dverami. Tajomstvo pohybu bolo jednoduché: vo vnútri skrine sa pomaly spúšťala zavesená doska, ktorá pomocou lán a hriadeľov uviedla celú konštrukciu do pohybu. Ako regulátor otáčok bola použitá zásoba piesku, ktorý sa postupne sypal z vrchnej časti skrine do spodnej časti. Rýchlosť spúšťania dosky bola regulovaná rýchlosťou sypania piesku, ktorá závisela od toho, ako široko boli otvorené dvere, oddeľujúce hornú časť skrine od spodnej.

Automatické divadlo. Väčšina kresieb Heronových mechanických bábik sa nezachovala, ale rôzne zdroje obsahujú ich popisy. Je známe, že Heron vytvoril akési bábkové divadlo, ktoré sa pohybovalo na kolieskach ukryté pred publikom a bolo malé architektonickú štruktúru– štyri stĺpy so spoločnou základňou a architrávom. Bábky na jeho javisku, poháňané zložitým systémom šnúr a ozubených kolies, ktoré sú tiež skryté pred zrakom verejnosti, zrekonštruovali obrad festivalu na počesť Dionýza. Len čo takéto divadlo vstúpilo na námestie, na jeho javisku nad postavou Dionýza sa rozhorel oheň, na pantera ležiaceho pri nohách božstva sa nalialo víno z misky a družina začala tancovať na hudbu. Potom hudba a tanec utíchli, Dionýz sa otočil iným smerom, na druhom oltári vzbĺkol plameň – a celá akcia sa znova opakovala. Po takomto predstavení sa bábiky zastavili a predstavenie skončilo. Táto akcia vždy vzbudila záujem všetkých obyvateľov bez ohľadu na vek. Nemenej úspešné boli ale pouličné predstavenia ďalšieho bábkového divadla Heron. Toto divadlo (pinaka) bolo veľmi malé, ľahko sa presúvalo z miesta na miesto Bol to malý stĺp, na vrchole ktorého bol za dverami ukrytý model divadelného javiska. Päťkrát sa otvorili a zatvorili a rozdelili do aktov drámu smutného návratu víťazov Tróje. Malá scéna s mimoriadnou zručnosťou ukázala, ako bojovníci stavali a štartovali plachetnice, plavil sa na nich cez rozbúrené more a zomrel v priepasti pod zábleskom blesku a hromu. Na simuláciu hromu vytvoril Heron špeciálne zariadenie, v ktorom sa loptičky vysypali z krabice a narazili na dosku.

Čerpadlo Heron Čerpadlo Heron. Čerpadlo pozostávalo z dvoch spojených piestových valcov vybavených ventilmi, z ktorých sa striedavo vytláčala voda. Pumpu poháňala svalová sila dvoch ľudí, ktorí sa striedali v stláčaní ramien páky. Je známe, že čerpadlá tohto typu následne používali Rimania na hasenie požiarov a vyznačovali sa vysoká kvalita výroba a úžasne presné lícovanie všetkých dielov. Do objavenia elektriny sa im podobné čerpadlá často používali ako na hasenie požiarov, tak v námorníctve na čerpanie vody z podpalubí v prípade havárie. Ako vidíme, Heron vyvinul tri veľmi zaujímavé vynálezy: eolipile, piestové čerpadlo a kotol. Ich spojením bolo možné získať parný stroj. Takáto úloha bola pravdepodobne v moci, ak nie Heronovi samotného, tak jeho nasledovníkom. Ľudia už vedeli, ako vytvárať utesnené nádoby, a ako je zrejmé z príkladu s piestovým čerpadlom, dosiahli významné úspechy pri výrobe mechanizmov, ktoré si vyžadovali vysokú presnosť výroby. Parný stroj, samozrejme, nie je prúdový stroj, na ktorého vytvorenie zjavne chýbali poznatky starovekých vedcov, no výrazne by urýchlil aj vývoj ľudstva.

„Závislosť výšky trysky fontány od fyzických parametrov“

Černogorsk - 2014

MBOU "Lýceum"

Úvod

Účel štúdie

Hypotéza

Ciele výskumu

Výskumné metódy

ja Teoretická časť

1. História vzniku fontán

2. Fontány v Khakasii

3. História vzhľadu fontány v Petrohrade

4. Tlak ako hnacia sila prevádzky fontán:

4.1 Tlakové sily kvapaliny

4.2 Tlak

4.3 Princíp činnosti spojovacích plavidiel

4.4 Technické riešenie fontán

II. Praktická časť

1.Účinok rôznych modelov fontán.

1.1 Fontána v prázdnote.

1.2 Fontána Volavka.

2. Model fontány

III. Záver

IV. Bibliografia

V. Aplikácia

ÚVOD

Fontány sú neodmysliteľnou ozdobou klasického pravidelného parku. A.S. Pushkin dobre povedal o ich kráse:

Diamantové fontány lietajú

S veselým hlukom k oblakom,

Pod nimi žiaria modly...

Drvenie o mramorové bariéry,

Perla, ohnivý oblúk

Vodopády padajú a špliechajú.

Často obdivujeme krásu fontán v našom hlavnom meste Abakan.. Každá nová fontána. Toto je nová rozprávka, nový rozprávkový kútik, kde sa usilujú obyvatelia mesta. S dedkom sme dlho sledovali, ako sa v našom parku stavia fontána. Spýtal som sa starého otca, či je možné urobiť fontánu doma. Je tu problém. Spoločne sme začali premýšľať, ako tento problém vyriešiť. Keď sme boli zasvätení do študentov lýcea, prvýkrát som v laboratórnych podmienkach videl fontánu.

Naozaj som sa zamyslel nad tým, ako a prečo fontána funguje. Požiadal som svojho učiteľa fyziky, aby mi pomohol prísť na to. Rozhodli sme sa odpovedať na túto otázku a vykonať štúdiu.

Téma, ktorú som si vybral, je v súčasnosti zaujímavá a aktuálna..Keďže fontány sú jedným z hlavných predmetov krajinného dizajnu oblasť parku, zdroj vody v pečeni letný čas, a každý kút mesta sa pomocou fontány stáva krajším a útulnejším.

CIEĽ ŠTÚDIE: Zistite, ako a prečo fontána funguje a od akých fyzikálnych parametrov závisí výška prúdu vo fontáne.

HYPOTÉZA: Predpokladám, že fontána môže byť vytvorená na základe vlastností spojených nádob a výška prúdu vo fontáne závisí od vzájomnej polohy týchto spojovacích nádob.

CIELE VÝSKUMU:

Rozšírte svoje vedomosti o téme „Komunikačné plavidlá“.

Využite získané vedomosti pri plnení kreatívnych úloh.

VÝSKUMNÉ METÓDY:

Teoretické – štúdium primárnych zdrojov.

Laboratórium – vykonávanie experimentu.

Analytické – analýza získaných výsledkov.

Syntéza je zovšeobecnením teoretických materiálov a získaných výsledkov. Vytvorenie modelu.

1. HISTÓRIA TVORBY FONTÁN

Hovorí sa, že existujú tri veci, na ktoré sa môžete pozerať donekonečna – oheň, voda a hviezdy. Kontemplácia vody – či už tajomnej hĺbky hladkej hladiny, alebo priezračných potôčikov, ktoré sa niekam rútia a rútia sa ako živá – je nielen príjemná pre dušu a blahodarná pre zdravie. Je v tom niečo prvotné, a preto sa ľudia vždy usilujú o vodu. Nie nadarmo sa deti dokážu hrať celé hodiny aj v obyčajnej dažďovej mláke. Vzduch v blízkosti nádrže je vždy čistý, čerstvý a chladný. A nie nadarmo sa hovorí, že voda „čistí“, „umýva“ nielen telo, ale aj dušu.

Asi každý si všimol, o koľko ľahšie sa dýcha pri vode, ako mizne únava a podráždenie, aké povzbudzujúce a zároveň pokojné je byť pri mori, rieke, jazere či rybníku. Už v dávnych dobách ľudia premýšľali o tom, ako vytvoriť umelé nádrže, a zaujímalo ich najmä tajomstvo tečúcej vody.

Slovo fontána je latinsko-talianskeho pôvodu, pochádza z latinského „fontis“, čo v preklade znamená „zdroj“. V zmysle to znamená prúd vody vystreľujúci nahor alebo vytekajúci z potrubia pod tlakom. Sú tu vodné fontány prírodného pôvodu - pramene vyvierajúce v malých potôčikoch. Práve takéto prírodné zdroje pútali pozornosť ľudí už od pradávna a nútili ich zamyslieť sa nad tým, ako tento fenomén využiť tam, kde to ľudia potrebujú. Už na úsvite storočí sa architekti snažili orámovať prúdenie vody z fontány dekoratívnym kameňom a vytvoriť jedinečný vzor vodných trysiek. Malé fontány sa rozšírili najmä vtedy, keď sa ľudia naučili schovávať vodné trysky do rúrok vyrobených z pálenej hliny alebo betónu (vynález starých Rimanov). Už v Staroveké Grécko akékoľvek fontány sa stali atribútom takmer každého mesta. Obložené mramorom, s mozaikovým dnom, boli kombinované buď s vodnými hodinami, alebo s vodným organom, alebo s bábkovým divadlom, kde sa postavy pohybovali pod vplyvom trysiek. Historici opisujú fontány s mechanickými vtákmi, ktoré veselo spievali a

stíchol, keď sa zrazu objavila sova. Ďalší vývoj

stavba fontán dostala Staroveký Rím. Objavili sa tu prvé lacné fajky – vyrábali sa z olova, ktorého po spracovaní striebornej rudy zostalo veľa. V prvom storočí nášho letopočtu sa v Ríme vďaka závislosti obyvateľstva na fontánach spotrebovalo 1300 litrov vody denne na obyvateľa. Odvtedy mal každý bohatý Riman vo svojom dome malý dvor a bazén a v strede krajiny bola vždy malá fontána. Táto fontána plnila úlohu zdroja pitnej vody a chladu v horúcich dňoch. Vývoj fontán uľahčil vynález zákona o komunikujúcich nádobách starogréckou mechanikou, pomocou ktorého patricijovia usporiadali fontány na nádvoriach svojich domov. Ozdobné fontány staroveku možno ľahko nazvať prototypom moderných fontán. Následne sa fontány vyvinuli zo zdroja pitnej vody a chladu na dekoratívnu ozdobu majestátnych architektonických celkov. Ak v stredoveku slúžili fontány len ako zdroj vody, tak so začiatkom renesancie sa fontány stali súčasťou tzv. architektonický súbor alebo dokonca jeho kľúčový prvok.(Pozri prílohu 1)

2. Fontány v Khakasii

V hlavnom meste Khakassian, v meste Abakan, bola na malej nádrži v parku postavená jedinečná fontána. Faktom je, že fontána pláva. Skladá sa z čerpadla, plaváka, svetla a fontánovej trysky. Nová fontána je zaujímavá, pretože sa ľahko inštaluje a demontuje; Výška trysky je tri a pol metra. Zaujímavá vlastnosť dizajn fontán je prítomnosť rôznych vodných vzorov. Táto fontána je v lete v prevádzke nepretržite (pozri prílohu 2).

Výstavba fontány bola dokončená v blízkosti správy mesta Abakan.

Voda tu nestúpa, ale

klesá pozdĺž kubických štruktúr dolu do kvetináčov s vodou

rastliny. Miska fontány je obložená prírodným dlažbovým kameňom. Projekt vypracovali architekti Abakan. Kubické štruktúry sú štylizované tak, aby pripomínali architektúru budovy oddelenia urbanizmu (pozri prílohu 3).

3. História vzhľadu fontány v Petrohrade.

Poloha miest pozdĺž brehov riek, množstvo prírodných vodných nádrží, vysoký stupeň podzemná voda a plochý terén - to všetko neprispelo k výstavbe fontán v Rusku v stredoveku. Vody bolo dosť a dalo sa ľahko dostať. Prvé fontány sú spojené s menom Petra I.

V roku 1713 navrhol architekt Lebdon postaviť fontány v Peterhofe a dodať im „hracie vody, pretože parky sú mimoriadne nudné

zdať." Súbor parkov, palácov a fontán Peterhof sa objavil v prvej štvrtine 18. storočia. ako akýsi triumfálny pamätník na počesť úspešného ukončenia ruského boja o prístup k Baltskému moru (144 fontán, 3 kaskády). Začiatok výstavby sa datuje do roku 171.

Francúzsky majster navrhol „vybudovať stavby na nasávanie vody, ako vo Versailles, z ktorých sa čerpá voda Fínsky záliv. To by si na jednej strane vyžiadalo výstavbu čerpacích štruktúr a na druhej strane drahšie ako tie, ktoré sú určené na využitie sladkej vody. Preto sa v roku 1720 sám Peter I. vydal na výpravu do okolia a 20 km od Peterhofu, na takzvaných Ropshinských výšinách, objavil veľké zásoby pramenitej a podzemnej vody. Výstavbou vodovodu bol poverený prvý ruský hydrotechnik Vasilij Tuvolkov.

Princíp fungovania fontán Peterhof je jednoduchý: voda tečie gravitáciou do trysiek nádrží. Používa sa tu zákon komunikujúcich plavidiel: rybníky (nádrže) sú umiestnené výrazne vyššie ako územie parku. Napríklad rybník Rozovopavilionny, kde pramení Samsonovský vodovod, sa nachádza v nadmorskej výške 22 m nad úrovňou zálivu. 5 fontán Hornej záhrady slúži ako zásobáreň vody pre Grand Cascade.

Teraz pár slov o fontáne Samson - hlavnej fontáne Peterhof, pokiaľ ide o výšku a silu prúdu. Pamätník postavili v roku 173 na počesť 25. výročia bitky pri Poltave, ktorá rozhodla o výsledku Severnej vojny v prospech Ruska. Zobrazuje biblického hrdinu Samsona (bitka sa odohrala 28. júna 1709, na deň sv. Samsona, ktorý bol považovaný za nebeského patróna ruskej armády), trhajúceho čeľuste leva ( Štátny znakŠvédsko obsahuje obraz leva). Tvorcom fontány je K. Rastrelli. Práca fontány je zdôraznená zaujímavým efektom; keď sa fontány Peterhofu zapnú, v otvorenej tlame leva sa objaví voda a prúd sa postupne zvyšuje a stúpa, a keď dosiahne hranicu, čo symbolicky ukazuje výsledok boja, fontány začnú tiecť

"Tritons" na hornej terase Kaskády ("Sirény a najády"). Zo škrupín, do

ktoré trúbia morské božstvá, trysky fontán v širokých oblúkoch vyrážajú: páni vody trúbia slávu hrdinu.

V roku 1739 pre cisárovnú Annu Ioannovnu, podľa nákresov kancelára A.D. Tatiščeva, bola v blízkosti Ľadového domu vyrobená akási fontána: postava slona v životnej veľkosti, z ktorého chobotu vychádzal prúd vody vysoký 17 metrov (voda bola dodávané čerpadlom), zatiaľ čo horiaci olej sa v noci vyhadzoval. Pred vstupom do ľadovne vyvrhli dva delfíny aj prúdy oleja.

Vo väčšine prípadov sa na vytvorenie fontán v Peterhofe použili čerpadlá. Na tento účel sa teda v Rusku prvýkrát použilo parné atmosférické čerpadlo. Bol postavený na príkaz Petra I. v rokoch 1717-1718. a inštalované v jednej z miestností jaskyne Letná záhrada na zdvíhanie vody do fontán.

Petrohradské fontány fungujú denne päť mesiacov (od 9. mája do konca októbra) (spotreba vody za 10 hodín je 100 000 m3).

Deň svätého Samsona, ktorý porazil leva, sa zhodoval s porážkou Švédov pri Poltave 27. júna 1709. „Ruský Samson nádherne roztrhal revúceho leva Rakúska na kusy,“ povedali o ňom jeho súčasníci. Samson znamenal Petra I. a lev znamenal Švédsko, ktorého erb zobrazuje túto šelmu.

Grand Cascade pozostáva zo 64 fontán, 255 sôch, basreliéfov, maskarónov a iných dekoratívnych architektonických detailov v Peterhofe, vďaka čomu je táto fontánová štruktúra jednou z najväčších na svete.

Horná záhrada sa rozprestiera pred palácom ako luxusný koberec. Jeho počiatočné plánovanie sa uskutočnilo v rokoch 1714-1724. architekti Braunstein a Leblon. IN Horná záhrada päť fontán: 2 fontány Square Ponds, Dub, Mezheumny a Neptún. (Pozri prílohu 4)

Tlak ako hnacia sila fontán

4.1 Tlakové sily kvapaliny.

Každodenná skúsenosť nás učí, že kvapaliny pôsobia na povrch pevných telies, ktoré sú s nimi v kontakte, známymi silami. Tieto sily nazývame tlakové sily tekutiny.

Keď prstom zakryjeme otvor otvoreného vodovodného kohútika, pocítime silu tlaku tekutiny na prst. Bolesť v ušiach, čo zažije plavec, ktorý sa ponorí do väčšia hĺbka, spôsobené silami tlaku vody na ušný bubienok. Teplomery na meranie teploty v hlbokom mori musia byť veľmi odolné, aby ich tlak vody nerozdrvil.

V dôsledku obrovských tlakových síl vo veľkých hĺbkach musí mať trup ponorky oveľa väčšiu pevnosť ako trup povrchovej lode. Tlakové sily vody na dne lode podopierajú loď na povrchu a vyrovnávajú gravitačnú silu, ktorá na ňu pôsobí. Tlakové sily pôsobia na dno a steny nádob naplnených kvapalinou: naliatím ortuti do gumeného balónika vidíme, že jeho dno a steny sa ohýbajú smerom von. (Pozri prílohu 5.6)

Napokon tlakové sily pôsobia z niektorých častí kvapaliny na iné. To znamená, že ak by sme odstránili akúkoľvek časť kvapaliny, tak na udržanie rovnováhy zvyšnej časti by bolo potrebné na výsledný povrch pôsobiť určitými silami. Sily potrebné na udržanie rovnováhy sa rovnajú tlakovým silám, ktorými odstránená časť kvapaliny pôsobí na zvyšnú časť.

Tlakové sily na steny nádoby obsahujúcej kvapalinu alebo na povrch pevného telesa ponoreného do kvapaliny nepôsobia v žiadnom špecifickom bode na povrchu. Sú rozmiestnené po celom povrchu kontaktu medzi pevnou látkou a kvapalinou. Preto sila tlaku na daný povrch závisí nielen od stupňa stlačenia kvapaliny, ktorá je s ním v kontakte, ale aj od veľkosti tohto povrchu.

Aby sa charakterizovalo rozloženie tlakových síl, bez ohľadu na veľkosť povrchu, na ktorý pôsobia, je zavedený pojem tlak.

Tlak na plochu je pomer tlakovej sily pôsobiacej na túto plochu k ploche plochy. Je zrejmé, že tlak sa číselne rovná tlakovej sile pôsobiacej na plochu povrchu, ktorej plocha sa rovná jednej.

Tlak budeme označovať písmenom p. Ak sa tlaková sila na danú oblasť rovná F a plocha oblasti sa rovná S, potom bude tlak vyjadrený vzorcom

p = F/S.

Ak sú tlakové sily rozložené rovnomerne po určitom povrchu, potom je tlak v každom bode rovnaký. Ide napríklad o tlak na povrch piestu, ktorý stláča kvapalinu.

Často sa však vyskytujú prípady, keď sú tlakové sily rozložené po povrchu nerovnomerne. To znamená, že na rovnaké oblasti na rôznych miestach povrchu pôsobia rôzne sily. (Pozri prílohu 7)

Do nádoby s rovnakými otvormi v bočnej stene nalejeme vodu. Uvidíme, že spodný prúd vyteká na väčšiu vzdialenosť a horný prúd na kratšiu vzdialenosť.

To znamená, že na dne nádoby je väčší tlak ako na jej vrchu.

4.3 Princíp činnosti spojovacích nádob.

Nádoby, ktoré majú navzájom spojenie alebo spoločné dno, sa zvyčajne nazývajú komunikujúce.

Zoberme si sériu nádob rôznych tvarov, ktoré sú na dne spojené rúrkou.

Obr.5. Vo všetkých komunikujúcich nádobách je voda na rovnakej úrovni

Ak do jednej z nich nalejete kvapalinu, kvapalina pretečie trubicami do zvyšných nádob a usadí sa vo všetkých nádobách na rovnakej úrovni (obr. 5).

Vysvetlenie je nasledovné. Tlak na voľné povrchy kvapaliny v nádobách je rovnaký; rovná sa atmosférickému tlaku.

Všetky voľné plochy teda patria k rovnakej rovnej ploche, a preto musia byť v rovnakej horizontálnej rovine. (Pozri prílohu 8, 9)

Kanvica a jej výtok sú prepojené nádoby: voda v nich je na rovnakej úrovni. To znamená, že výlevka čajníka musí siahať do rovnakej výšky ako horný okraj nádoby, inak sa čajník nedá naplniť po vrch. Keď kanvicu nakloníme, hladina vody zostane rovnaká, ale výtok klesne; keď dosiahne hladinu vody, voda sa začne vylievať.

Ak je kvapalina v spojených nádobách na rôznych úrovniach (to sa dá dosiahnuť umiestnením prepážky alebo svorky medzi spojené nádoby a pridaním kvapaliny do jednej z nádob), potom sa vytvorí takzvaný tlak kvapaliny.

Tlak je tlak vytvorený hmotnosťou stĺpca kvapaliny s výškou rovnajúcou sa rozdielu hladiny. Pod vplyvom tohto tlaku bude kvapalina, ak je odstránená svorka alebo prepážka, prúdiť do nádoby, kde je jej hladina nižšia, kým sa hladiny nevyrovnajú.

Úplne iný výsledok sa získa, ak sa heterogénne kvapaliny nalejú do rôznych nôh komunikačných nádob, to znamená, že ich hustoty sú rôzne, napríklad vody a ortuti. Nižší stĺpec ortuti vyvažuje vyšší stĺpec vody. Ak vezmeme do úvahy, že podmienkou rovnováhy je rovnosť tlakov vľavo a vpravo, zistíme, že výška stĺpcov kvapaliny v prepojených nádobách je nepriamo úmerná ich hustotám.

V živote sa vyskytujú pomerne často: rôzne kanvice na kávu, kanvice, poháre na meranie vody na parných kotloch, stavidlá, vodovodné potrubia, potrubie ohnuté v kolene - to všetko sú príklady komunikujúcich nádob.

Princíp fungovania komunikujúcich nádob je základom fungovania fontán.

Dnes sa málokto zamýšľa nad fungovaním fontán. Sme na ne tak zvyknutí, že keď ideme okolo, len tak na ne letmo mrkneme.

A naozaj, čo je tu zvláštne? Strieborné prúdy vody pod tlakom stúpajú vysoko a rozptyľujú sa do tisícok krištáľových striekancov. Ale v skutočnosti nie je všetko také jednoduché. Fontány môžu byť vodné, kaskádové alebo mechanické. Fontány - petardy (napríklad v Peterhofe), rôzne výšky, tvary a každý má svoj názov.

Predtým boli všetky fontány s priamym tokom, to znamená, že pracovali priamo z vodovodu, ale teraz sa používa „recirkulačný“ prívod vody pomocou výkonných čerpadiel. Fontány tiež prúdia rôznymi spôsobmi: dynamické prúdy (môžu meniť výšku) a statické prúdy (prúd na rovnakej úrovni).

V podstate si fontány zachovávajú svoju historickú hodnotu

vzhľad, len ich „výplň“ je moderná. Aj keď, samozrejme, boli postavené aj predtým, jedným z takýchto príkladov je fontána v Alexandrovej záhrade.

Má už 120 rokov, no niektoré rúry zostávajú v dobrom stave. (Pozri prílohu 10)

II . Pôsobenie rôznych modelov fontán.

Uskutočnil som výskum na tému „Fontána v prázdnote“. Na to som si vzal dve fľaše. Na prvý som dal gumenú zátku a cez ňu prešla tenká sklenená trubička. Na opačný koniec umiestnite gumenú hadičku. Do druhej banky som naliala farebnú vodu.

Pomocou pumpy som odčerpal vzduch z prvej banky a otočil som banku. Spustil som gumenú hadičku do druhej banky s vodou. V dôsledku rozdielu tlakov voda z druhej banky tiekla do prvej.

Zistil som, že čím menej vzduchu v prvej banke, tým silnejší bude prúd z druhej.

Robil som výskum na tému „Volavkova fontána“. K tomu som potreboval vyrobiť zjednodušený model Volavej fontány. Zobral som malú banku a vložil som do nej kvapkadlo. V mojom experimente s použitím tohto modelu som umiestnil banku hore dnom. Keď som otvoril kvapkadlo, voda vytekala z banky prúdom.

Potom som banku spustil trochu nižšie, voda tiekla oveľa pomalšie a prúd sa výrazne zmenšil. Po vykonaní príslušných zmien som zistil, že výška prúdu vo fontáne závisí od vzájomnej polohy komunikujúcich plavidiel.

Závislosť výšky prúdu vo fontáne od vzájomnej polohy komunikujúcich nádob. (Pozri prílohu 11)

Závislosť výšky prúdnice vo fontáne od priemeru otvoru.

(Pozri prílohu 12)

Záver: výška trysky fontány závisí od:

V závislosti od vzájomnej polohy spojovacích nádob platí, že čím vyššia je zo spojovacích nádob, tým väčšia je výška prúdu.

Čím menší je priemer otvoru, tým väčšia je výška trysky.

Model fontány

Aby ste mohli postaviť fontánu na osobnom pozemku, musíte vytvoriť model fontány, zistiť, ako postaviť fontánu a kde nainštalovať nádrž na zásobovanie vodou. Návrh fontány bol vyrobený doma. Po zdobení samotného modelu fontány

Pomocou kvapkadla sa k nemu pripevnila banka (pozri prílohu 13).

potom voda potečie veľmi pomaly a ak zdvihnete banku na druhú policu, voda bude tiecť nahor veľkým prúdom.

III. Záver.

Cieľom mojej práce bolo rozšíriť oblasť osobných vedomostí na tému „Komunikačné nádoby“ a nadobudnuté vedomosti využiť na splnenie kreatívnej úlohy. V rámci svojej práce som odpovedal na otázku, čo je hybnou silou prevádzky fontán a dokázal som vytvoriť rôzne prevádzkové modely fontán.

Postavil som si model fontány a študoval technickú štruktúru fontán. Uskutočnil experimenty na tému „Komunikačné nádoby“.

V budúcnosti plánujeme s dedkom postaviť fontánu na našom osobnom pozemku s využitím poznatkov a údajov, ktoré sme získali pri výskume technickej štruktúry fontán.

Záver: Voda vo fontáne vo fontáne funguje na princípe Volavej fontány.

IV. Bibliografia.

"Fyzická encyklopédia" CEO A. M. Prokhov.

Mesto Moskva. Ed. " Sovietska encyklopédia» 1988, 705 s.

„Encyklopedický slovník mladého fyzika“ Comp. V. A. Čujanov - 2. M.: Pedagogika, 1991 - 336 strán.

D. A. Kucharians a A. G. Raskin „Záhrady a parky“ palácové súbory St. Petersburg a predmestia“.
Dodatok 9.

Dodatok 10.

Dodatok 11.

Priemer otvoru

Výška nádrže

Výška trysky

0,1 cm

50 cm

2,5 cm

0,1 cm

1 m

3,5 cm

0,1 cm

130 cm

5 cm

Dodatok 12.

Priemer otvoru

Výška nádrže

Výška trysky

0,1 cm

50 cm

2,5 cm

0,3 cm

50 cm

2 cm

0,5 cm

50 cm

1,5 cm

Dodatok 13.

Dodatok 14.

Absolvovali žiaci 7. ročníka

Mokaev Alim, Tumenov Amiran, Boziev Islam, Orakova Margarita

Cieľ: zvážte fungovanie zákona o spojovacích nádobách na príklade prevádzky cirkulačných fontán.

Úlohy:

1. Študijný materiál o fontánach: ich typy a princípy fungovania.

2. Navrhnite rozloženie cirkulačnej fontány

3. Vytvorte zbierku fontán v meste Nalčik.

4. Analyzujte získané informácie a vyvodte závery o štruktúre a princípe fungovania fontán.

Metódy:

Štúdium literárnych a iných informačných zdrojov, vykonávanie experimentov, analýza informácií a výsledkov.

Relevantnosť problému

Účinok vody na človeka možno nazvať skutočne magickým. Zvuk fontány odbúra stres, upokojí a dá zabudnúť na starosti.

Myšlienky umenia teraz dostali nové stelesnenie - spájajúce myšlienky architektov, umelcov a špecialistov vo vysoko technických oblastiach .

Dizajn fontány je založený na princípe komunikujúcich nádob, ktoré sú nám známe z fyziky: V prepojených nádobách akéhokoľvek tvaru a prierezu sú povrchy homogénnej kvapaliny inštalované na rovnakej úrovni .

Voda sa zhromažďuje v nádobe umiestnenej nad umývadlom fontány. V tomto prípade bude tlak vody na výstupe z fontány rovný rozdielu vo výškach vody H1. V súlade s tým, čím väčší je rozdiel medzi týmito výškami, tým silnejší je tlak a tým vyššie prúdy fontány zasiahnu. Priemer výstupu fontány ovplyvňuje aj výšku trysky fontány. Čím je menšia, tým vyššie sú výhonky fontány.

Cirkulačná fontána

V cirkulačných fontánach voda tečie v uzavretom kruhu. Ich hlavná nádrž je umiestnená na dne. Voda z nádrže stúpa hadicou vyššie pomocou čerpadla. Hadica vedie dovnútra a zvonku nie je viditeľná. Fontány založené na cirkulačnom princípe nevyžadujú prívod vody. Vodu stačí raz zaliať a potom dolievať, keď sa vyparuje.

Prírodné fontány

gejzíry, pramene a

artézske vody

Umelé fontány:

ulica, krajina, interiéru

Fontána v kúpeľnom hoteli

"Sindika"

Fontána pred Štátnym kinom a koncertnou sálou

Fontána pri kine

"východ"

Fontána na Avenue Šógentsuková

Fontána na námestí 400. výročia znovuzjednotenia s Ruskom

10 najúžasnejšie fontány na svete

Moonlight Rainbow Fountain (Soul) - najdlhšia fontána na moste

2. Fontána kráľa Fahda (Jeddah) -

najvyššie

3. Komplex Dubaj Fountain (Dubaj) – najväčší a najdrahší

4. Korunná fontána (Chicago) -

najmedzinárodnejší

5. Fontány Peterhof (Petrohrad) - najluxusnejšie

6. Fontána bohatstva (Singapur) - fontána postavená podľa Feng Shui

7. Fontána Bellagio (Las Vegas) – najznámejšia tancujúca fontána Amerike

8. Plávajúce fontány (Osaka)

- najvzdušnejší

9. Ortuťová fontána (Barcelona)

- najjedovatejší

Experimentálna časť práce

Vyrobiť fontánu je problém, alebo úloha, ktorú treba vyriešiť. Prirodzene, okamžite nastali vývojové problémy.

hypotéza:

Pokúste sa využiť skutočnosť, že v prepojených nádobách je homogénna kvapalina na rovnakej úrovni, aby ste vytvorili fontánu
Ak bude fontána fungovať, zistite, či výška fontány závisí od priemeru trubice

Výsledky práce:

Radi by sme vám predstavili obehové fontány.

Uskutočnil sa výskum: „Kontrola závislosti výšky stĺpa fontány od priemeru trubice“

Záver:

Výška fontány závisí od priemeru trubice. Čím menší je priemer trubice, tým vyšší je stĺp fontány.

Závery:

1. Všetky fontány používajú komunikačné nádoby

2. V komunikujúcich nádobách má tendenciu homogénna kvapalina byť na rovnakej úrovni

3. Fontána tečie kvôli rozdielu vo výške vody v komunikujúcich nádobách

4. Rozdiel medzi fontánami je v spôsobe prívodu vody do hlavného vodojemu

Výsledky:

Zbierka fontán v meste Nalčik

2. Urob si sám obehové fontány

Môže byť užitočné prečítať si: