Исследовательская работа « Модель фонтана как пример сообщающихся сосудов»

Тема работы: « Модель фонтана как пример сообщающихся сосудов»

Выполнили:

Оспельников Алексей Владимирович

Капустин Григорий Александрович

Учащиеся 5 А класса

Муниципального общеобразовательного учреждения

«Средняя общеобразовательная школа №1»

Г.Приозерска Ленинградской области, РФ

Руководитель:

Николаева Татьяна Борисовна,

Учитель физики МОУ СОШ №1 г.Приозерска ЛО

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

1.                Введение.

2.                Закон сообщающихся сосудов в природе и технике.

3.                Фонтан, как пример сообщающихся сосудов.

4.                Практическая часть: делаем фонтан своими руками.

5.                Список литературы и интернет ресурсов.

1.      ВВЕДЕНИЕ.

Всем известно, что законы гидростатики издавна применялись людьми при строительстве первых водопроводов и фонтанов. На занятиях элективного курса по физике мы изучили этот закон и  решили применить его на практике: сделать свою модель фонтана, действующий по закону сообщающихся сосудов.

Цель работы:

Создание действующей модели фонтана из подручных средств.

Задачи, которые необходимо решить для достижения этой цели:

·         Познакомиться с принципами работы сообщающихся сосудов.

·         Выяснить, от чего зависит высота струи фонтана.

·         Создать действующую модель фонтана из подручных материалов.

·         Осуществить запуск фонтана.

2.      ЗАКОН СООБЩАЮЩИХСЯ СОСУДОВ В ПРИРОДЕ И ТЕХНИКЕ.

            Если наклонять чайник или лейку в разные стороны, то видно, как успокоившись, уровни воды становятся одинаковыми как в самом чайнике, так и в носике. Именно в этом и состоит принцип сообщающихся сосудов. И именно он помогает нам выливать нужное количество воды небольшой струйкой через носик чайника или лейки. В случае с ведром, например,  выливать тонкой струйкой было бы гораздо сложнее.

Итак закон сообщающихся сосудов гласит:

В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне.

Закон сообщающихся сосудов нашел широкое применение в человеческой жизнедеятельности. Кроме уже упомянутых леек и чайников, вода в наши дома поступает именно благодаря этому закону. Как мы добываем чистую воду из-под земли? Выкачиваем насосом. Но нельзя же подключить по насосу к каждому крану и к каждой квартире. Поэтому придумали следующую схему – воду накачивают в водонапорную башню, представляющую из себя, по сути, огромный бак на большой высоте. А оттуда по закону сообщающихся сосудов вода под давлением течет в наши дома и льется их кранов, стоит только их открыть. Свое применение закон сообщающихся сосудов нашел и в устройстве шлюзов на реках и каналах, при сооружении некоторых фонтанов и так далее.

3.      ФОНТАН, КАК ПРИМЕР СООБЩАЮЩИХСЯ СОСУДОВ.

Рассмотрим фонтаны Петергофа. Здесь представлены различные стилистические проявления, их сочетание и позднейшая интерпретация. Здесь множество типов и форм фонтанов - чаши, вазы, одноструйные и многоструйные, водные колокола и столпы, фонтаны с турбинным приводом и шутихи в необычном оформлении, фонтаны солирующие, парные и групповые. Но у всех этих фонтанов общий принцип работы.

Жизнь, мощь и силу петергофским фонтанам и каскадам дает фонтанный водовод—замечательное создание русской гидротехники XVIII—первой половины XIX века. Из фонтанного водовода наполняются водоемы Александрии и Пролетарского (Александрийского) парков.  Первоначально, в 1715—1718 годах, Петр предполагал соорудить Большой каскад и несколько фонтанов и снабжать их водой, накопленной в бассейне вблизи Верхнего сада. Наполнять этот бассейн должны были две речушки из соседнего Охотного болота.

При строительстве императорской резиденции встала проблема подачи воды. Метод подачи с помощью насосов не рассматривался из-за дороговизны, поэтому пришлось найти иной способ. Петр I где-то прочитал, что воду к фонтанам можно подавать самотеком путем естественного перепада высот. Так и сделали. Был построен канал общей протяжённостью 24 километра, ведущий от близлежащих озер к Петергофу. Общий перепад высоты составляет 100 метров, Таким образом был достигнут необходимый напор воды.

Обслуживанием сложных гидротехнических устройств занимается фонтанная команда. Сегодня это 24 человека летом и 10 зимой. Включаются фонтаны, как и в 18 веке, вручную. По таким трубам периода 19 века и идет вода.

4.      ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ: ДЕЛАЕМ ФОНТАН СВОИМИ РУКАМИ.

Изготовление модели фонтана мы решили начать с подбора материалов. Мы решили воспользоваться тем, что есть в любом доме: пластиковые бутылки, пенопласт, баллончики с красками, капельница, трубочки и клей.

·         Потом мы для себя нарисовали примерный чертеж: водонапорная башня, рядом чаша фонтана, соединяющая их труба и емкость для стока воды спрятаны под поверхностью.

·         Потом мы приступили  к сборке. Сначала мы вырезали из пластика и склеили водонапорную башню с «баком» для воды. Бак закрыли крышкой конической формы. Крышку вырезали из листа пластика и скрепили степлером.

·         Затем мы сделали чашу фонтана из донышка пластиковой бутылки. Из  пенопласта мы сделали опорную поверхность, на которой будет располагаться фонтан.

·         Потом мы перешли к покраске. Крышу  и чашу фонтана мы покрасили в фиолетовый цвет, а водонапорную башню и бак в белый.

·         Потом мы подсоединили бак к  чаше фонтана. Затем мы поставили сливную трубу. Все соединения загерметизировали клеем.

·         Затем мы выровняли опорную поверхность.

·         Собрали конструкцию на опорной поверхности, приклеили детали.

·         Оформили композицию.

·         Проверили действие модели.

ВЫВОД:

1.      Модель фонтана действует.

2.      Высота подъема удовлетворительная. (Мы рассчитывали на большую высоту струи, но, учитывая, что в Петергофе струя фонтана Самсон достигает в высоту 20 м при перепаде высот в 100 м, можно считать наш результат хорошим.)

Детали будущего фонтана	Башня.
Бак	Крыша
Чаша фонтана	Собираем фонтан

\

5.      СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ РЕСУРСОВ.

1.      А.В. Перышкин, физика 7, Москва, Дрофа, 2010.

2.      http://www.nado5.ru/e-book/soobzchayuzchiesya-sosudy

3.      http://win-petergof.narod.ru/Peterhof.doc/petergoffountinchanel.htm

4.      https://ru.wikipedia.org/wiki/

5.      http://www.peterhof.ru/?m=6

6.      http://nnm.me/blogs/Ghost-13/chto-nahoditsya-pod-fontanami-petergofa/

7.       http://www.mirpodelki.ru/