Моделирование фонтана в домашних условиях

VII региональная научно-исследовательская конференция

 учащихся 3-8 классов «Юный исследователь»

Исследовательская работа

Секция: «Физика»

Тема: «Моделирование фонтана в домашних условиях»

        Автор: Мясников Владислав Денисович,

4 Б класс  ГБОУ СОШ с. Богатое

         Руководитель: Зотова Татьяна              Владимировна,

учитель начальных классов

ГБОУ СОШ с. Богатое

г. Отрадный

                                        Содержание

I. Введение …………………………………. ………….3                                                                                

II. Теоретическая часть....................................................3

III. Практическая часть ………………………………... 6                                                        

IV. Заключение  ………………………………………... 9                                                                            

V. Список литературы…………………………………10                                                                              

Введение

Обязательным украшением любого города являются не только памятники и монументы знаменитым людям,  архитектурные здания, но  и   разнообразные фонтаны. Фонтаны разные  по своей красоте и  строению. Они вызывают восторг и восхищение у многих людей. Своей красотой  фонтаны привлекают множество туристов. В каждом городе есть парки культуры и отдыха, где обязательно существуют фонтаны, где любят отдыхать многие люди.   Они сидят на скамейках возле  фонтанов и читают книги, многие фотографируются, а малыши  купаются  в прохладной воде. Я понял, почему люди летом любят отдыхать у фонтанов, потому что брызги воды, отлетающие на дальние расстояния, освежают накаленный летний, знойный воздух, создавая  тем самым прохладу.

      Приглядевшись поближе, я понял,  что фонтан, по сути своей струя воды, бьющая  под напором вверх из железного отверстия. Чем больше струй, тем красивее фонтан. Меня очень заинтересовали фонтаны. Мне было интересно узнать  принцип действия фонтана, внутреннее строение фонтана. Отвечая на эти вопросы, я изучил литературу, и провел опыты.

 Теоретическая часть

Цель исследования:  конструирование модели фонта.

Задачи:

1.  Изучить историю создания фонтанов.

2.  Разобраться в устройстве и принципе  действия фонтанов.

3.  Сделать простейшие модели действующих фонтанов.

В толковом словаре Ожегова С. Н.  существуют  два  значения   фонтана:

1. Фонтан – это струя жидкости газа, выбрасываемая вверх из трубы, или отверстия  силой давления (например: нефтяной фонтан, газовый фонтан)
2. Фонтан – это сооружение для подачи и выбрасывания  воды под напором.

Существуют два вида фонтанов:

1. Декоративные фонтаны, которыми украшают парки отдыха.
2. Архитектурные фонтаны, такие как  Фонтан «Дружбы народов», созданный в 1954 году, находящийся  в Москве во всероссийском выставочном центре).

В России настоящей столицей фонтанов считается Петергоф – резиденция Петра I, ныне Петродворец. Прекрасные дворцы, сады и парки – все это «утопает» в тысячах струй фонтанов. Бывая в странах  Европы фонтаны, производили на Петра I ошеломляющее, незабываемое впечатление.  Во что бы то ни стало, мечта Петра I должна была сбыться. В 1723 г. открыт Петергоф. Это был настоящий музей под открытым небом. Одно из главных украшений Петергофа – фонтан-монумент «Самсон, раздирающий пасть льва». Из львиной пасти вырывается мощная 20-метровая струя воды.

Знакомясь с сегодняшними фонтанами, хочется обратиться в прошлое к истории возникновения фонтана.

Древние греки обратили внимание на чудо природы – родники. Они украшали родники зеленью, цветами, обкладывали камнями. Вода лилась струйкой, и было удобно наполнять ею глиняную и деревянную посуду.  

В древнем Риме, где умели строить длинные водопроводы, стали сооружать искусственные родники. Так появилась первая разновидность фонтана – струя.

Уже  в древности  ученые сделали много открытий, которые привели к гениальным  изобретениям. Таковым был  древнегреческий ученый Герон Александрийский (1-ый  век нашей эры). Он создал самый остроумный по конструкции фонтан. Этот фонтан состоит из трех сосудов – одного открытого плоского (А) и двух закрытых шарообразных  (Б и В), соединенных между собой тонкими стеклянными  трубками. (Приложение 3) Достаточно наполнить сосуд Б и налить немного воды в сосуд А, как фонтан начнет действовать. Вода переливаясь из сосуда А в сосуд В вытесняет оттуда воздух в сосуд Б. Там создается избыточное, по сравнению с атмосферным давление, которое и заставляет воду бить фонтаном.

Когда сосуд В наполнится водой, фонтан перестает работать.

Практическая  часть

Упрощенную конструкцию фонтана Герона мы попробовали создать в домашних условиях. Вместо шаров мы  использовали  две пластиковые бутылки с двумя отверстиями в крышках. Обозначили их как сосуд Б и сосуд В.  Плоский сосуд А мы также изготовили из нижней части  пластиковой бутылки. Вместо стеклянных трубок   взяли  капроновые, используя систему переливания крови.

Сосуд А с помощью трубки  мы соединили  с сосудом В, а  сосуд В также с помощью трубки соединили  с сосудом Б.  Сосуд Б соединили с сосудом А,  в котором сделали  специальное устройство для  получения  струи. Все три сосуда поставили   на разных уровнях, примерно 50 см друг над другом. Для удобства мы  сделать деревянную подставку.  

      Сосуд  Б заполнили  на 2/3   водой, а в сосуд А налили  воды примерно 2 см. Далее вода из сосуда А, находящегося на более высоком уровне через  капроновую трубку поступает в сосуд В. Создавая  там давление,  она выталкивает воздух, находящийся внутри бутылки, и он   через вторую соединительную трубку поступает в сосуд Б, там он тоже  создает давление, которое в свою очередь выталкивает через соединительную трубку воду в сосуд А, образуя там струю воды.

Но, проведя опыт первый раз, фонтана у нас не получилось, вода лишь слегка вытекала.

 Мы стали выяснять причину, почему же  не бьет фонтан. Выяснилось, что соединения крышки с трубками было не прочное, проходил воздух. Тогда мы их залили клеем.

При повторном опыте, струя  воды уже достигла 12 см.

Мне очень захотелось поднять сосуд В  чуть-чуть повыше прежнего уровня , например, на 25 см, и мы заметили , что струя воды в сосуде А уменьшилась.  Мы измерили линейкой – получилось 5 см. Попробовали и такой вариант: все три сосуда  поставили  на одном уровне, тогда  вода из сосуда Б перестала поступать в сосуд А, и струи не было. Данные опытов приведены в таблице.

Таким образом, чем ниже опускаем сосуд В относительно сосуда Б, тем струя воды фонтана поднимается выше.  И чем выше поднимаем сосуд В относительно сосуда Б, тем струя воды фонтана ниже.

Используя знания, полученные в результате опытов, мы решили сделать фонтан возле дома.

      Фонтан своими руками – это возможно. Что делать, если вблизи участка нет естественного водоема, а для привлечения ландшафтных дизайнеров не хватает средств? Правильно, нужно сделать фонтан своими руками. Согласитесь, приятно окунуться в вечернюю прохладу летнего сада, посидеть в уютной беседке, выпить чай и расслабиться под мирное журчание воды, ведь именно вода способствует снятию напряжения, усталости, а смотреть на переливающиеся в лунном свете или на ярком солнце струи воды можно бесконечно. Как сделать фонтан своими руками?  

        Для того чтобы создать фонтан не требуется множества приспособлений, дорогостоящих инструментов и материалов и специальных навыков. Небольшие декоративные фонтаны своими руками порой создаются из подручных материалов: труб, отслуживших свой срок, различных камней любой формы и украшений. Ограничений в декоративном оформлении нет, все зависит только от вашей фантазии, желаний и общей картины дачного участка. Так, например, оформить выполненный своими руками фонтан можно растениями, которые присутствуют на участке, или скульптурами, повторяющими рисунок на доме или садовой дорожке. По краю фонтана можно расположить светильники, которые будут подсвечивать струи воды в вечернее время.       Основным элементом, который необходим при создании фонтана является насос. Сделать фонтан своими руками без насоса тоже возможно, но в этом случае велика вероятность быстрого загрязнения воды и небольшого выброса струи. Именно поэтому для того чтобы в фонтане всегда была чистая, прозрачная вода, а его струи били на большое расстояние, насос необходим. Устанавливать насос нужно в непосредственной близости от фонтана, соединив его с форсункой, из которой бьет вода. Для того чтобы облегчить процедуру установки насоса, можно приобрести специальный электрический насос для фонтанов с плавающей форсункой. Подготовив и укрепив небольшую яму, нужно установить в неё резервуар (лучше, если он будет из пластика или из нержавеющей стали) и правильно установить насос. Дальше резервуар заполняется чистой водой. Можно сказать, что фонтан своими руками готов. Осталось только его оформить по вашему усмотрению и красивый, эксклюзивный фонтан появится и на вашем дачном участке.

Заключение

Изучив литературу и проведя опыты, мы сделали вывод: для того, чтобы бил фонтан  необходимо давление, а чтобы оно появилось должен быть перепад уровней.

Список литературы

1. Ожегов С.Н. Шведова Н.Ю.

Толковый словарь русского языка: 80 тыс.слов и фразеологических выражений / Российская академия наук. Институт русского языка им. В.В.Виноградова.- 4 изд.; дополненное.-М.: Азбуковник, 1999.-944 стр.

2. Большая советская энциклопедия. –М., 1977.-т.27
3. Лаборатория «Кванта». (Часть 1)/-М.: Бюро Квантум, 2000.- 128 с. (Приложение к журналу «Квант» № 3/2000)
4. Техника: Энциклопедия/Оформл. Серии Л.Яковлева. – М.: ООО “РОСМЭН-ИЗДАТ”, 2000.-399с.-(Детская энциклопедия).
5. Замки.дворцы/Вед.ред.Е.Ананьева, отв.ред. Е.Ананьева, отв. ред. Т.Евсеева.-М.:Аванта+, 2002.-184с.:ил.- (Самые красивые и знаменитые)