Проект "На дне воздушного океана"

XIII МУНИЦИПАЛЬНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

ШКОЛЬНИКОВ «ЗОЛОТОЙ РОСТОК»

НА ДНЕ ВОЗДУШНОГО ОКЕАНА

(различные модели фонтанов)

Автор: Ратников Денис Александрович,

7-А класс, МБОУ СОШ №266

Научный руководитель:  

Калмыкова Елена Вячеславовна,

учитель физики, МБОУ СОШ №266

ЗАТО Александровск

Содержание

Аннотация……………………………………………………………………………………….3

Основная часть…………………………………………………………………………………..4

Заключение………………………………………………………………………………………8

Список литературы……………………………………………………………………………...9

Аннотация

Название работы:

«На дне воздушного океана».

Вы наверно видели, читая местные газеты, информацию о фонтанах в ЗАТО Александровск. Не так давно был с мамой в городе Полярном и обратил внимание на красивый работающий фонтан по середине озера, а тут ещё узнал про запуск второго фонтана!  Решил выполнить проектную работу и поставить перед собой цель работы: привлечь внимание к теме фонтанов, рассказав некоторые принципы их работы и поделится опытом по созданию  моделей действующих фонтанов.

 Способы изучения:

1. отбор необходимой информации из  литературы;
2. создание различных  моделей фонтанов;
3. проведение экспериментальных работ.

«В Полярном на площади Победы завершен монтаж трехярусного фонтана, который украсит небольшой сквер у памятной стеллы «Город воинской славы».

В каждый ярус фонтана вмонтировано по 4 фонаря подсветки, а финальный световой аккорд-луч в центре верхней вазы».

«Северная субботняя газета»

 (Полярный)

от 05 июня 2010 года

Первый запуск фонтана состоится на праздновании Дня города, как раз накануне XIII муниципальной научно-практической конференции школьников «Золотой росток»

Содержание

Фонтаны…
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? А может, бьющиеся пенные струи пробуждают в нас радость,  восторг, гордость за Северный  флот.

С давних времен люди украшали места, там, где они жили, фонтанами. Вернее, подобием фонтанов, потому что настоящие фонтанные устройства появились не так давно - примерно две тысячи лет назад.

 Семнадцать столетий люди строили фонтаны по принципу сообщающихся сосудов. Знаменитые  фонтаны снабжались водой из прудов и водохранилищ, которые располагались высоко на холмах. Но устройства, работающие по принципу сообщающихся сосудов, постепенно стали уходить в прошлое. Начиная с XVII столетия, фонтаны стали приводить в действие с помощью насосов. Сначала это были простые механические насосы, потом качать воду стали паровые установки, и, наконец, появились электрические насосы. С их помощью стало возможно устраивать фонтаны самых замысловатых конструкций в любом месте.

Обращаясь к статье в газете «Полярный вестник» №41от 08.10.10 « Фонтаны будут во всех городах» можно прочесть вопрос от читательницы из  г.Полярный: «В прежние времена летом на озерах в Полярном появлялись фонтаны, ботики и пенопластовые лебеди. В этом году городские достопримечательности появятся, или со сменой власти на это можно не рассчитывать?»

На этот вопрос дала ответ  глава администрации ЗАТО Александровск Татьяна Цимбалюк: — Обязательно будут фонтаны! Я уже дала поручение их подготовить, провести работы по ремонту двигателей, необходимо отремонтировать ботики. В ближайшее время после окончания ремонта постараемся запустить фонтаны на наших двух озерах в Полярном. Думаю, что на следующий год мы предусмотрим такие же украшения для двух других городов — Гаджиево и Снежногорска. Посмотрим, где их можно будет поставить.  В Гаджиево точно есть такое место».

Местные  власти и инженеры-гидравлики, конечно, же, найдут  место для фонтана в городе Снежногорске.  А пока этот вопрос полностью не разрешен,  хочу поделиться опытом по строительству учащимися нашей школы мини-фонтанов на уроках физики и показать некоторые их конструкции как сделать.

Фонтанов в этой работе будет несколько.

А) Первый фонтан работает по принципу сообщающихся сосудов. В сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне. Одним сосудом должен быть водонапорный бак имеющий сообщение с чашей из которой и будет бить фонтан. Когда доливаем в высокий сосуд воду, то давление в нем увеличивается и жидкость перемещается в другой сосуд, пока давления не станут равными. Если чашу поместить ниже, то из неё начнет под напором бить вода, стремясь подняться до высоты сосуда, который выше.

Итак,  водонапорный бак (самое высокое место в установке) соединенный шлангом с чашей, из которой должен быть сделан слив.

Для того чтобы соорудить первый из них берем пластиковую бутылку, срезаем дно, закрепляем её вертикально и закрой пробкой. В пробке делаем сквозное отверстие. В отверстие должна плотно входить стеклянная трубка. С другой стороны трубки одеваем резиновый шланг (можно из-под капельницы). Осталось только закрепить свободную сторону шланга в ванночке для слива (например, старый фотокювет). Далее фиксирую распылители.

После всех этих приготовлений сам опыт покажется очень простым. Когда откроешь выход из  трубки, фонтан  весело забьет. Он будет работать до тех пор, пока уровень воды в пластиковой бутылке не сравняется с открытым концом трубки.

Делая модель фонтана можно проявить фантазию, так водонапорным баком может служить как пластиковая бутылка, так и воздушный шарик, а может и пригодится пластиковая коробочка от прошлогоднего новогоднего подарка.

А уж разнообразию чаш не должно быть предела. Их можно выполнить из любых непромокаемых коробочек, баночек.  Посмотрите, какая чаша получилась из солёного теста! На всякий случай, чтобы чаша не стала намокать и терять форму её можно покрыть лаком. Конечно же этот фонтан долго работать не будет. Нужен моторчик, например можно попробовать вынуть дома из увлажнителя воздуха, который бы опять поднимал воду в бак.

Б) Второй – это бутылочка со вставленной в пробку трубочкой.  Можно взять обыкновенную аптечную пипетку. Только у нее стеклянная трубочка слишком коротка. Поэтому лучше оставить и резиновый мешочек, срезав его донышко ножницами. (Найти трубочку можно в кабинете физики или химии)

В пробке прожигаем  раскаленным гвоздем отверстие и вставь в него трубочку очень туго.  Можно подобрать небольшую бутылочку, которую пробка закрывала бы плотно. Нальём в эту бутылочку примерно до половины воду и затыкаем пробкой. Нижний конец трубочки должен быть в воде.

Вода в бутылочке находится под атмосферным давлением. Снаружи давление такое же. Как сделать, чтобы фонтан забил? Для этого есть два способа. Первый – уменьшить давление снаружи.

Можно поставить бутылочку в мелкую тарелку. Нальём в эту тарелку немного воды и разложим листки фильтровальной (промокательной) бумаги. Возьмём трехлитровую стеклянную банку и подержим ее перевернутой над горящей свечой, над плитой или электроплиткой. Пусть прогреется хорошенько, пусть наполнится горячим воздухом.

Готово? Ставим ее вверх дном на тарелку, края – фильтровальную бумагу. Теперь бутылочка накрыта. Воздух в банке начнет остывать, вода из тарелки будет всасываться. Скоро она  вся уйдет в банку. Эй, берегись, сейчас воздух проскочит под краями! Но мы ведь не зря подложили фильтровальную бумагу. Крепко надавим на дно банки, она прижмем мокрые листки, и воздух не проскочит. Фонтан забьет!

Если в кабинете физики есть вакуумный насос, то разрядить воздух снаружи можно им. У меня получилось!

Смотрите, как славно забил наш фонтан! Жаль только, что он недолго действует. Это потому, что запас сжатого воздуха  быстро кончается. Чтобы фонтан работал дольше, надо воды в бутылочке наливать немного. Все равно  для работы фонтана ее хватит, а воздуха в бутылочку войдет больше

    В) Можно сделать ещё один фонтан. Внутри бутылочки создается повышенное давление. Только не вдуванием воздуха, а другим способом, который ты уже знаешь. Положи в бутылочку несколько кусочков мела и заполни ее  на три четверти уксусом. Быстро закупорь ее пробкой с трубочкой и поставь в тару, чтобы уксус не попал куда не надо. Ведь в бутылочке начнет выделяться углекислый газ, и под его давлением из трубки забьет уксусный фонтан. Лучше этот опыт проделать под колпаком от воздушного насоса: фонтан из кислоты – слишком опасная  вещь!

По такому же принципу работает фонтан из Пепси-Кола, в которую помещают конфеты «Ментас». Его демонстрировали по телевизору в программе «Галилео Галилей», которую смотрю с большим удовольствием! Решили в школе поэкспериментировать - ох, и залили же мы кабинет истории!

Заключение

Раньше принцип действия сообщающихся сосудов у нас в школе изучали в 7 классе. Получил я учебник физики   и начал что-нибудь о фонтанах искать. Но не тут-то было. Зато у моего брата Леши, ученика 9 класса я нашел информацию о них («Физика-9» Н.М.Шахмаев, А.В.Бунчук).

 А ещё я увидел, что давление  жидкости  в трубе переменного сечения зависит от скорости её течения. Жидкость поступает в трубу, где её уровень поддерживается за счет сливного устройства. При постоянстве уровня воды в сосуде будет обеспечиваться в каждом отсеке постоянное давление и скорость. Чем уже участок трубы, тем скорость воды будет меньше, а давление больше. Можно подобрать такие участки, что давление в одних будет больше атмосферного (фонтан будет бить), а в других меньше окружающего (вода будет заходить обратно), но как это воплотить, я ещё не придумал.

Познакомился с устройством пульверизатора. У конца трубки, по которой продувают воздух, возникает давление меньшее атмосферного, и под действием сил атмосферного давления жидкость поднимается и распыляется струёй воздуха. Интересно, во время сильного  ветра, который у нас часто бывает можно создать по такому принципу «ветряной» фонтанчик.

Возможно, в школе я буду участвовать в творческой и изобретательной деятельности в области науки и техники, пойду учиться на инженера и буду стоять у истоков  новых фонтанов в ЗАТО Александровск!

Сложные физические опыты мне помогли провести ученицы 11-В класса физико-математического профиля Гуйда Галина  и Паненко Анастасия, за что я им благодарен. Они мне про фонтаны и рассказали, а я рассказал про них Вам.

Список литература:

1.Гальперштейн Л. «Здравствуй, физика!» Москва «Детская литература» 1973

2. Перышкин А.В. «Физика 7 класс» Москва «Дрофа» 2001

3.Ушаков М.А. «Методическое руководство к таблицам по физике. 8 класс» Просвещение 1979