Jak funguje fontána Fyzika 7. třídy?

Přečetl jsem si a souhlasím s podmínkami Soutěže Organizátor Soutěže si vyhrazuje právo použít soutěžní díla pro nekomerční účely a bez peněžní náhrady autorovi (týmu autorů) při realizaci vzdělávacích kampaní, jakož i plné popř. částečné využití pro metodické, informační, vzdělávací a jiné účely v souladu s platnou legislativou Ruské federace.

Účel práce: Zjistit, jak a proč fontána funguje a na jakých fyzikálních parametrech závisí výška trysky ve fontáně.

Teoretické – studium primárních zdrojů.
Laboratoř – provádění experimentu.
Analytický – analýza získaných výsledků.
Syntéza je zobecněním teoretických materiálů a získaných výsledků. Vytvoření modelu.

1. Burmin G. Storming Absolute Zero / Moskva, „Dětská literatura“, 1989.

2. Kabardin O.F., Kabardina S.I., Sheffer N.I. Volitelný kurz fyziky / Moskva, „Osvícení“, 1982.

4. „Encyklopedický slovník mladého fyzika“ Comp. V. A. Čujanov – 2. M.: Pedagogika, 1991 – 336 stran.

5. F. Bubleynikov, I. Veselovský „Fyzika a zkušenost“, M. Education, 1970.

Tato práce je věnována fontánám, které si můžete sami vyrobit.

Relevance zvoleného tématu

Získané poznatky z fyziky aplikujeme v praxi.

Téma, které jsem si zvolil, je v současné době zajímavé a aktuální, protože fontány jsou jedním z hlavních témat krajinářského designu parkové oblasti, v parném létě zdrojem vody a každý kout města se stává krásnějším a útulnějším s pomocí fontány. A praktičtí vědí, že fontána zvlhčuje vzduch a funguje také jako přírodní ionizátor.

Zjistěte, jak a proč fontána funguje, na jakých fyzikálních parametrech závisí výška trysky ve fontáně, jak se mění vlhkost s používáním fontány.

Teoretické – studium primárních zdrojů.
Laboratoř – provádění experimentu.
Analytický – analýza získaných výsledků.
Syntéza je zobecněním teoretických materiálů a získaných výsledků. Vytvoření modelu.

1. Studijní materiál o fontánách: jejich typy a principy fungování.

2. Sestrojte model fontány a použijte jej k experimentům, které vysvětlí princip fungování fontány.

3. Analyzujte obdržené informace a vyvodte závěry o struktuře a principu fungování fontán.

4.Zkontrolujte, jak fontána ovlivňuje mikroklima v místnosti.

Fontána je proud kapaliny nebo plynu vržený vzhůru z potrubí nebo otvoru silou tlaku. První fontány se objevily ve starověkém Egyptě a Mezopotámii, jak dokazují obrázky na starověkých náhrobcích. Zpočátku se nepoužívaly ani tak pro krásu, ale pro zalévání pěstovaných plodin a okrasných rostlin.

ČTĚTE VÍCE

Jak skladovat zeleninu a ovoce na balkoně?

Moderní fontány soutěží ve výšce. Fontána krále Fahda, která se nachází u Rudého moře, se tyčí do výšky 260 m, za příznivého počasí může dosáhnout výšky 318 m (pro srovnání výška Eiffelovy věže je 300 m). V moderních fontánách hrají významnou roli pokročilé technologie a nové vynálezy.

Nejdražším a největším komplexem fontán na světě je Dubajská fontána. Délka fontány je 275 m a její plocha je srovnatelná s plochou tří standardních fotbalových hřišť.

Postupem času se měnily doby a styly a s nimi i fontány jako jejich odraz. Ale princip fungování fontán je téměř stejný. Fungují na principu komunikujících nádob. Od počátku 17. století se kašny začaly pohánět mechanickými čerpadly, která postupně nahradila parní instalace a poté i elektrická čerpadla.

Fontány mohou být umělé nebo přírodní. Mezi přírodní patří gejzíry, prameny a artéské vody.

Existují vodní tryskové fontány, kaskádové fontány, mechanické fontány a crackerové fontány různých výšek, tvarů a každá má své vlastní jméno. Dříve byly všechny fontány přímoproudé, to znamená, že fungovaly přímo z vodovodu, nyní využívají „recirkulační“ zásobování vodou pomocí výkonných čerpadel.

Provoz nejjednodušších fontán je založen na vlastnosti komunikujících nádob.

Nádoby, které mají spojení nebo společné dno mezi sebou, se nazývají komunikující. S takovými plavidly se v životě často setkáváme. Různé rychlovarné konvice, konve, odměrky vody pro parní kotle jsou příklady komunikujících nádob.

Volné povrchy kapaliny v klidu v komunikujících nádobách jakéhokoli tvaru jsou na stejné úrovni. Voda nalitá do konve nebo konvice naplní jak výlevku těchto nádob, tak jejich rozšířenou část do stejné výšky. To se děje proto, že sloupce stejné kapaliny stejné výšky vytvářejí stejné tlaky (obr. 1, a).

Pokud je kapalina ve spojovacích nádobách na různých úrovních (to lze provést umístěním přepážky nebo svorky mezi spojovací nádoby a přidáním kapaliny do jedné z nádob; obr. 1, b), vzniká tlak kapaliny. Tlak ukazuje, kolik tlaku je vytvářeno hmotností sloupce kapaliny s výškou rovnou rozdílu hladin. Pod vlivem tohoto tlaku bude kapalina, pokud je svěrka odstraněna, proudit do nádoby, kde je její hladina nižší, dokud se hladiny nevyrovnají.

ČTĚTE VÍCE

Jak zasadit klíček vlašského ořechu?

Existuje několik typů fontán, jejichž provoz je založen na vlastnostech komunikujících nádob.

Fontána Volavka (obr. 2).

Pro experiment jsou použity dvě nádoby s vodou umístěné v různých úrovních navzájem spojené tenkými pryžovými trubičkami a malým šálkem. Aby fontána fungovala, přidejte do šálku malé množství vody.

Vyrobili jsme fontánu, což je velká vodní nádrž spojená trubkou s nádrží zobrazující fontánu.

K jeho vytvoření jsme použili naše poznatky po prostudování teoretické části o problematice „fontán“:

Pro pozorování stoupání vody ve formě fontány je nutné vytvořit tlakový rozdíl v kapalině. Čím větší je tlakový rozdíl, tím vyšší bude sloupec vody v trysce fontány.

Zvednete-li nádrž s vodou nad zdroj fontány, můžete pozorovat proudění a čím vyšší je zásobník, tím vyšší je proud fontány, protože zvyšujeme tlakový rozdíl mezi horní a dolní polohou vody.

Toto uspořádání má však nevýhodu: pokud velké nádrži dojde voda, skončí provoz samotné fontány. Pro dlouhodobý provoz fontány je nutná přítomnost sedimentu.

č. 1 Zkontrolujte závislost výšky proudnice ve fontáně na vzájemné poloze komunikujících nádob.

Vybavení: plastová láhev; trubka o průměru 5 mm.

Změnou výšky nádoby při konstantním průměru otvoru jsem změřil výšku trysky fontány.

VLASTNOSTI PROVOZU FONTÁNY

1 Městský vzdělávací ústav „Střední škola č. 16“ městské části Kopeisk

Autor práce byl oceněn diplomem vítěze II

Text práce je umístěn bez obrázků a vzorců.
Plná verze práce je k dispozici v záložce “Job Files” ve formátu PDF

úvod

Oheň, voda, země, vzduch – veškerý život se točí kolem čtyř přírodních živlů. Člověk se je odedávna naučil využívat ve svůj prospěch. Každý z nás vnímá šumění vody, stejně jako tikot hodin, tančící plameny nebo mraky plující po obloze, přísně individuálně. Záleží na temperamentu člověka, jeho náladě a pohodě. Zvukoví průvodci vám zpravidla umožňují relaxovat a uklidnit se, nabít novou silou a přemýšlet.

Jednoho dne jsem narazil na knihu, kterou jsem si přečetl o fyzice. [3] Když jsem to listoval, viděl jsem, že fontánu si můžete vyrobit i doma. Zajímaly mě dvě otázky: jak fontána funguje a zda bych si ji mohl vyrobit sám doma s pomocí dospělých. Relevantní Toto téma je také proto, že je nyní populární mít doma dekorativní fontány.

ČTĚTE VÍCE

Je možné si umýt obličej zeleným čajem?

Předmět studia: kašna

Předmět studia: princip fungování různých fontán

terč: identifikace prvků průtočné fontány a Volavky

Úkoly:

1. prostudovat různé zdroje informací na toto téma;

2. prostudujte si princip fungování průtokové fontány a Heronovy fontány;

3. provést experiment; analyzovat, vyvozovat závěry.

Hypotéza: pokud zjistíme, jak fontána funguje, mohli bychom být schopni postavit model, který ji předvede

Metody výzkumu: experiment, pozorování, analýza, zobecnění.

Kapitola 1. Obecná charakteristika fontán

1.1. Fontány: historie

První fontány se objevily ve starověkém Egyptě a Mezopotámii, jak dokazují obrázky na starověkých náhrobcích. Zpočátku byly používány k zalévání kulturních plodin a okrasných rostlin. Egypťané postavili fontány v sadech poblíž domu, kde byly instalovány uprostřed obdélníkového rybníka.

Podobné fontány se používaly v Mezopotámii a Persii, které byly proslulé svými krásnými zahradami. Tady na východě si získali ještě větší oblibu.

Fontány měly velký význam v Číně a Japonsku. Buddhističtí mniši se podíleli na vytvoření slavné japonské zahrady v Kjótu. Každý prvek této zahrady nese zvláštní význam a v návštěvnících vyvolává určitou náladu a stav mysli.

Krajinným a architektonickým základem fontán a zahrad v Evropě byly perské zahrady. Ve středověku se zahrady objevovaly u klášterů a stejně jako perská zahrada byly rozděleny na čtyři části – pro květiny, bylinky, zeleninu a ovocné stromy. Uprostřed zahrady se nacházela studna nebo kašna – místo samoty, rozjímání a modlitby za novice kláštera. Ale v zásadě, stejně jako ve starověku, ve středověku byly fontány používány jako zdroje vody – pro zavlažování a pití.

Teprve s počátkem renesance se fontány v Evropě staly součástí architektonického souboru, jeho jasným akcentem a někdy hlavním prvkem.

V moderních fontánách hrají významnou roli pokročilé technologie a nové vynálezy. [5]

1.2. Jak fungují fontány?

Návrh fontány je založen na principu komunikujících nádob. (Příloha, obrázek 1) Ve spojovacích nádobách libovolného tvaru a průřezu jsou povrchy homogenní kapaliny nastaveny na stejnou úroveň.Voda se shromažďuje v nádobě umístěné nad nádrží fontány. V tomto případě se tlak vody na výstupu z fontány bude rovnat rozdílu výšek vody. V souladu s tím, čím větší je rozdíl mezi těmito výškami, tím silnější je tlak a tím výše proud fontány zasáhne. Průměr výstupu fontány také ovlivňuje výšku trysky fontány. Čím je menší, tím vyšší fontána střílí. (Příloha, obrázek 1)

ČTĚTE VÍCE

Jak správně zasadit kukuřici Dobrynya?

Fontána Volavka. (Příloha, obrázek 2) Zařízení se skládá ze tří nádob umístěných přímo nad sebou a vzájemně komunikujících: spodní dvě jsou uzavřené a horní má tvar otevřené mísy, do které se nalévá voda, stejně jako do prostřední nádoba otvorem ve dně misky, poté uzavřena. Otevřenou trubicí, která vede ode dna misky až téměř ke dnu nejnižší nádoby, stéká voda z misky a stlačuje tam vzduch, čímž zvyšuje jeho pružnost. Spodní nádoba je spojena se střední otevřenou trubkou, počínaje jejím horním dnem a směřující k hornímu dnu střední nádoby, takže je stlačován i vzduch zde nacházející se nad hladinou vody. Vyvíjením tlaku na vodu ji vzduch nutí stoupat ze střední nádoby speciální trubicí, taženou téměř od jejího dna do horní mísy, kde z konce této trubice tryská fontána, stoupající nad hladinu vody. . Výška fontány se za ideálních podmínek rovná rozdílu hladin vodní hladiny ve středních a spodních nádobách. Ale tření kapaliny pohybující se v trubkách a další důvody snižují výšku fontány. Fontánová voda padající do mísy z ní odtéká trubicí do spodní komory zařízení, kde postupně stoupá hladina vody, a tím i výška tlakového sloupce, měřená od uvedené hladiny k hladině vody v misce, postupně klesá; Hladina vody ve střední nádobě se snižuje, jak fontána spotřebovává vodu. Z těchto dvou důvodů se výška fontány postupně snižuje a nakonec se pohyb vody zastaví.

Sloupec vody v horní nádobě dosahuje svého povrchu ve spodní nádobě a vytváří přetlak ve spodní nádobě. Stlačený vzduch ze spodní nádoby přenáší výsledný tlak do střední nádoby. (Příloha, obrázek 2)

1.3. Typy fontán

Přírodní. Známé jsou přirozeně vytvořené fontány zvané gejzíry – jako například na Kamčatce.

Technogenní. Uměle vytvořená fontána je tryskající ropný vrt. Pro chlazení vody v tepelných elektrárnách se používají baterie několika teplovodních fontán. Dekorativní. V každodenním životě je fontána specifická hydraulická struktura, která obvykle plní dekorativní funkci. Mít utilitární funkci pítka, umožňující zvýšenou hygienickou bezpečnost při hašení žízně masového konzumenta. Pítka slouží k zajištění pitných podmínek ve vzdělávacích institucích a výrobních dílnách. Hudební. Hudební fontána je druh fontány, která má estetický design a v kombinaci s hudbou vytváří umělecké představení. Efektu je dosaženo prostřednictvím průniku vodních vln a světelných efektů vytvořených reflektory nebo lasery. [2]

ČTĚTE VÍCE

Jaký význam mají jehličnany?

1.4. Fontány v každodenním životě

Nádherná fontána je pro obyvatele města vynikajícím lékem na stres, z každodenního shonu, oázou klidu a radosti, místem pro relaxaci a sebekontemplaci. [5]

Kapitola 2. Experimentální základy projektu

Z navržených principů fungování fontán jsme postavili protékající fontánu fungující na základě zákona komunikujících plavidel a také Volavku.

2.1. Vytvoření modelu „City of Fountains“ (na základě komunikujících plavidel)

Vybavení: (Příloha, obr. 3; fotografie 1-6)

Nádoba na zachycování vody, 2 plastové lahve stejné velikosti (nádržky na vodu), hadička s kapátkem, hadička do akvária,

2 hroty gelového pera, 2 hroty kapátka, karton, lepidlo, barevný papír, nádoba na fontánu, dekorace.

Vývoj procesu

1. Příprava pracoviště, nářadí, materiálů.

2.Připevněte dvě plastové lahve (nádrže na vodu) k podpěrám.

3. Připojte k nim v prvním případě – 2 zkumavky z kapátka, ve druhém případě – 2 zkumavky z akvária.

4. Protáhněte zkumavky nádobou pro zachycení vody

5. V prvním případě připojte špičku kapátka k trubicím a ve druhém případě špičku z heliového pera.