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.
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)
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]
1.4. Fontány v každodenním životě
Krásná fontána je pro obyvatele města vynikajícím lékem na stres, z každodenního shonu, oázou klidu a radosti, místem pro relaxaci a introspekci. [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.
6. Dejte konstrukci estetický vzhled.
7. Proveďte experiment.
Výzkum: Zkušenost č. 1 (příloha, foto 7, 8, 9, 10)
„Závislost výšky trysky ve fontáně na vzájemné poloze komunikujících plavidel“
Průběh: Změnou výšky nádrže při konstantním průměru otvoru jsme změřili výšku trysky fontány.
