Презентація на тему "Водна феєрія: фонтани". Презентація до проектної роботи з фізики "Принцип дії фонтанів" Фонтан перед Державним кіноконцертним залом
Герон Олександрійський Автор робіт, у яких систематично виклав основи досягнення античного світу у галузі прикладної механіки. У "Пневматиці" Герон описав різні механізми, що рухаються нагрітим або стисненим повітрям або парою: т.з. еоліпіл, тобто куля, що обертається під дією пари, автомат для відчинення дверей, пожежний насос, різні сифони, водяний орган, механічний театр маріонеток і т. д. У "Механіці" Герон описав 5 найпростіших машин: важіль, воріт, клин , гвинт та блок. Герону був відомий і паралелограм сил.
Створив автомат для продажу "священної" води, який став прообразом наших автоматів для відпуску рідин.
Фонтан Герона складається з трьох судин, поміщених одна над одною та сполучених між собою. Дві нижні судини закриті, а верхня має форму відкритої чаші, в яку наливається вода. Також вода наливається і в середню посудину, що пізніше закривається. По трубці, що йде від дна чаші майже до дна нижньої судини, вода тече з чаші вниз і, стискаючи повітря, що знаходиться там, збільшує його пружність. Нижня судина повідомлена із середнім за допомогою трубки, по якій тиск повітря передається в середню посудину. Виробляючи тиск на воду, повітря змушує її підніматися із середньої судини по трубці у верхню чашу, де з кінця цієї трубки, що височить над поверхнею води, і б'є фонтан. Вода фонтану, що падає в чашу, тече з неї трубкою в нижню посудину, де рівень води поступово підвищується, а рівень води в середній посудині знижується. Незабаром фонтан перестає працювати. Щоб запустити його наново, треба просто поміняти місцями нижню та середню судини. Чудові винаходи Герона. Фонтан Герона.
Найбільш поширеним способом освітлення в античний час було освітлення за допомогою олійних ламп, в яких горів просочений олією гніт. Гнот являв собою шматок ганчірки і вигоряв досить швидко, вигоряло і масло. Одним з основних недоліків таких ламп була необхідність стежити за тим, щоб над поверхнею олії, рівень якої постійно знижувався, постійно було достатньо гніт для горіння. Якщо за наявності однієї лампи стежити за нею було легко, то за наявності кількох ламп уже виникала потреба в слузі, який регулярно ходив по кімнаті і поправляв ґноти в лампах. Герон винайшов автоматичну масляну лампу. Олійна лампа Герона.
Самохідна шафа. Вперше в історії Героном було розроблено самохідний механізм. Механізм являв собою дерев'яну шафу встановлену на чотирьох колесах. Внутрішнє влаштування шафи ховалося за дверцятами. Секрет пересування був простий: усередині шафи повільно опускалася підвішена плита, що приводила за допомогою канатів і валів у рух всю конструкцію. Як регулятор швидкості використовувався запас піску, який поступово пересипався з верхньої частини шафи в нижню. Швидкість опускання плити регулювалася швидкістю пересипання піску, яка залежала від того, наскільки широко розкриті стулки, що відокремлювали верхню частину шафи від нижньої.
Автоматичний театр. Більшість креслень механічних ляльок Герона не збереглися, але у різних джерелах є їх описи. Відомо, що Герон створив своєрідний ляльковий театр, який пересувався на прихованих від глядачів колесах і був невеликою архітектурною спорудою – чотири колони із загальним цоколем та архітравом. Ляльки на його сцені, що рухаються складною системою шнурів і зубчастих передач, теж прихованих від очей публіки, відтворювали церемонію свята на честь Діоніса. Щойно такий театр виїжджав на міську площу, на його сцені над фігурою Діоніса спалахував вогонь, на пантеру, що лежала біля ніг божества, лилося вино з чаші, а оточення починало танцювати під музику. Потім музика і танці припинялися, Діоніс вивертався в інший бік, полум'я спалахнуло в другому жертовнику - і вся дія повторювалася спочатку. Після такої вистави ляльки зупинялися, і вистава закінчувалася. Це дійство незмінно викликало інтерес у всіх жителів, без різниці у віці. Але не менший успіх здобули вуличні вистави іншого лялькового театру Герона. Цей театр був дуже малий за своїми розмірами, його легко переносили з місця на місце. Він був невеликою колоною, нагорі якої знаходився макет театральної сцени, прихованої за дверцятами. Вони відкривалися і зачинялися п'ять разів, поділяючи на акти драму про сумне повернення переможців Трої. На крихітній сцені з винятковою майстерністю показувалося, як воїни споруджували і спускали на воду вітрильні кораблі, пливли на них бурхливим морем і гинули в безодні під блискавку блискавок і гуркіт грому. Для імітації грому Герон створив спеціальний пристрій, у якому з шухляди висипалися кульки, що ударялися об дошку.
Насоси Герона Насоси Герона. Насос являв собою два повідомлені поршневі циліндри, обладнані клапанами, з яких по черзі витіснялася вода. Насос приводився в дію м'язовою силою двох людей, які по черзі натискали на плечі важеля. Відомо, що насоси такого типу згодом використовувалися римлянами для гасіння пожеж та відрізнялися високою якістювиготовлення та напрочуд точним підгонкою всіх деталей. Подібні насоси аж до відкриття електрики часто використовувалися, як і для гасіння пожеж, так і у флоті для відкачування води з трюмів при аварії. Як бачимо, Героном було розроблено три дуже цікаві винаходи: еоліпіл, поршневий насос і бойлер. Скомпонувавши їх можна було отримати парову машину. Таке завдання, напевно, було під силу якщо не самому Герону, то його послідовникам. Люди вже тоді вміли створювати герметичні ємності, і, як бачимо з прикладу з поршневим насосом, досягли значних успіхів при виготовленні механізмів, що вимагають високої точності виготовлення. Парова машина, звичайно, не реактивний двигун, Створення якого знань античних вчених явно не вистачало, але вона б істотно прискорила розвиток людства.
Cлайд 1
*Cлайд 2
Фонтани є справжньою окрасою для будь-якого міста. Якими б вони не були: високими, маленькими, танцювальними або співаючими, фонтани завжди приваблюють людей. А спекотного літа ніщо так не дає освіжальної прохолоди, як бризки фонтану. У світі споруджено безліч фонтанів, дізнаємося ж про їх створення, а так само про найкрасивіших і вражаючих з них. *
Cлайд 3
Саме слово "фонтан" означає джерело води. Люди минулого, дивлячись на гейзери та інші подібні джерела, що нагадують нам сучасні фонтани, намагалися повторити гейзер, створивши його штучно. Спочатку подібні джерела просто оздоблювалися – їх основа покривалася плиткою або викладалася камінням. А ось фонтани Стародавню Греціюспочатку не призначалися на прикраси. Вони служили джерелами питної води, охолоджували та зволожували повітря. Жінка біля громадського фонтану на аттичній червонофігурній гідрії близько 490 до н.е. *
Cлайд 4
Пізніше будівництво фонтанів розвинулося також у Стародавньому Римі, Оскільки обидві країни мали тісні культурні зв'язки. Але саме архітектори Стародавнього Риму першими навчилися робити фонтани, створюючи труби, якими подавалася вода під тиском, що призводило до появи фонтану. Фонтан Meta Sudans. Рим. Италия.I століття н.е. *
Cлайд 5
Відразу ж фонтани стали декоративним елементом і перебували у дворах і навіть у палацах аристократів. Фонтани виготовлялися різних розмірів із різних матеріалів, з використанням додаткових декоративних елементів. *
Cлайд 6
Зараз із найцікавіших фонтанних комплексів можна назвати Версаль та Петергоф. Спочатку з'явився Версаль - у Франції, зі своєю великою кількістю різних фонтанів. Потім Петро вирішив, що ні чим гірше, і, дещо запозичивши, створив свій фонтанний комплекс – у Петергофі. Фонтани в цих парках відрізняються різноманітністю, багатством оздоблення та безліччю прикрас. Сади та фонтани Версаля. Старовинні картини.
Cлайд 7
Головний (Великий) каскад Нижнього парку Петергофа - унікальна фонтанна споруда, одна з найкрасивіших у світі архітектурних споруд. Великий каскад складається з трьох самостійних сходових каскадів з сімнадцятьма водопадними сходами і грота, що їх об'єднує. Прикрашають каскад 37 статуй, 29 барельєфів та понад 150 дрібних декоративних прикрас. Незабутнє враження справляють 64 фонтани ансамблю Великого каскаду, які одночасно викидають 142 струмені води найнесподіванішої форми. На всіх відвідувачів він чинить заворожуючу дію.
Cлайд 8
Перше місце у списку найфантастичніших фонтанів зайняв фонтан у вигляді кратера вулкана в Абу-Дабі. Фонтан-вулкан - найвідоміша пам'ятка столиці Об'єднаних Арабських Еміратів. Він розташований на набережній Корніш. Усередині фонтан підсвічується помаранчевим світлом, що створює враження лави, що вивергається з кратера, а вночі фонтан виглядає особливо вражаюче.
Cлайд 9
Один з найкрасивіших фонтанів Америки знаходиться в Лас-Вегасі - це танцювальний фонтан "Bellagio". Щовечора фонтан починає свою виставу. Фонтан «танцює» під музику відомих оперних (і не тільки – в репертуарі є і Мадонна, і Елтон Джон, нарівні з Паваротті, Бочеллі та іншими) співаків. створіння. На це дивовижне шоу на березі великого штучного озера з'їжджаються туристи з усього світу. Це варто бачити.
Cлайд 10
У Римі фонтани вражають своєю величчю та розкішшю. Найзнаменитіший із них – фонтан Треві. Фонтан є чудовою сценою, в центрі якої бог Океан у раковині-візку, запряженому двома морськими ковзанами. Шлях між скелями їм указують тритони. Дно фонтану всипане монетами: за давнім повір'ям, туристи, які бажають повернутися до Риму, повинні, стоячи спиною до фонтану, кинути монету правою рукою через ліве плече. За неофіційними підрахунками, туристи в день залишають на дні басейну до півтори тисячі євро – і це незважаючи на офіційну заборону! На щастя, всі виловлені з басейну гроші йдуть на благодійність.
Cлайд 11
Фонтан-годинник знаходиться в Осаці в Японії. “Екран” годинника схожий на циферблат електронного годинника, але замість пікселів (точок, що утворюють числа) – струмки води різної висоти. Годинник керується за допомогою комп'ютера і показує або дату, або час, або просто якесь повідомлення англійською або японською мовою ( Н-р назвастанції).
Cлайд 12
Світло-музичний фонтан у Барселоні під назвою "Чарівний" воістину можна назвати одним із чудес світу.
Cлайд 13
Одним із символів міста Москви є фонтан «Дружи народів». Фонтан радує нас своїми струменями з 1954 року, побудований він був під керівництвом архітекторів К. Т. Топурідзе та Г. Д. Костянтиновського. Цифри його параметрів вражають: наприклад, обсяг чаші фонтану близько 4000 кубометрів, кількість струменевих насадок близько двох тисяч. Воістину монументальна споруда! Система управління фонтаном дозволяє створювати різні малюнки за допомогою струменів, адже максимальна їх висота - 24 метри, це так звані «парадні струмені». На жаль, зараз фонтан майже завжди працює у звичайному режимі. Система майже повністю зношена і їй потрібна реконструкція.
Cлайд 14
Компанія WET Design у Дубаї побудувала не лише величезний фонтан, а й найдорожчий у світі. Будівля грандіозного фонтану коштувала 217 мільйонів доларів. Сам фонтан розташований на території престижної забудови Burj Dubai неподалік рекордно високого хмарочоса Burj Dubai та величезного торгового центру Dubai Mall. Струмінь фонтану досягає приблизно 152 метрів у висоту, а вода підфарбовується 25 кольоровими проекторами та 6600 кольоровими ліхтарями. Інженером будівництва був Карлес Бунгас. Шоу, яке проводиться цим фонтаном, запам'ятовується надовго - візуальна і звукова частина вистави на найвищому рівні.
Cлайд 15
Фонтан короля Фадха знаходиться в Червоному морі. Цей фонтан є одним з найвищих у світі – його висота більша за висоту Ейфелевої вежіу Парижі, він піднімає струмінь води понад 300 метрів. Фонтан функціонує на морській воді, що потребує додаткового очищення та обладнання. Морська вода викликає корозію техніки, тому її необхідно вчасно перевіряти. Технічне оснащення подібного фонтану також має бути ретельно продуманим. Для того, щоб не псувати зовнішній вигляд, вся техніка (насоси, а також електрична станція) розміщена під водою. Для насоса було створено приміщення, яке за розмірами прирівнюється до будинку заввишки 5 поверхів. Обробка механізмів та інших елементів спеціальними фарбами дозволяє запобігти розмноженню та наростанню морських організмів. Великі роботи проводилися з вирівнювання морського дна, а також створення спеціальних пристосувань для встановлення обладнання. Фонтан є символом міста.
Cлайд 16
Ця незвичайна водна скульптура була створена англійським дизайнером Вільямом Пайєм і знаходиться перед Сіхем Холл у Сандерленді в Англії. Величезна скульптура може імітувати неймовірний вир води у своїх надрах. Спеціально для споглядання цією красою були побудовані сходи навколо неймовірного витвору мистецтва.
Cлайд 17
Фонтан багатства – Сінгапур. Цей фонтан розташований перед будівлею універмагу Сантек Сіті в Сінгапурі і, за переказами, символізує достаток та удачу там, де він стоїть. За переказами, щоб отримати багатство, потрібно пройти навколо фонтану тричі. У 1998 році він був занесений до Книги Рекордів Гінеса як найбільшого фонтану у світі (13,8 м.).
Цілі:
розвиваючі
- розвиток творчих здібностей учнів (уяви, спостережливості, пам'яті, мислення); розвиток можливості встановлювати міжпредметні зв'язки (фізика, історія, МХК, географія); розвиток дрібної моторики під час конструювання моделей;
- повторити основні властивості сполучених судин; визначити причину встановлення на одному рівні однорідної рідини в сполучених судинах будь-якої форми; вказати практичне застосуваннясполучених судин; розібрати принцип роботи фонтану Герона
- навчитися бачити красу в навколишньому світі; сформувати почуття відповідальності за доручену роботу; виховання вміння слухати та чути; підвищити загальний інтелектуальний рівень; сприяти підвищенню інтересу до фізики
- Відео презентація фонтанів
- Вступ
Кажуть, є три речі, на які можна дивитися нескінченно – вогонь, зірки та вода. Споглядання води – чи то таємнича глибина рівної гладі, чи прозорі струмені, що приливаються і поспішають кудись, як живі – не тільки приємно для душі та благотворно для здоров'я. Є в цьому щось первісне, чому людина завжди прагне води. Недаремно діти можуть годинами грати навіть у звичайної дощової калюжі. Чому фонтани так тягнуть до себе? Так чарівно заворожують? Може тому, що в шелестінні, шелестінні, шумі їх струменів, що ллються, можна почути сміх русалки, строгий окрик водяного царя або сплеск золотої рибки? Або тому, що пінні струмені, що б'ються, пробуджують у нас ті ж радість і захоплення, що і джерела, струмки і водоспади. Повітря біля водойми завжди чисте, свіже і прохолодне. Та й недаремно кажуть, що вода – «очищає», «омиває», не лише тіло, а й душу.
Напевно, кожен помічав, наскільки легше дихати біля води, як зникають втома і роздратування, як бадьорить і водночас утихомирює перебування поблизу моря, річки, озера чи ставка. Вже в давнину люди замислювалися про те, як створити штучні водойми, особливо цікавила їх загадка води, що біжить.
- Історія розвитку фонтанів
Перші фонтани з'явилися у Стародавній Греції. Вони мали дуже простий пристрій і зовсім не були схожі на пишні фонтани сучасності. Призначення їх було суто практичним. Забезпечувати міста та селища водою. Поступово греки починали оздоблювати свої фонтани. Обкладали їх плиткою, будували статуї, вимагали високих струменів. Фонтани стали атрибутом майже кожного міста. Викладені мармуром, з мозаїчним дном, вони поєднувалися то з водяним годинником, то з водяним органом, то з ляльковим театром, де фігурки рухалися під впливом струменів. Історики описують фонтани з механічними птахами, які весело співали та замовкали, коли раптово з'являлася сова.
Слідом за стародавніми греками, фонтани почали будувати в Римі. Саме слово фонтан має римське коріння. Римляни значно удосконалили влаштування фонтанів. Для фонтанів римляни робили труби з обпаленої глини чи свинцю. В епоху розквіту Риму фонтан став обов'язковим атрибутомвсіх багатих будинків. Дно та стінки фонтанів прикрашали плиткою. Струмені води били з рота красивих риб або екзотичних тварин.
Розвитку фонтанів сприяло винахід давньогрецькими механіками закону сполучених судин, використовуючи який, патриції влаштовували фонтани у дворах своїх будинків. Декоративні фонтани стародавніх можна назвати прототипом сучасних фонтанів.
Після падіння стародавнього світу, фонтан знову перетворюється лише на джерело води. Відродження фонтанів як мистецтва починається лише за часів ренесансу. Фонтани стають частиною архітектурного ансамблю, його ключовий елемент.
Найбільш відомими є фонтани Версаля у Франції та Петергофа у Росії.
Сучасні фонтани гарні не лише вдень, коли блищать і іскряться на сонці, але й увечері, коли вони перетворюються на кольоромузичний водяний феєрверк. Занурені у воду невидимі лампи роблять її струмені то ніжно-бузковими, то яскраво-жовтогарячими, майже вогняними, то небесно-блакитними. Різнобарвні струмені б'ються і видають звуки, що зливаються в мелодію.
Ф. І. Тютчев.
ВОДОГРАЙ
Дивись, як хмарою живою
Фонтан сяючий клубочиться;
Як горить, як дробиться
Його на сонці вологий дим.
Променем піднявшись до неба, він
Торкнувся висоти заповітної -
І знову пилом вогнебарвним
Пасти на землю засуджений.
Про смертну думку водомет,
О водомет невичерпний!
Який закон незбагненний
Тебе прагне, тебе м'ятає?
Як жадібно до неба рвешся ти!
Але лань незримо-фатальна
Твій промінь завзятий, заломлюючи,
Скидає в бризках з висоти.
- Принцип роботи фонтану
Досвід із трубкою та воронкою
ПИТАННЯ до дітей (завдання)
Завдання 1. Історичне. Жителі сучасного Риму досі користуються рештками водопроводу, побудованого їхніми предками. Але римський водогін прокладався над землі, а з неї, на високих кам'яних стовпах. Інженери побоювалися, що у водоймищах, з'єднаних дуже довгою трубою (або жолобом), вода не встановиться на однаковому рівні, що, слідуючи ухилам ґрунту, у деяких ділянках вода вгору не потече. Тому вони зазвичай надавали водопроводу рівномірний ухил вниз по всьому шляху (для цього нерідко потрібно або вести воду в обхід, або зводити високі міцні підпори). Одна з римських труб має довжину 100 км, тим часом як пряма відстань між її кінцями вдвічі менша.
? Чи мали рацію інженери Стародавнього Риму? Якщо ні, то в чому їхня помилка?
Завдання 2. Будівельне. У вашому розпорядженні є лінійка та сполучені судини, наповнені рідиною.
? Як за допомогою накреслити на дошці строго горизонтальну лінію? Продемонструйте це. Подумайте, де на практиці ви можете мати справу з такою проблемою.
Досвід «фонтан у розрідженому повітрі»
Фонтан Герона
Одним із пристроїв, описане вченим давньої Греції Героном Олександрійським, був чарівний фонтанГерона. Головне диво цього фонтану полягало в тому, що вода з фонтану била сама, без використання будь-якого зовнішнього джерела води. Принцип роботи фонтану добре видно малюнку. Давайте розберемо докладніше, як працював фонтан Герона.
Героновий фонтан складається з відкритої чаші та двох герметичних судин, розташованих під чашею. З верхньої чаші в нижню ємність йде повністю герметична трубка. Якщо налити у верхню чашу води, вода по трубці починає стікати в нижню ємність, витісняючи звідти повітря. Оскільки сама нижня ємність повністю герметична, то повітря, що виштовхується водою, по герметичній трубці, передає повітряний тиск у середню чашу. Тиск повітря в середній ємності починає виштовхувати воду і фонтан починає працювати. Якщо для початку роботи, у верхню чашу потрібно налити води, то для подальшої роботи фонтану вже використовувалася вода, що потрапляла в чашу із середньої ємності. Як бачите пристрій фонтану дуже простий, але це лише на перший погляд.
Підйом води у верхню чашу здійснюється за рахунок напору води заввишки H1, при цьому воду фонтан піднімає на більшу висоту H2, що на перший погляд здається неможливим. Адже на це має знадобитися значно більший тиск. Фонтан не має працювати. Але знання стародавніх греків виявилося настільки високо, що вони здогадалися передавати тиск води з нижньої посудини, в середню посудину, не водою, а повітрям. Оскільки вага повітря значно нижча за вагу води, втрати тиску на цій ділянці виходять дуже незначними, і фонтан б'є з чаші на висоту H3. Висота струменя фонтану H3, без урахування втрат тиску в трубках, дорівнюватиме висоті напору води H1.
Таким чином, щоб вода фонтану била максимально високо, необхідно якомога вище зробити конструкцію фонтану, тим самим збільшивши відстань H1. Крім того, потрібно якомога вище підняти середню судину. Що ж до закону фізики про збереження енергії, він повністю дотримується. Вода із середньої судини під дією гравітації стікає в нижню судину. Те, що вона робить цей шлях через верхню чашу, і при цьому б'є там фонтаном, ні скільки не суперечить закону про збереження енергії. Як ви розумієте, час роботи подібних фонтанів не нескінченно, зрештою вся вода із середньої судини, перетече в нижню, і фонтан перестане працювати. На прикладі влаштування фонтану Герона ми бачимо, наскільки високими були знання вчених стародавньої Греції.
- Фонтани Петергофа
У східній знаходяться палац Монплезір, каскад "Шахова гора" та "Римські" фонтани, фонтани "Піраміда", "Сонце", фонтани жартівники. У західній частині розташовані павільйон Ермітаж та палац Марлі, каскад "Золота гора", "Менажерні" фонтани та "Клоші". Петро невипадково вибрав саме це місце для будівництва Петергофа. Обстежуючи місцевість, він виявив кілька водойм, що живилися з-під землі ключами. Протягом літа 1721 року було побудовано шлюзи і канал, яким із водойм з Ропшинських висот вода йшла самопливом до накопичувальних басейнів Верхнього саду, і тут можна було влаштувати лише невеликі за висотою струмені-фонтани. Інша справа – Нижній парк, що розкинувся біля підніжжя тераси. Вода з 16-метрової висоти трубами з басейнів Верхнього саду за принципом сполучених судин з силою спрямовується вниз, щоб злетіти безліччю високих струменів у фонтанах парку. Всього в Нижньому парку та Верхньому саду діє 4 каскади та 191 фонтан (включаючи водомети каскадів).
Знайдені ще Петром I принципи водопостачання діють і досі, свідчивши талант засновника Петергофа.
Під час Великої Великої Вітчизняної війни фашистські загарбники повністю зруйнували фонтанну систему Петродворца. Вони зняли та вивезли скульптури, у тому числі знамениту скульптуру „Самсон”, яку було розрізано на частини та також відправлено до Німеччини, у багатьох місцях вирізали свинцеві трубопроводи, обдерли свинцеві листи з порогів Великого каскаду, зняли насадки, а також усю арматуру з кольорових. металів На щастя, значна частина скульптур та інших творів мистецтва вчасно була евакуйована.
Радянська Армія, що звільнила Петродворець, знайшла там лише руїни; фонтанна система була зруйнована на 80%. В даний час в результаті великих відновлювальних робіт основні фонтани Петродворця відновлені.
- Фонтани у літературі
Фонтани здавна залучали себе художників і поетів. Багато віршів було написано про ці чарівні струмені води. Один із відомих віршів – вірш А.С. Пушкіна «Бахчисарайський фонтан» (уривок)
Фонтан кохання, фонтан живий!
Я приніс тобі дві троянди.
Люблю немолчну говірку твою
І поетичні сльози.
Твій срібний пил
Мене кропить холодною росою:
Ах, лийся, лийся, ключ втішний!
Журчі, журчи свою мені брехню...
Нашим хлопцям теж було запропоновано спробувати себе у ролі поетів. Послухаємо, що з того вийшло.
Вірші хлопців
- Висновок
і т.д.................
"Водне середовище" - Воду шукайте там, де росте рогіз. Мешканці водного середовища. Тема уроку: Водне середовище. Питання для повторення: Камиш озерний. Порівняння умов життя різних середовищах. Рогоз вузьколистий. Сьогодні ми дізнаємось:
«Біогеоценоз ставка» - Минь. Біоценоз прісної водойми. Птахи живуть на поверхні. Біогеоценоз ставка. Гетеротрофні організми. Види, що мешкають на поверхні. Населення водойми. Сонячне світло. Біотичні фактори. Автотрофні організми.
«Рослинні спільноти» - Клементс мріяв перетворити екологію на справжню науку. Олександр Миколайович Формозов (1899 – 1973). З "новою ботанікою" в принципі могла б добре поєднується екологічна географія рослин ... У 1933 Браун-Бланке публікує "Prodrome des Groupements Vegetaux" (Продромус). Весь акцент робиться на флористичний підхід до екологічних по суті завдань.
"Абіотичні фактори" - Рослини: посухостійкі - вологолюбні та водні Тварини: водні - води достатньо в їжі. Є адаптації. Температура. Абіотичні фактори середовища. Вологість. Теплокровні організми (птахи та ссавці). Холоднокровні організми (безхребетні та багато хребетних). Оптимальний температурний режим для організмів від 15 до 30 градусів Однак, ….
Як утриматися на поверхні води? Витягнуте, обтічне тіло. Спільнота товщі води. Летюча риба. Плоске, як пліт, тіло. Мають вирости, щетинки. "Матроси". Весь світовий океан – єдина екологічна система. В океані: Співтовариство поверхні води. М'язи. Португальський кораблик та вітрильник. Глибоководне співтовариство.
«Навколишнє середовище біологія» - Аеробіонти. Кількість О2 Кількість Н2О Коливання t Освітленість Щільність. Помістіть у відповідне місце проживання тварин або рослини із запропонованого списку. Вивчення різних довкілля організмів. Ернст Геккель. Стенобіонти. Організмове середовище. Наземно-повітряне середовище. умова довкілля, що впливає на організм.
"Залежність висоти струменя фонтану від фізичних параметрів"
м. Чорногорк – 2014 р.
МБОУ «Ліцей»
Вступ
Мета дослідження
Гіпотеза
Завдання дослідження
Методи дослідження
I. Теоретична частина
1. Історія створення фонтанів
2.Фонтани в Хакасії
3. Історія появи фонтану в Петербурзі
4. Тиск як рушійна сила роботи фонтанів:
4.1 Сили тиску рідини
4.2 Тиск
4.3 Принцип дії сполучених судин
4.4 Технічний пристрій фонтанів
II. Практична частина
1.Дія різних моделей фонтанів.
1.1 Фонтан у порожнечі.
1.2 Фонтан Герона.
2. Модель фонтану
III. Висновок
IV. Список літератури
V. додаток
ВСТУП
Фонтани – це неодмінна декорація традиційного регулярного парку. Про їхню красу добре сказав А.С.Пушкін:
Летять алмазні фонтани
З веселим шумом до хмар,
Під ними блищать боввани...
Дроблячи про мармурові перепони,
Перлиною, вогненною дугою
Валяться, хлюпають водоспади.
Ми часто милуємось красою фонтанів у нашій столиці м. Абакані. Кожен новий фонтан. Це нова чарівна казка, новий казковий куточок, куди прагнуть жителі міста Ми з дідусем довго спостерігали, як будувався фонтан у нашому парку. Я запитала дідуся, а чи можна зробити фонтан у домашніх умовах. Виникла проблема. Разом почали думати, як вирішити цю проблему. Коли нас посвячували в ліцеїсти, я вперше побачила фонтан у лабораторних умовах.
Я дуже задумалася, як і чому працює фонтан. Попросила свою вчителя фізики, щоб вона мені допомогла розібратися в цьому. Ми вирішили відповісти на це питання провести дослідження.
Вибрана мною тема цікава та актуальна в даний час.Оскільки фонтани, є одним з основних предметів ландшафтного дизайну паркової зони, джерелом води в спекотну літню пору, а кожен куточок міста стає більш красивим і затишним за допомогою фонтану.
МЕТА ДОСЛІДЖЕННЯ:З'ясувати, як і чому працює фонтан, та від яких фізичних параметрів залежить висота струменя у фонтані.
Гіпотизу:Я припускаю, що фонтан можна створити на основі властивостей сполучених судин і висота струменя у фонтані залежить від взаємного розташування цих сполучених судин.
ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ:
Поповнити свої знання на тему «Посудини».
Використовувати отримані знання для виконання творчих завдань.
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ:
Теоретичний – вивчення першоджерел.
Лабораторний – проведення експерименту.
Аналітичний – аналіз одержаних результатів.
Синтез – узагальнення матеріалів теорії та отриманих результатів. Створення моделі.
1.ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ ФОНТАНІВ
Кажуть, є три речі, на які можна дивитися безкінечно – вогонь, вода та зірки. Споглядання води – чи то таємнича глибина рівної гладі, чи прозорі струмені, що приливаються і поспішають кудись, як живі – не тільки приємно для душі та благотворно для здоров'я. Є в цьому щось первісне, чому людина завжди прагне води. Недаремно діти можуть годинами грати навіть у звичайної дощової калюжі. Повітря біля водойми завжди чисте, свіже і прохолодне. Та й недаремно кажуть, що вода – «очищає», «омиває», не лише тіло, а й душу.
Напевно, кожен помічав, наскільки легше дихати біля води, як зникають втома і роздратування, як бадьорить і водночас утихомирює перебування поблизу моря, річки, озера чи ставка. Вже в давнину люди замислювалися про те, як створити штучні водойми, особливо цікавила їх загадка води, що біжить.
Слово фонтан - латино-італійського походження, походить воно від латинського "фонтіс", що перекладається "джерело". За змістом це означає струмінь води, що б'є вгору або під натиском, що витікає з труби. Є водні фонтани природного походження – джерела, що фонтанують невеликими струменями. Саме такі природні джерела привертали увагу людини з найдавніших часів і змушували замислитись, як використовувати це явище там, де це необхідно людям. Ще на зорі століть зодчі намагалися обрамити потік води з фонтану декоративним каменем, створити неповторний візерунок з водяних струменів. Особливо широкого поширення набули невеликі фонтани тоді, коли люди навчилися ховати водні струмені в труби з обпаленої глини або з бетону (винахід стародавніх римлян). Вже у Стародавній Греції будь-які фонтани стали атрибутом майже кожного міста. Викладені мармуром, з мозаїчним дном, вони поєднувалися то з водяним годинником, то з водяним органом, то з ляльковим театром, де фігурки рухалися під впливом струменів. Історики описують фонтани з механічними птахами, які весело співали та
замовкли, коли раптово з'являлася сова. Подальший розвиток
будівництво фонтанів отримало у Стародавньому Римі. Тут з'явилися перші дешеві труби - їх робили зі свинцю, якого залишалося багато після переробки срібної руди. У першому столітті нашої ери, в Римі завдяки пристрасті населення до фонтанів на одного мешканця витрачалося 1300 літрів води на день. З цього часу в будинку кожного заможного римлянина влаштовувався невеликий дворик та басейн, у центрі ландшафту обов'язково бив невеликий фонтан. Цей фонтанчик грав роль джерела питної води та джерела прохолоди у спекотні дні. Розвитку фонтанів сприяло винаходу давньогрецькими механіками закону сполучених судин, використовуючи який, патриції влаштовували фонтани у дворах своїх будинків. Декоративні фонтани стародавніх можна назвати прототипом сучасних фонтанів. Надалі фонтани еволюціонували від джерела питної води та прохолоди до декоративної прикраси величних архітектурних ансамблів. Якщо Середні віки фонтани служили лише джерелом водопостачання, то з початком Епохи Відродження фонтани стають частиною архітектурного ансамблю, або його ключовим елементом.(Див. дод. 1)
2.Фонтани в Хакасії
У хакаській столиці, в місті Абакан, збудували унікальний фонтан на малій водоймі парку. Справа в тому, що фонтан – плаваючий. Він складається з насоса, поплавця, підсвічування та фонтанної насадки. Новий фонтан цікавий тим, що його легко монтувати та демонтувати, його можна встановити у будь-якому місці у водоймі. Висота струменя становить три з половиною метри. Цікавою особливістюКонструкцій фонтану є наявність різних водяних картин. Цей фонтан у літній час працює цілодобово. (Див. дод. 2)
Зведення фонтану завершено біля адміністрації міста Абакана.
Вода тут не піднімається нагору, а
спускається по кубічних конструкціях вниз, у вазони з водяними
рослинами. Чаша фонтану викладена природним кам'яним плитняком. Проект розроблено абаканськими архітекторами. Кубічні конструкції стилізовані під архітектуру будівлі містобудівного департаменту. (Див. дод. 3)
3.Історія появи фонтану у Петербурзі.
Розташування міст по берегах річок, велика кількість природних водних басейнів, високий рівень грунтових вод і рівнинний рельєф місцевості - все це не сприяло будівництву фонтанів у Росії в середні віки. Води було багато, отримувати її було легко. Перші фонтани пов'язують із ім'ям Петра I.
У 1713г, архітектор Лебдон запропонував спорудити фонтани в Петергофі і забезпечити їх «гральними водами, бо парки зело нудними
здаються». Ансамбль парків, палаців та фонтанів Петергофа виникає у першій чверті XVIII ст. як своєрідний тріумфальний пам'ятник на честь успішного завершення боротьби Росії за вихід до Балтійському морю(144 фонтани, 3 каскади). Початок будівництва датується 171 р.
Французький майстер пропонував "будувати водозабірні споруди, як у Версалі, - піднімаючи воду з Фінської затоки. Це, з одного боку, вимагало б зведення насосних споруд, а з іншого - дорожчих, ніж призначених для використання прісної води. Ось чому в 1720 р. Петро сам вирушив в експедицію по околицях, і в 20 км від Петергофа, на так званих Ропшинських висотах виявив великі запаси джерельних та підземних вод. Будівництво водоводу було доручено першому російському інженеру-гідравліку Василю Туволкову.
Принцип дії фонтанів Петергофа простий: вода на форсунки водойм йде самопливом. Тут використовується закон сполучених судин: ставки (водосховища) розташовані значно вище території парку. Наприклад, Рожевопавільйонний ставок, звідки бере початок Самсонівський водовід, знаходиться на висоті 22м над рівнем затоки. Резервуаром води для Великого каскаду є 5 фонтанів Верхнього саду.
Тепер кілька слів про фонтан «Самсон» - головне серед усіх фонтанів Петергофа за висотою та потужністю струменя. Монумент був споруджений в 173 р. на честь 25-річного ювілею Полтавської баталії, що вирішила результат Північної війни на користь Росії. Він зображує біблійного богатиря Самсона (битва відбулася 28 червня 1709 р., у день святого Самсона, що вважався небесним покровителем російського воїнства), що роздирає пащу леву (державний герб Швеції включає зображення лева). Автор фонтану - К, Растреллі. Робота фонтану наголошується на цікавому ефекті; коли включаються фонтани Петергофа, з'являється вода і в роззявленій пащі лева, причому струмінь поступово стає все вище і вище, і, коли вона досягає межі, що символічно демонструє результат поєдинку, починають бити фонтани
«Трітони» на Верхній терасі каскаду («Сирени та наяди»). З раковин, в
що трубять морські божества, вириваються широкими дугами фонтанні струмені: володарі води сурмлять славу богатирю.
У 1739р. для імператриці Анни Іоанівни за кресленнями канцлера А. Д. Татищева біля Крижаного будинку був виконаний своєрідний фонтан: постать слона в натуральну величину, з хобота якого била струмінь води заввишки 17 метрів (вода подавалась насосом), в нічний час не викидалася горя. Перед входом до крижаного будинку два дельфіни також викидали струмені нафти.
У більшості випадків для створення фонтанів у Петергофі використовувалися насоси. Так, пара атмосферний насос був уперше застосований із цією метою саме у Росії. Він був побудований на замовлення Петра I у 1717-1718 рр. та встановлений в одному з приміщень грота Літній саддля підйому води до фонтанів.
Петербурзькі фонтани працюють протягом п'яти місяців (з 9 травня до кінця жовтня) щодня (витрата води за 10 год становить 100 000 м3).
День святого Самсона, який переміг лева, співпав із розгромом шведів під Полтавою 27 червня 1709 року. "Самсон російський рикаючого лева австрійського преславно роздертий" - говорили про нього сучасники. Під Самсоном мав на увазі Петро I, а під левом - Швеція, на гербі якої зображений цей звір.
Великий каскад складають 64 фонтани, 255 скульптур, барельєфів, маскаронів та інших декоративних архітектурних деталей у Петергофі, що дозволяє вважати цю фонтанну споруду однією з найбільших у світі.
Розкішний килим розстилається перед палацом Верхній сад. Початкове планування його було здійснено у 1714-1724 роках. архітекторами Браунштейном та Леблоном. У Верхньому саду п'ять фонтанів: 2 фонтани Квадратних ставків, Дубовий, Міжумний та Нептун. (Див. дод. 4)
Тиск як рушійна сила роботи фонтанів
4.1 Сили тиску рідини.
Повсякденний досвід вчить нас, що рідини діють з відомими силами на поверхню твердих тіл, що стикаються з ними. Ці сили називаємо силами тиску рідини.
Прикриваючи пальцем, отвір відкритого водопровідного крана, ми відчуваємо силу тиску рідини на палець. Біль у вухах, яку відчуває плавець, що пірнув на велику глибину, викликана силами тиску води на барабанну перетинку вуха Термометри для вимірювання температури у глибині моря мають бути дуже міцними, щоб тиск води не роздавив їх.
Зважаючи на величезні сили тиску на великій глибині, корпус підводного човна повинен мати набагато більшу міцність, ніж корпус надводного корабля. Сили тиску води на дно судна підтримують судно на поверхні, врівноважуючи діючу на нього силу тяжіння. Сили тиску діють на дно і стінки судин, наповнених рідиною: налив у гумовий балон ртуть, бачимо, що його дно і стінки вигинаються назовні. (Див. дод. 5,6)
Нарешті, сили тиску діють із боку одних частин рідини інші. Це означає, що якщо ми видалили якусь частину рідини, то для збереження рівноваги частини, що залишилася, потрібно було б прикласти до поверхні, що утворилася, певні сили. Необхідні для підтримки рівноваги сили рівні сил тиску, з якими віддалена частина рідини діяла на частину, що залишилася.
4.2 Тиск
Сили тиску на стінки судини, що містить рідину, або на поверхню твердого тіла, зануреного в рідину, не прикладені в певній точці поверхні. Вони розподілені по всій поверхні зіткнення твердого тіла з рідиною. Тому сила тиску на цю поверхню залежить не тільки від ступеня стиснення рідини, що стикається з нею, але і від розмірів цієї поверхні.
Щоб охарактеризувати розподіл сил тиску незалежно від розмірів поверхні, яку вони діють, вводять поняття тиску.
Тиском на ділянці поверхні називають відношення сили тиску, що діє на цю ділянку, до площі ділянки. Очевидно, тиск чисельно дорівнює силі тиску, що припадає на ділянку поверхні, площа якої дорівнює одиниці.
Будемо позначати тиск буквою р. Якщо сила тиску на цю ділянку дорівнює F, а площа ділянки дорівнює S, то тиск виразиться формулою
р = F/S.
Якщо сили тиску розподілені рівномірно по деякій поверхні, то тиск той самий у кожній її точці. Такий, наприклад, тиск на поверхні поршня, що стискає рідину.
Нерідко, однак, трапляються випадки, коли сили тиску розподілені на поверхні нерівномірно. Це означає, що на однакові площі в різних місцяхПоверхні діють різні сили. (Див. дод. 7)
Наллємо воду в посудину, в бічній стінці якої зроблені однакові отвори. Ми побачимо, що нижній струмінь витікає на більшу відстань, верхній – на меншу.
Це означає, що у нижній частині судини тиск більший, ніж у верхній частині.
4.3 Принцип дії сполучених судин.
Судини, що мають між собою повідомлення чи спільне дно, прийнято називати сполученими.
Візьмемо ряд судин різної форми, з'єднаних у нижній частині трубкою.
Рис.5. У всіх сполучених судинах вода стоїть на одному рівні
Якщо наливати рідину в один з них, рідина перетіче трубками в інші судини і встановиться у всіх судинах на одному рівні (рис. 5).
Пояснення полягає у наступному. Тиск на вільних поверхнях рідини в судинах те саме; воно дорівнює атмосферному тиску.
Таким чином, всі вільні поверхні належать до однієї і тієї ж поверхні рівня і, отже, повинні бути в одній горизонтальній площині. (Див. дод. 8, 9)
Чайник і його носик є сполученими судинами: вода стоїть в них на одному рівні. Значить, носик чайника повинен доходити до тієї ж висоти, що й верхній край судини, інакше чайник не можна буде налити доверху. Коли ми нахиляємо чайник, рівень води залишається тим самим, а носик опускається; коли він опуститься до рівня води, вода почне виливатись.
Якщо ж рідина в сполучених судинах знаходиться на різних рівнях(це можна досягти, якщо поставити між сполученими судинами перегородку або затискач і долити рідину в один із судин), то створюється так званий тиск рідини.
Натиск – це тиск, який робить вагу стовпа рідини висотою, що дорівнює різниці рівню. Під дією цього тиску рідина, якщо прибрати затискач або перегородку, перетікатиме в ту посудину, де її рівень нижчий, доки рівні не зрівняються.
Зовсім інший результат виходить, якщо в різних колінах сполучених судин налиті неоднорідні рідини, тобто їх щільності різні, наприклад, вода і ртуть. Нижчий стовп ртуті врівноважує вищий стовп води. Враховуючи, що умовою рівноваги є рівність тисків ліворуч і праворуч, отримаємо, що висота стовпів рідини в судинах, що сполучаються, обернено пропорційна їх щільностям.
У житті вони зустрічаються досить часто: різні кавники, лійки, водомірне скло на парових котлах, шлюзи, водогін, коліном зігнута труба – все це приклади сполучених судин.
Принцип дії сполучених судин лежить в основі роботи фонтанів.
Технічний пристрій фонтанів
Сьогодні мало хто замислюється, як функціонують фонтани. Ми настільки звикли до них, що, проходячи повз, лише окидаємо недбало поглядом.
І справді, що тут особливого? Сріблясті струмені води, під натиском, злітають у вись і розсипаються на тисячі кришталевих бризок. Але насправді все не так просто. Фонтани бувають водометні, каскадні, механічні. Фонтани - жартівники (наприклад, у Петергофі), різної висоти, форми і кожен має свою назву.
Раніше всі фонтани були прямоточними, тобто працювали безпосередньо від водопроводу, зараз застосовується «оборотне» водопостачання з використанням потужних насосів. Струменяться фонтани теж по-різному: динамічними струменями (можуть змінювати висоту) і статичними струменями (струмінь на одному рівні).
В основному фонтани зберігають свій історичний
вигляд, тільки "начинка" у них сучасна. Хоча, звичайно ж, будували їх раніше теж на славу, один із таких прикладів – фонтан у Олександрівському саду.
Йому вже 120 років, але частина труб збереглася у доброму стані. (Див. дод. 10)
II . Дія різних моделей фонтанів.
Фонтан у порожнечі.
Я провела дослідження на тему "Фонтан у порожнечі". І тому я взяла дві колби. На першу я надягла гумову пробку і з пропущеною крізь неї тонко скляною трубкою. На протилежний її кінець надягти гумову трубку. У другу колбу я налила підфарбовану воду.
За допомогою насоса із першої колби я відкачала повітря, перевернула колбу. Гумову трубку я опустила до другої колби з водою. Через різницю тиску, вода з другої колби полилася струменем у першу.
Я з'ясувала, що чим менше повітря в першій колбі, тим сильніше битиме струмінь з другої.
Фонтан Герона.
Я провела дослідження на тему "Фонтан Герона". Для цього мені потрібно було зробити спрощену модель фонтану Герона. Я взяла маленьку колбу і вставила в неї крапельницю. У своєму експерименті з даної моделі, колбу я поставила вниз шийкою. Коли я відкрила крапельницю, вода полилася з колби струменем.
Після, я опустила колбу трохи нижче, вода полилася набагато повільніше, а струмінь став набагато менше. Зробивши відповідні зміни, я з'ясувала, що висота струменя у фонтані залежить від взаємного розташування сполучених судин.
Залежність висоти струменя у фонтані від взаємного розташування сполучених судин. (Див.прил. 11)
Залежність висоти струменя у фонтані від діаметра отвору.
(Див. дод. 12)
Висновок: висота струменя фонтану залежить:
Від взаємного розташування сполучених судин, чим вище один з сполучених судин, тим висота струменя більша.
Чим менший діаметр отвору, тим висота струменя більша.
Модель фонтану
Для того, щоб побудувати фонтан на присадибній ділянці, необхідно створити модель фонтану, дізнатися, як будувати фонтан і куди встановити резервуар для подачі води. Конструкцію для фонтану виготовили в домашніх умовах. Прикрасивши саму модель фонтану,
З допомогою крапельниці приєднали до неї колбу.(Див. дод. 13) Якщо опустити колбу вниз,
то вода поллється дуже повільно, а якщо підняти колбу на другу полицю, то вода поллється великим струменем вгору.
III. Висновок.
Метою моєї роботи було розширення галузі особистих знань на тему «Повідомляючі судини», використання отриманих знань для виконання творчого завдання. У ході роботи я відповіла на запитання: що є рушійною силою роботи фонтанів і змогла створити різні моделі фонтанів, що діють.
Я побудувала модель фонтану, вивчила технічний устрій фонтанів. Провела досліди на тему «Повідомлені судини».
Надалі ми з дідусем плануємо побудувати фонтан на своїй присадибній ділянці за допомогою тих знань та даних, які ми отримали, досліджуючи технічний пристрій фонтанів.
Висновок:Вода у фонтані у фонтані працює за принципом «Фонтану Герона».
IV. Список літератури.
"Фізична енциклопедія", генеральний директор А. М. Прохов.
м Москва. Вид. «Радянська енциклопедія» 1988, 705 стор.
Д. А. Кючаріанц та А. Г. Раскіна "Сади та парки палацових ансамблів Санкт-Петербургата передмість".
Додаток 9.
Додаток 10.
Додаток 11.
Діаметр отвору
Висота резервуару
Висота струменя
0,1 см
50 см
2,5 см
0,1 см
1 м
3,5 см
0,1 см
130 см
5см
Додаток 12.
Діаметр отвору
Висота резервуару
Висота струменя
0,1 см
50 см
2,5 см
0,3 см
50 см
2 см
0,5 см
50 см
1,5 см
Додаток 13.
Додаток 14.
«Енциклопедичний словник молодого фізика» Упоряд. В. А. Чуянов - 2-е М.: Педагогіка, 1991 рік - 336 стор.
