Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
города Москвы «Школа № 000»
г. Москва, 3-йЛихачевский пер, д.2А
Проект
Фонтан Герона
Работу выполнила:
,
8В класс
,
учитель физики ГБОУ Школа № 000
Москва 2017
Содержание
Резюме…………………………………………………………… 3
Введение………………………………………………………….. 4
1. Обзор литературы
1.1. Создатель Фонтана Герона…………………………………. 5
1.2. Структура Фонтана Герона………………………..……….. 6
1.3. Устройство Фонтана …………………………………..……. 6
2. Материалы и методы
2.1. Сборка……...…………………………………………………. 7
2.2. Результаты……………………………………………………. 7
3. Обсуждение……………………………………………..……… 7
4. Выводы………………………………………………………….. 8
5. Список использованных материалов………………………….. 9
6. Приложение……………………………………………………… 9
Резюме.
В работе рассматривается принцип работы очень древнего устройства – фонтана Герона. Собрана модель этого фонтана из подручных материалов, изучен принцип действия на основе законов физики. В своем проекте я доказала некоторую ошибочность утверждения, что в работе фонтана Герона нарушается принцип сообщающихся сосудов. Исследуя энциклопедии физических явлений, беседуя с преподавателем, узнала, как же на самом деле работает Геронов фонтан, продемонстрировала его действие учащимся нашего физического кружка и придумала несколько способов использования фонтана Герона сегодня.
Введение.
Людей всегда интересовала возможность совершения работы без затрат энергии. Вещей, которые способны работать самостоятельно, без внешнего вмешательства, не так уж и много, и особое место среди них занимает фонтан Герона. Его основным достоинством является то, что он работает благодаря естественным законам природы, не затрачивая при этом дополнительной энергии. Если понаблюдать за его работой, то кажется, что нарушается закон о сообщающихся сосудах.
Меня всегда интересовало что-нибудь необычное. выходящее за рамки стандартных представлений. 2000 лет тому назад жил человек, который не просто мечтал о машинах, он их создавал. Звали его Герон Александрийский. Людям древности – его современникам, изобретения Герона Александрийского казались настоящим чудом. Нас, людей XXI столетия, изобретения этого человека удивляют не меньше. В число его изобретений входит также Геронов фонтан. Меня изумило то, что в те далекие времена, не обладая современными технологиями, люди создавали сложные и продуманные устройства. Я решила сконструировать фонтан из подручных средств самостоятельно.
Объект изучения:
Фонтан Герона
Методы изучения:
изучение литературных источников
конструирование фонтана
наблюдение за высотой его струи
Гипотеза:
Изобретения древних не потеряли актуальности по сей день.
Цель:
Конструирование фонтана Герона в домашних условиях.
Задачи:
1. Построить фонтан Герона.
2. Объяснить, как он работает.
3. Найти возможности применения фонтана Герона.
Обзор литературы.
Создатель фонтана Герона.
Люди веками восхищались миром Древней Греции, где в поисках великого повседневность преклонялась перед разумом. Это была эпоха расцвета науки, искусства и философии, ярких идей, которые затем охватят и поразят весь мир. Среди центров пульсации этой чудесной эпохи были не только полисы Древней Эллады и Рима, но и город на севере Египта – Александрия. В Александрии думали о самой мысли, как о двигателе человеческой жизни, как о предмете требующем постижения. В Александрии жили такие великие мыслители как Архимед, Платон и Аристотель. И именно здесь мы также встречаем малоизвестного изобретателя, который не просто мечтал о машинах, а еще и создавал их. Две тысячи лет тому назад этот человек посадил семя промышленной революции. Современники прозвали его “Меканикос” (от греческого - механика), мы же знаем его как Герон Александрийский. Он открыл эру механических устройств, создавая машины, до сих пор потрясающие воображение современных людей. Каждое из его изобретений приспособлено для определенной функции, например: устройства для дома, развлечения на званых обедах, устройства для создания спецэффектов в театре, но чаще всего это были машины.
Списoк изoбрeтeний Герона Александрийского:
- Aвтoмaтичeскиe двeри Тoргoвый aвтoмaт Пeрeнoснoй нaсoс для тyшeния пoжaрoв Прeврaщeниe вoды в винo Мyзыкaльнaя шкaтyлкa прeдскaзaний Гeркyлeс и дрaкoн Пoлибoлoс Aвтoмaтичeский рyчнoй aрбaлeт Гeрoнa Aвтoмaтичeскиe пeрeдвижныe дeкoрaции Гeрoнa Aвтoмaтичeский тeaтр Гeрoнa Диoптрa Гeрoнa Oдoмeтр Гeрoнa Пaрoвoй бoйлeр Гeрoнa Пaрoвaя рeaктивнaя тyрбинa Гeрoнa Тeoрeтичeскиe дoстижeния Гeрoнa
Одной из таковых машин является фонтан Герона, который служит одним из ярчайших образчиков знаний древних в области гидростатики и аэростатики.
Структура фонтана Герона.
Посмотрим на рисунок и разберемся с его строением. Геронов Фонтан состоит из открытой чаши и двух герметичных сосудов, которые располагаются под ней. В среднем сосуде имеется дырочка, чтобы наливать воду. Из нижнего сосуда в открытую чашу идет полностью герметичная трубка зеленого цвета. По ней вода начнет совершать свое движение из чаши. Средний и нижний сосуды также соединены трубкой фиолетового цвета. Ну и последним элементом является трубка оранжевого цвета, соединяющая чашу и средний сосуд. Теперь, зная из чего состоит устройство, мы поговорим о том, как же оно работает.
Устройство фонтана.
Наливаем воду в открытую чашу. Она начинает свое движение по зеленой трубке, которая даёт ей возможность добраться до самого дна нижнего сосуда. За счет увеличения объема воды в сосуде воздух, который находится в нём, сжимается, и его упругость увеличивается. С помощью фиолетовой трубки нижний сосуд соединен со средним, так что находящийся здесь над поверхностью воды воздух тоже сжимается (в сосуд также заранее была налита вода). Производя на воду давление, воздух заставляет её подниматься по оранжевой трубке, в результате чего из неё бьёт струя воды. Можно подумать, что фонтан вечен, но эта мысль будет ошибочна. Так происходило бы в идеале. В действительности Фонтан продолжит работать до тех пор, пока не кончится вода в верхней чаше и не наполнит нижний сосуд до краёв. Тогда нужное давление перестанет создаваться. Возобновить работу можно лишь переставив сосуды.
Материалы и методы
Сборка
Я расскажу вам, как я собирала свой фонтан Герона. Для начала я взяла все необходимые элементы: три герметичные трубочки разной длины, две банки из-под клея, которые выполняют роль сосудов, а также резьбовые фланцы, бутылку, дрель, чтобы сверлить отверстия и пластилин. Далее я приступила к работе: отрезала у бутылки верх, который стал впоследствии верхней чашей. В крышках обеих банок и бутылки я просверлила по два отверстия. Буду условно называть цвета трубок, как они выглядят на рисунке, но все трубки у меня были одного белого цвета. Для «фиолетовой» и «зеленой» трубочек в банках и для «оранжевой» и «зеленой» в бутылке. Затем я вставила в крышки банок «зеленую» и «фиолетовую» трубки и скрепила банки между собой, заклеив щели пластилином. Далее я вставила в нужные отверстия в крышке бутылки зеленую и оранжевую трубочки. После того, как вся конструкция была загерметизирована (с помощью пластилина) и скреплена, я приступила к проверке устройства.
Результаты
Наливаем воду в верхнюю чашу, после в средний сосуд. У меня струя не пошла, пришлось подуть в трубку, чтобы забил небольшой фонтанчик. Моя ошибка, как оказалось, была в том, что я плохо загерметизировала фонтан (пластилин не справился с функцией герметика, пришлось герметизировать специальным термоклеем. Лишь после этого фонтан заработал в полную силу.
Обсуждение
Конечно же, мы не всегда можем позволить себе отправиться на берег ручья или горного водопада. К сожалению, в Москве не настолько экологически чистая среда. Мало где я встречала маленькие декоративные фонтаны.
Но можно самому изготовить «комнатный фонтан», который улучшит микроклимат в доме, подарит нам радость, ощущение уюта и комфорта. Движущаяся вода, которая тихонько плещется или брызжет вверх, окажет успокаивающее воздействие на слух, зрение и психику. Тем более, это маленькое устройство может создавать нужную влажность для комнатных растений, а может и удивить друзей и гостей дома.
Выводы:
Я конструировала фонтан не в одиночку, некоторые мои сверстники помогли мне в этом, за что я им очень благодарна. Все начало получаться не сразу, фонтан несколько раз разбирался и собирался, но желаемого результата мы все же добились. В результате я поняла принцип работы фонтана. Кроме того я сделала вывод, как велика была роль древних изобретателей для поступательного развития цивилизации. Обладая примитивными инструментами и простейшими материалами, они упорно преодолевали препятствия для достижения искомых результатов. Ведь даже у нас, окруженных продуктами новейших технологий, не все получается сразу, а им это удавалось. В этом смысле мы можем держать равнение на мощь и волю изобретателей – первопроходцев.
Список использованных материалов:
https://ru. wikipedia. org/wiki/(Фонтан Герона) http://fb. ru/article/283347/fontan-gerona-svoimi-rukami “ Большая энциклопедия занимательных наук. Астрономия. Математика. Физика ”. Издательство АСТ. Перельман Современная школьная энциклопедия. Физика. елоусов Энциклопедия для детей. Издательство Аванта+, том Наука.Приложение:
