Проект "Создание фонтана"

МКОУ «Чаганская СОШ»

Камызякского района, Астраханская область

«Создание фонтанов»

Исследовательский проект

Работу выполнил
Оленин Владимир

7 класс

Руководитель - учитель физики

Ралкина Светлана Павловна

2022 г.

Оглавление:

1.Введение Стр.3

2.Основная часть Стр.4-10

3. Заключение Стр.11-12

4.Библиография Стр.13

5.Приложение Стр.14-15

6. Рецензия учителя Стр.16

Введение

Волнующее море, тихое глубокое горное озеро, ручей - все это излюбленные места отдыха многих людей. Водопады, фонтаны, водоемы обладают завораживающим эффектом. К сожалению, мы не всегда можем позволить себе отправиться на берег ручья или горного водопада.

Но можно самому изготовить « комнатный фонтан - декоративное устройство, дающее нам радость, ощущение уюта и комфорта, оказывающее благоприятное воздействие на здоровье». [1]

Актуальность данной работы:

Декоративный фонтан улучшает микроклимат в доме.

Движущаяся вода, которая тихонько плещется или брызжет вверх, оказывает успокаивающее воздействие на слух, зрение и психику.

Обоснование выбора:

Фонтаны необходимы человеку, т.к. они:

экономичные увлажнители воздуха,

благоприятно влияют на здоровье, особенно при заболеваниях дыхательной системы, таких как хронический бронхит, бронхиальная астма, хронические ларингит и фарингит,

благотворно воздействуют на психику человека,

«более высокая влажность воздуха полезна для деревянной мебели и музыкальных инструментов

уменьшается накопление статистического электричества в ковровых покрытиях, связанного с излучением компьютеров». [1]

Цель работы: создать декоративный фонтанчик для дома.

Задачи: изучить историю создания фонтанов; выяснить, от чего зависит высота струи фонтана; дать рекомендации тем, кто желает сделать фонтан своими руками

Основная часть

Фонтан (от ит. fontana, от лат. Fontis- источник) –струя жидкости или газа, выбрасываемая под давлением. (Словарь иностранных слов. – М.: Русский язык, 1990).

Фонтан  – это не просто бьющий источник воды, но и традиционное украшение городских парков и площадей – известен человечеству со времен древней Греции.

Первые фонтаны (VI в до н.э.) имели очень простое устройство, и совсем не были похожи на пышные фонтаны современности (Рис. 1,2,3). Постепенно греки начинали украшать их, обкладывать плиткой, строить статуи, добивались высоких струй.

Вслед за древними Греками, фонтаны начали строить в Риме (Рис.4), фонтаны сооружались как источники питьевой воды и для того, чтобы освежить воздух в жару. Римляне значительно усовершенствовали устройство фонтанов. Для фонтанов римляне делали трубы из обожженной глины или свинца. В эпоху расцвета Рима, фонтан стал обязательным атрибутом всех богатых домов. Струи воды били изо рта красивых рыб или экзотических животных [8] (Рис.5,6).

После падения древнего мира, фонтан вновь превращается лишь в источник воды. Возрождение фонтанов как искусства начинается лишь во времена ренессанса. Наиболее известными являются фонтаны Версаля во Франции и Петергофа в России (Рис. 7).

Современным фонтанам придаётся декоративный характер, который усиливается электрической подсветкой и музыкой в вечерние часы (Рис.8).

Как правильно сконструировать фонтан, чтобы он хорошо служил людям? С античных времён сохранились работы греческого механика Герона Александрийского, жившего в I – II в. н.э., исследовавшего от чего зависит расход воды, необходимый для хорошей работы фонтана. Герон выяснил, что расход воды зависит от её уровня в водохранилище, от поперечного сечения канала и скорости воды в нём.

При изучении в школе темы «Сообщающиеся сосуды», мы с одноклассниками и учителем физики сделали фонтан «Самсон» (Рис.9) и фонтан Герона (Рис.10). Под руководством учителя МХК и ИЗО красочно их оформили. А затем приступили к изготовлению своих фонтанов. Конечно же, мы столкнулись со многими проблемами, каждому хотелось, чтобы струя его фонтана была самой высокой!!! Поняв, от чего зависит высота струи фонтана, я решила ещё раз доказать это при помощи поставленных мною экспериментов.

Используя свойства сообщающихся сосудов, можно построить фонтан.
Два сосуда с жидкостью, соединенные между собой трубкой, всегда имеют в обоих коленах одинаковый уровень жидкости. Вода давит с одинаковой силой во все стороны. Поэтому она стремится перейти в другой сосуд и будет переходить до тех пор, пока давления в сосудах справа и слева не сравняются. Если поднять один сосуд, так чтобы уровень воды в нем стал выше, чем у другого, вода может даже вылиться из второго сосуда, а если же второй сосуд убрать, а к трубке прикрепить сужающийся наконечник, например, зауженную стеклянную трубочку— вода брызнет фонтаном.
Струя фонтана всегда стремится достичь уровня воды в верхнем сосуде, но этому мешает сопротивление воздуха, трение жидкости о стенки трубки и сосудов. Я собрала простейшие фонтаны (Рис.), у которых можно изменять различные параметры:
1)высоту столба жидкости в резервуаре с водой

2) высоту расположения резервуара с водой

3) диаметр отверстия стеклянного наконечника

4) внутренний диаметр пластиковой трубочки.

Изменяя один из четырёх параметров, при этом 3 других оставляя неизменными, измеряла высоту струи фонтана (Рис.)

Зависимость высоты струи h от уровня воды в резервуаре H1 относительно расположения бассейна фонтана

Сосуд с водой находится на одной и той же высоте H, диаметр пластиковой трубочки d один и тот же, d1 стеклянного наконечника постоянен.

H=81cм – высота дна резервуара; высота воды в сосуде H2= 17 см;

d=4мм – внутренний диаметр пластиковой трубочки;

d1=1,1мм – внутренний диаметр стеклянного наконечника

Диаграмма зависимости h от H1

Вывод: чем выше уровень воды в водяном хранилище (резервуар с водой), тем выше бьёт струя фонтана

Зависимость высоты струи h от высоты H, на которой расположен резервуар с водой.

В сосуде один и тот же уровень воды H2, диаметр пластиковой трубочки d один и тот же, d1 стеклянного наконечника постоянен.

H2=17cм – высота воды в резервуаре;

d=4мм – внутренний диаметр пластиковой трубочки;

d1=1,1мм – внутренний диаметр стеклянного наконечника

Диаграмма зависимости h от H

Вывод: чем выше расположено водяное хранилище (резервуар с водой), тем выше бьёт струя фонтана

Зависимость высоты струи h от диаметра отверстия d1 стеклянного наконечника.

Сосуд с водой находится на одной и той же высоте H, диаметр пластиковой трубочки d один и тот же, в сосуде один и тот же уровень воды H1

H=81cм – высота дна резервуара; высота воды в сосуде – 17 см; H1=98cм

d=4мм – внутренний диаметр пластиковой трубочки;

Диаграмма зависимости h от d1

Вывод: чем меньше диаметр выходного отверстия стеклянной трубочки, тем выше бьёт струя фонтана.

Для изготовления стеклянной трубочки разного диаметра нагревала трубочки над горелкой и растягивала разогретое стекло, пока оно не разорвётся, а потом отпиливала кончик в нужном месте (Рис.).

Зависимость высоты струи h от внутреннего диаметра пластиковой трубочки d.

Сосуд с водой находится на одной и той же высоте H, внутренний диаметр стеклянного наконечника d1 и уровень воды H1 в сосуде один и тот же

H1=80cм

d1=1,1мм – внутренний диаметр стеклянного наконечника;

Диаграмма зависимости h от H

Вывод: чем меньше диаметр пластиковой трубочки, тем выше бьёт струя фонтана.

Так же были проведены эксперименты с разными диаметрами трубочек (Рис.), но без наконечников, результаты не однозначны, т.к. и выходные отверстия разные, т.е. менялись 2 параметра, что не допустимо при установлении зависимости, но даёт ответ на вопрос, какую трубочку лучше использовать, если нет наконечника.

Исследовав, от чего зависит высота струи, я стала подбирать детали для создания своего фонтана:

1. зауженная с одного конца стеклянная трубочка

2. длинная пластиковая трубочка с зажимом для перекрывания жидкости (от капельницы)

3. резервуар для жидкости;

4. банка - подставка под резервуар;

5. бассейн для фонтана;

6. подставка из пенопласта;

7. платформа из поликарбоната – основа под всю конструкциию;

8. отводная трубочка;

9. сосуд для сбора воды;

10. украшения – камушки, ракушки, искусственные цветы

11. клей; пластилин.

На подставку установила платформу. На одном из углов платформы укрепила банку- подставку для резервуара с водой. В платформе, подставках, в резервуаре, в бассейне просверлила отверстия. В дне резервуара - отверстие, в которое плотно вставила пластиковую трубку, второй конец трубки подвела к бассейну фонтана, в отверстие которого вставлена, опять же плотно, стеклянная трубочка с зауженным кончиком. Все щели тщательно замазала. Сток воды из бассейна сделала так: сбоку бассейна просверлила отверстие, в которое вставила отводную трубочку, опустила её конец в сосуд для сбора воды.

Если теперь в резервуар налить воды, открыть зажим, то вода потечет по трубкам и в бассейне забьет фонтан. Так как пластиковая трубочка узенькая, то расход воды небольшой и фонтан долго работает.

Когда фонтан заработал, занялась его оформлением. (Рис.)

Заключение.

Меня увлекли история создания фонтанов, проведённые мною исследования и создание своего, комнатного фонтанчика.

Рекомендации тем, кто пожелает создать свой фонтан:

• Если вы решили сделать фонтан, вы на правильном пути!!!

В ходе изучения материала различных источников [1-8], я поняла, насколько важен был фонтан во все времена для человечества – он и источник воды, и освежает воздух, и улучшает здоровье, психику человека; даёт эстетическое наслаждение и дома благоприятно влияет не только на самочувствие человека, но и на микроклимат в квартире.

• Исследовав, от чего зависит высота струи фонтана, я пришла к такому выводу:

струя фонтана бьёт выше, если

• выше уровень воды в водяном хранилище (резервуаре с водой),

• выше расположено водяное хранилище,

• меньше диаметр выходного отверстия стеклянной трубочки,

• меньше диаметр пластиковой трубочки,

• Для создания своего фонтана, я использовала

самую тоненькую пластиковую трубочку, чтобы расход воды был меньше, дольше работал фонтан, струя была выше.

Разность уровней резервуара с водой и фонтанирующей стеклянной трубочки небольшая, поэтому взяла самую тоненькую стеклянную трубочку, чтобы струя была повыше. Для изготовления стеклянной трубочки разного диаметра нагревала трубочки над горелкой и растягивала разогретое стекло, пока оно не разорвётся, а потом отпиливала кончик в нужном месте. Были у меня и трубочки-пипетки, приобретённые в аптеке. Можно взять стеклянную трубочку с большим диаметром отверстия или вообще не использовать наконечник, чтобы вода просто вытекала, не подымаясь вверх, это тоже радует глаз.

Для слива воды из бассейна использовала сосуд немного большей ёмкости, чем резервуар с водой, чтобы при работе фонтана он не переполнился.

Возможно использовать маленький движок-насос для перекачивания воды из отливного сосуда в резервуар с водой, тогда ваш фонтан будет работать непрерывно!!! Я такую цель перед собой не ставила.

Работа доставила мне огромное удовольствие!!!

Библиография

1. http://www.mediaterra.ru/materials/inner/interior/fountains о комнатных фонтанах

2. Фонтаны от Древней Греции до Средних веков. Часть первая: Древняя Греция.

3. Фонтаны от Древней Греции до Средних веков. Часть вторая: Древний Рим.

4. Фонтаны от Древней Греции до Средних веков. Часть третья: Византия.

5. Фонтаны от Древней Греции до Средних веков. Часть четвертая: Западная Европа. 

6. http://butzananna.wordpress.com/10-%D1%81%D0%B0%D0%BC%D1%8B%D1%85-%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%B8%D0%B2%D1%8B%D1%85-%D1%84%D0%BE%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2-%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%B0/ -10 самых красивых фонтанов мира

7. http://www.mirfontanov.ru/fountain_history.html история создания фонтанов

8. http://www.istex.ru/fontany/6-sxema-ustrojstva-fontana.html история техники

9. http://clubs.ya.ru/4611686018427455831/replies.xml?item_no=15576 – анимация фонтана

10. http://www.s-cont.ru/node/7919 - фонтаны Версаля

11. http://kluver.ru/forum/101-408-1 – фонтаны Петергофа

12. http://www.posternazakaz.ru/ - фото моря

13. http://kuznica.com/velikie-mastera/140-chudesnye-izobreteniya-gerona-aleksandrijskogo - Изобретения Герона

Приложения

Рис.1 Изображение фонтана на сосуде в Древней Греции, VI век до н.э.

Рис.2 Древнегреческий фонтан III века до н.э. в Галиполе

Рис.3 Коринф, развалины фонтана Пириена, построен перед зданием VI в. до нэ

Рис4.Фонтан «Шишка пинии» в Риме, пример фонтана I века нэ

Рис.5 Фонтан Треви в Риме 1762г

Рис.6

Рис.7 Фонтан Самсона в Петергофе

ис.8Фонтан Дубай

Рис.9наш фонтан Самсона

Рис.10 наш фонтан Герона Рис. провожу исследования

Рис. мой декоративный фонтан

Рецензия

Работа Владимира Оленина выполнена с использованием знаний, полученных на уроке физики и статей, найденных в интернете.

Ученик был заинтересован историей создания фонтанов, их влиянием на человека, у Владимира было желание создать свой собственный фонтан. Поставив перед собой данную цель, Владимир с увлечением подбирал и изучал материал. Был проведён анализ статей, переработана информация, проведены исследования, от чего зависит высота струи фонтана, грамотно подготовлен исследовательский проект с презентацией и рекомендациями по созданию фонтанов.

Работа над проектом помогла глубже понять физику сообщающихся сосудов, влияние текущей воды на здоровье человека. Знания, приобретённые в ходе собственных опытов, наблюдений, экспериментов, выводов - самые прочные, а любое физическое открытие, пусть даже самое маленькое, обязательно находит свое практическое применение.

Сегодня особую актуальность приобретают декоративные домашние фонтаны. Красивый фонтан — это лучшее лекарство от стрессов и суеты повседневной жизни. Слушая умиротворяющие звуки льющейся воды, созерцая её плавные потоки, человек получает возможность забыть о повседневных проблемах и хлопотах, отвлечься от беспокойств и переживаний, которыми наполнена жизнь в современном мире.

Практическое значение проекта заключается в том, что его результаты могут быть использованы и в деятельности педагогов, как дополнительный материал к уроку и людьми, желающими создать свой собственный фонтан. И у меня появилось огромное желание сконструировать свой собственный фонтан!!!

18