Проект фонтаны,как сообщающиеся сосуды

Оглавление Введение……………………………………………… Основная часть История фонтанов………………………………………….. Принцип действия фонтанов……………………………... Разновидности фонтанов………………………………….. Фонтаны города Саранска……………………………….. Экспериментальная часть…………………………….. Заключение…………………………………………… Список используемых источников………………… Введение

Актуальность проблемы: действие воды на человека можно назвать поистине магическим. Журчание фонтана снимает стресс, успокаивает и заставляет забыть о тревогах. Специалисты по фен-Шую скажут, что водная стихия «приманивает» здоровье и даже провоцирует карьерный рост. А люди практичные знают, что фонтан увлажняет воздух и к тому же работает как природный ионизатор.

Недавно мы изучили тему «сообщающиеся сосуды», и у меня возникла идея, которую я захотел воплотить в реальность. Естественное желание каждого человека - сделать свое жилище уютным и привлекательным. Зона отдыха есть в любой квартире, и, конечно же, её украшением может стать фонтан. А так как большой фонтан мне сделать не под силу, то я решили смастерить небольшой действующий макет. Но это не просто фонтан, а практическая работа с использованием метода сообщающихся сосудов, декоративно оформленная. На основе этой идеи и с использованием спонсорских средств можно будет в дальнейшем будущем сделать настоящий фонтан.

Цель: рассмотреть действие закона сообщающихся сосудов на примере работы проточных фонтанов.

Задачи:

1. Изучить материал о фонтанах: их видах и принципах действия.

2. Сконструировать макет проточного фонтана и с его помощью провести опыты, объясняющие принцип работы фонтана.

3. Создать копилку фонтанов города Саранска.

4. Проанализировать полученную информацию и сделать выводы об устройстве и принципе работы фонтанов.

Методы:

Изучение литературных и других информационных источников, проведение экспериментов, анализ информации и результатов.

Основная часть

История фонтанов

Фонтаном называют специфическое гидротехническое сооружение, как правило, выполняющее декоративную функцию.

Со временем менялись эпохи и стили, а с ними и фонтаны, как их отражение. Например, в Петергофе, при Петре I, были модны фонтаны с большим объемом воды в отличие от Рима .Но принцип работы фонтанов практически одинаков. Они работают по принципу сообщающихся сосудов.

Петергоф. Рим.

Первые фонтаны возникли в Древнем Египте и Месопотамии, о чем свидетельствуют изображения на древних надгробиях. Изначально они использовались не столько для красоты, сколько для полива выращиваемых культур и декоративных растений. Египтяне сооружали фонтаны во фруктовых садах возле дома, где они устанавливались посреди прямоугольного пруда. Подобные фонтаны использовались в Месопотамии и Персии, славившимися своими прекрасными садами. Здесь на Востоке они получили еще большую популярность. По определенным канонам персидский восточный сад должен был отражать четыре сущности – воду, цветы, растения и музыку, что можно видеть на старинных изображениях и ковровых рисунках. Мусульманские сады были окружены террасами из разноцветной плитки, брызги фонтана, отражаясь от них, создавали необыкновенную игру света и тени.  Позже по их подобию были построены сады в Толедо, Гранаде и других городах.

В садах другого  типа единство создавали – вода, цветы, деревья, свет и тень. Ярким примером такой ландшафтной архитектуры являются сады Тадж Махала в Индии и сады Шалимара. В таких садах важным акцентом являются полноводные источники, сбегающие с гор, где у подножия их русла искусственно поворачивают, создавая водоемы и водопады. Огромное значения фонтаны имели в Китае и Японии. Самый знаменитый японский сад Киото – в его создании участвовали монахи буддисты. Каждый элемент этого сада  – несет в себе особое значение и вызывает у посетителей определенное настроение и состояние души. Ландшафтной и архитектурной основой фонтанов и садов в Европе послужили персидские сады.  В средние века сады появлялись при монастырях и подобно персидскому саду делились на четыре части – для цветов, трав, овощных культур и фруктовых деревьев. В середине сада был расположен колодец или фонтан – место уединения, размышления и молитвы для послушников монастыря. Но в основном, как и в Древнем мире,  в эпоху Средневековья фонтаны использовались как источники водоснабжения – для полива и питья. Только с началом Эпохи Возрождения фонтаны в Европе становятся частью архитектурного ансамбля, его ярким акцентом, а порой главным элементом. Римский стиль стал главенствующим. 

На помощь к природным источникам пришли насосы и вместо подземных ключей на римских холмах забили фонтаны. Примером итальянского ренессанса служит вилла Ланте. Постепенно новые веяния в архитектуре распространялись по всей Европе. Наибольший рассвет ландшафтно-паркового искусства был достигнут во Франции в 17 веке, его венцом стал Версаль – король регулярных парков, ставший основой для создания подобных дворцово-парковых ансамблей во всем мире.

В конце 17 века с приходом «романтизма» претерпело изменение и ландшафтное искусство. В моду вошли парки в «английском стиле», когда все наиболее приближено к «дикой» природе, без шика и помпезности. Архитектура водных источников также отличалась природной естественностью и простотой.

Современные фонтаны соревнуются в высоте. Фонтан короля Фахда расположенный на Красном море, поднимается на высоту 260 м , в хорошую погоду он может достичь высоты  318 м (для сравнения высота Эйфелевой башни 300м). В современных фонтанах значительную роль играют передовые технологии, новые изобретения.

Теперь идеи искусства получили новое воплощение – соединив в себе задумки архитекторов, художников и специалистов высокотехнических областей. Новым веянием стала фееричная игра цвета, искусство освещения, сочетание музыки, света, динамики. Прогресс не стоит на месте, кто знает, какими станут фонтаны уже к середине этого столетия…

ДРЕВНИЙ РИМ ЯПОНИЯ ФОНТАНЫ

СЕГОДНЕШНЕГО

ДНЯ

Принцип действия фонтанов Проточный фонтан Устройство фонтана основано на принципе сообщающихся сосудов известного нам из физики: В сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне. Воду собирают в емкость расположенную выше бассейна фонтана. При этом давление воды на выходе из фонтана будет равно разнице высот воды H1. Соответственно чем больше разница этих высот, тем сильнее давление и выше бьет струя фонтана. Так же на высоту струи фонтана влияет диаметр выходного отверстия фонтана. Чем оно меньше, тем выше бьет фонтан. Циркуляционный фонтан В циркуляционных фонтанах вода бежит по замкнутому кругу. Основной резервуар у них расположен внизу. Вода из резервуара поднимается выше по шлангу с помощью помпы. Шланг проходит внутри и не заметен снаружи. Поднявшись до верха, вода стекает по руслу декоративного горного ручья, выливается из кувшина в руке восточной красавицы или спадает вниз серией каскадов и попадает обратно в основной резервуар. Фонтаны, основанные на принципе циркуляции, не требуют подачи к ним воды. Достаточно залить воду один раз, а затем уже доливать по мере ее испарения.

Разновидности фонтанов

Естественные фонтаны: гейзеры, родники и артезианские воды

Издревле человека привлекали естественные фонтаны…

Гейзеры

Горячая вода с паром, бьющая фонтаном из отверстия в земле, называется гейзером. Такие фонтаны бьют из-под земли на острове Исландия, в Йеллоустонском парке в США, на Северном острове Новой Зеландии и на Камчатке. "Гейзер" в переводе с исландского означает "хлынуть".

Гейзеры всегда расположены там, где находятся вулканы. Раскаленная магма поднимается к поверхности Земли и сильно нагревает породу, в которой содержатся грунтовые воды. Вода скапливается в мелких и крупных трещинах, не находя выхода нагревается и наконец закипает. При этом образуется много пара, который находится под большим давлением и пробивается наверх, в горловину образованного ранее гейзера. Происходит сильное извержение сначала пара, а потом и воды, и длится оно до тех пор, пока подземное "водохранилище" не опустеет. Следующий выброс произойдет только тогда, когда под землей снова накопятся и нагреются до кипения грунтовые воды.

Первоначально гейзер и его котловина образуются при извержении вулкана и сильном выбросе по трещинам в земле горячих подземных вод. Так, например, в 1900 году, через четыре года после разрушительного извержения вулкана Таравера на Северном острове Новой Зеландии, в его окрестностях возник гигантский гейзер, самый большой из всех, которые когда-либо знали люди. Столб пара и кипящей воды, грязи и камней достигал высоты 400 метров. Часами рокотал черный фонтан, потом спадал, чтобы заработать вновь через тридцать часов. Так продолжалось четыре года. Теперь на этом месте находится постоянно кипящее озеро Ваимангу — Черная вода. При нагревании грунтовые и глубинные воды могут выходить на поверхность не только фонтанирующими гейзерами, но и как источники, которые называют горячими, или термальными. Проходя через горячую породу, вода вымывает из нее различные вещества, растворяет содержащиеся в породе соли и минералы. Одна их часть осаждается вокруг источника в виде ванночек, каменных каскадных водопадов, изящных каменных цветов и кристаллов, а другая так и остается в горячей воде. Часто такие источники являются лечебными, так как вода в них содержит различные соли, помогающие лечить болезни суставов и внутренних органов, кожные болезни.

Гейзеры известны в странах:

Россия, Камчатка (Долина Гейзеров)

Крупные гейзеры на Камчатке были обнаружены в 1941 в долине реки Гейзерной (Долина Гейзеров), вблизи вулкана Кихпиныч. Всего на Камчатке до схода селевого потока 3 июня 2007 было около 100 гейзеров, из них около 20 — крупных.

Исландия («страна гейзеров»)

В Исландии действует около 30 гейзеров. Один из самых активных гейзеров мира — Строккур, извергающийся каждые 5-10 минут.

Родники

Родник, источник, ключ — естественный выход подземных вод на земную поверхность . Человеку нравились бьющие небольшими струями родники. Со временем зодчие и архитекторы стали обрамлять родники декоративным камнем. Мастера проявляли чудеса изобретательности, украшая родники.

Родник Наташа. Геленджик.

Артезианские колодцы

Артезианские воды— напорные подземные воды, заключенные в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. Обычно встречаются во впадинах, образуя артезианские бассейны. При вскрытии буровой скважины артезианские воды поднимаются выше водоносного пласта, иногда фонтанируют.

Искусственные фонтаны

Люди издавна не только наслаждались водопадами и ручьями, реками и морями, но и создавали искусственные  водоемы и фонтаны, чтобы любоваться ими. Вода настолько благотворно влияет на нервную систему человека, что в некоторых клиниках в качестве одного из методов лечения депрессивных расстройств используют созерцание струящихся потоков воды.

Уличные, площадные фонтаны

Одним из любимейших гидротехнических сооружений человечества всегда были фонтаны. Фонтаны придумали в жарких странах – с целью чисто практической: в летний зной струи воды, бьющие вверх, несут спасительную прохладу. Они не утратили своей популярности и до сегодняшнего дня.

Ландшафтные фонтаны

Фонтан на участке около дома обычно становится очень привлекательным местом для его обитателей. 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 городе. Фонтан становится оазисом покоя и радости, местом для отдыха и самосозерцания.

Цветомузыкальные фонтаны

Цветомузыкальные фонтаны – это сложные комплексы с применением автоматики. Высота и форма струй, цветовое оформление задаются с помощью программного обеспечения.

Интерьерные, комнатные фонтаны

Размещение фонтана в своем жилище становится центром интерьера жилого помещения, красивый фонтан обычно превращается в любимое место для отдыха всей семьи. Ведь нет ничего более умиротворяющего, чем спокойное созерцание льющейся воды.

Фонтаны города Саранска

«Фонтанный спуск» - это множество фонтанов различной конфигурации , от больших и маленьких до водных бассейнов и водопадиков с журчащей и несущейся вниз водой. Он тянется от Советской площади до парка культуры и отдыха имени А.С.Пушкина

Фонтан около библиотеки имени А.С. Пушкина - хорошее место для отдыха. Летом около фонтана работает небольшое кафе под открытым небом, где можно посидеть, и отдохнуть в тени под зонтиком и пообщаться со своими друзьями или знакомыми.

Фонтан около парка культуры и отдыха имени А.С. Пушкина - открылся буквально недавно, как раз после того, как вычистили пруд в который его и поместили. Теперь все отдыхающие могут порадоваться, глядя на то, как брызги воды переливаются на солнце.

Сдается мне, что все фонтаны Саранска расположены в центре города и этот с интересным фонтан названием "Одуванчик" не стал исключением. Он как раз находиться на пересечении самых шумных улиц города - проспекта Ленина и Коммунистической.

Фонтан «Торнадо». Фонтан «Торнадо» в столице Мордовии украшает площадь по ул. Коваленко в Пролетарском районе. Фонтан гейзерного типа  радует жителей и гостей города необычайным сочетанием журчания струй и цветомузыкального сопровождения.  

Фонтан рядом с театром оперы и балета.

Фонтан рядом с музыкальным драматическим театром.

Фонтаны парка А.С.Пушкина

Экспериментальная часть работы

Исследование и выявление проблемы

Сделать фонтан - это проблема, или задача, которую необходимо решить. Естественно, проблемы по разработке возникли сразу. Первый вопрос, который я себе задал - как это сделать, из какого материала и с помощью каких инструментов? Как украсить фонтан декоративно.

Гипотеза:

• Попробовать для изготовления фонтана использовать то, что в сообщающихся сосудах однородная жидкость находится на одном уровне

• Если фонтан будет работать, выяснить зависит ли высота фонтана от диаметра трубки

Результаты работы: я рассмотрел различные типы фонтанов. В моих силах построить комнатный фонтан. Из предложенных принципов работы фонтанов, я построил проточный фонтан, работающий на законе сообщающихся сосудов. А для декора и красоты сделал подсветку.

Проведённые исследования: «Проверка зависимость высоты столба фонтана от диаметра трубки»

Оборудование: штатив - 2; пластмассовая бутылка; резиновые трубки диаметром 4 мм, 6 мм, 8 мм; кювета.

Вывод:

Высота фонтана зависит от диаметра трубки. Чем меньше диаметр трубки, тем выше столб фонтана.

Заключение

Мне очень понравилось работать над фонтаном. Он получился довольно красивым. Но самое главное - удовольствие от работы. Это была очень большая и сложная практическая работа, и конечно, были вещи, которые у меня не получались, или получились, но не так, как я хотел. Я узнали много нового о фонтанах и об их истории. В результате я остался доволен проделанной работой. Принцип сообщающихся сосудов мной использован на практике.

Выводы:

1.Во всех фонтанах используются сообщающиеся сосуды

2. В сообщающихся сосудах однородная жидкость стремится оказаться на одном уровне

3. Фонтан бьет за счет разности высот воды в сообщающихся сосудах

4. Различие в способе подачи воды в основной резервуар