Presentación sobre el tema de la fuente de Heron. Trabajo de investigación “Dependencia de la altura del chorro de la fuente de parámetros físicos

“Ambiente acuático” - Busque agua donde crecen las espadañas. Habitantes del medio acuático. Tema de la lección: Medio acuático. Preguntas para repaso: Lake Reed. Comparación de condiciones de vida en diferentes entornos. Totora angustifolia. Hoy aprenderemos:

“Biogeocenosis del estanque” - Lota. Biocenosis de un cuerpo de agua dulce. Aves que viven en la superficie. Biogeocenosis de estanques. Organismos heterótrofos. Especies que viven en la superficie. Población del embalse. Luz de sol. Factores bioticos. Organismos autótrofos.

“Comunidades vegetales”: Clements soñaba con convertir la ecología en una ciencia real. Alejandro Nikolaevich Formozov (1899 – 1973). En principio, la geografía ecológica de las plantas podría encajar bien con la “nueva botánica”... En 1933, Braun-Blanquet publicó el “Prodrome des Groupements Vegetaux” (Prodromus). Todo el énfasis está puesto en un enfoque florístico para tareas esencialmente medioambientales.

“Factores abióticos” - Plantas: resistentes a la sequía - amantes de la humedad y acuáticos Animales: acuáticos - hay suficiente agua en los alimentos. Hay adaptaciones disponibles. Temperatura. Factores ambientales abióticos. Humedad. Organismos de sangre caliente (aves y mamíferos). Organismos de sangre fría (invertebrados y muchos vertebrados). El régimen de temperatura óptimo para los organismos es de 15 a 30 grados. Sin embargo,...

“Comunidades de Agua” - ¿Cómo permanecer en la superficie del agua? Cuerpo alargado y estilizado. Comunidad de la columna de agua. Pez volador. Cuerpo plano como una balsa. Tienen excrecencias y cerdas. "Marineros". Todo el océano mundial es un sistema ecológico único. En el océano: comunidad de aguas superficiales. Músculos. Barco de guerra y velero portugués. Comunidad de aguas profundas.

"Biología ambiental" - Aerobiontes. Cantidad de O2 Cantidad de H2O Oscilaciones t Densidad de iluminación. Coloque los animales o plantas de la lista proporcionada en el hábitat apropiado. Estudio de diferentes hábitats de organismos. Ernst Haeckel. Estenobiontes. Entorno orgánico. Entorno aire-tierra. Condición ambiental que afecta a un organismo.

Una creación asombrosa del antiguo inventor Garza de Alejandría: una fuente eterna

Los antiguos manuscritos árabes nos trajeron una historia sobre las asombrosas creaciones del antiguo inventor Herón de Alejandría. Uno de ellos es un hermoso cuenco milagroso en el templo, del que manaba una fuente. No había tuberías de suministro visibles por ninguna parte, ni mecanismos en el interior.

La invención reivindicada difiere significativamente de los juguetes de Viktor Zhigunov (Rusia) y John Folkis (EE.UU.), patentados hace años. guerra Fría. Quién sabe, dado que potencias tan grandes estaban interesadas en este invento, si se trata de una máquina de movimiento perpetuo o simplemente uno de los motores universales del antiguo científico griego. Garza de Alejandría perdido por la humanidad durante 2000 años.

El objetivo del invento es demostrar al mundo entero que la Fuente de Garza no es un mito ni un diseño primitivo, sino un diseño real, prácticamente posible, que se intenta desentrañar desde hace 2000 años.

La invención reivindicada pretende revelar el verdadero diseño. Fuente de Garza, al nivel de conocimiento de los antiguos científicos griegos, que muchos científicos han tratado de revelar durante 2000 años, hasta el día de hoy, sin mecanismos visibles ni tuberías de suministro que pudieran crear el efecto de una máquina de movimiento perpetuo.

Fuente de Garza consta de tres recipientes de vidrio: el exterior 1, el medio 2 y el interior 3, pero a diferencia del prototipo de Viktor Zhigunov, están colocados uno dentro del otro. El recipiente exterior 1 tiene la forma de un recipiente abierto en el que se vierte agua, de modo que el agua oculta dos recipientes 2 y 3, pegados entre sí, para formar un vacío 6 y un aislamiento térmico entre el agua del recipiente 1 y el aire del interior. buque 3. También el buque 3 es la capacidad de trabajo. Hay dos orificios en el recipiente 3: desde arriba, donde se inserta firmemente el tubo, hasta el fondo del recipiente, y desde abajo, donde se encuentra la válvula 5. Agua del recipiente exterior 1, bajo presión atmosférica, a través la válvula 5 ingresa al recipiente interior 3 y comprime el aire ubicado entre el tubo 4 y las paredes exteriores del recipiente 3 hasta que se nivelan la presión atmosférica en el recipiente 1 y la presión del aire en el recipiente 3. Los rayos del sol pasan a través de los recipientes 1 y 2, formando una lupa de agua (dos lentes de vidrio llenas de agua), y se amplifican a través del vacío 6 entre los recipientes 2 y 3, se calientan las paredes del recipiente 3 y el aire en el recipiente 3. El aire en el recipiente 3 se expande y empuja agua sale del recipiente 3 a través del tubo 4, formando una fuente. El nivel del agua en el recipiente 1 aumenta y, en consecuencia,
la presión atmosférica del agua en el recipiente 1 aumenta, por lo tanto, tan pronto como se rompe la igualdad entre la presión atmosférica en el recipiente 1 y la presión del aire en el recipiente 3, el agua ingresa al recipiente 3 a través de la válvula 5, enfría y comprime el aire en el recipiente 3, y el proceso se repite. Así, en esta invención, la energía de los rayos del sol se convierte en movimiento del agua. La fuente funciona todos los días, sin mecanismos visibles y
tuberías de suministro.

La ventaja es que no es necesario reorganizar ni voltear los recipientes. La fuente funciona todos los días sin mecanismos visibles ni tuberías de suministro, y en cualquier lugar donde incidan los rayos del sol.

A través del recipiente de vidrio 1 lleno de agua, es difícil ver el interior del recipiente y se crea el efecto de una máquina en movimiento perpetuo, que ningún científico podría repetir durante 2000 años.

Objetivos:
desarrollando

educativo

nivel intelectual

sonido de fuente
Dicen que hay tres cosas que puedes mirar sin cesar: fuego, estrellas y agua. La contemplación del agua, ya sea la misteriosa profundidad de una superficie lisa o corrientes transparentes que corren y corren en algún lugar, como si estuvieran vivas, no solo es agradable para el alma y beneficiosa para la salud. Hay algo primordial en esto, por eso la gente siempre lucha por conseguir agua. No en vano, los niños pueden jugar durante horas incluso en un charco de lluvia normal. ¿Por qué las fuentes son tan atractivas? ¿Tan mágicamente cautivador? ¿Quizás porque en el susurro, susurro y ruido de sus corrientes se puede escuchar la risa de una sirena, el grito severo de un rey del agua o el chapoteo de un pez dorado? O porque el batir de los espumosos arroyos despierta en nosotros la misma alegría y deleite que los manantiales, los arroyos y las cascadas. El aire cerca del depósito es siempre limpio, fresco y fresco. Y no en vano dicen que el agua “limpia”, “lava” no sólo el cuerpo, sino también el alma.
Probablemente todo el mundo se haya dado cuenta de lo más fácil que es respirar cerca del agua, de cómo el cansancio y la irritación desaparecen, de lo tonificante y al mismo tiempo tranquilo que resulta estar cerca del mar, río, lago o estanque. Ya en la antigüedad, la gente pensaba en cómo crear embalses artificiales y estaban especialmente interesados en el misterio del agua corriente.

La palabra fuente es de origen latino-italiano, proviene del latín “fontis”, que se traduce como “fuente”. En sentido, esto significa una corriente de agua que se dispara hacia arriba o sale de una tubería bajo presión. Hay fuentes de agua de origen natural: manantiales que brotan en pequeños arroyos. Son precisamente estas fuentes naturales las que desde la antigüedad han atraído la atención de las personas y les han hecho pensar en cómo utilizar este fenómeno allí donde la gente lo necesita.
Las primeras fuentes aparecieron en la antigua Grecia. Tenían una estructura muy simple y no se parecían en nada a las exuberantes fuentes de nuestro tiempo. Su propósito era puramente práctico. Abastecer de agua a ciudades y pueblos. Poco a poco los griegos empezaron a decorar sus fuentes. Los cubrieron con tejas, construyeron estatuas y lograron chorros altos. Las fuentes se han convertido en un atributo de casi todas las ciudades. Revestidos de mármol, con fondo de mosaico, se combinaban con un reloj de agua, con un órgano de agua o con un teatro de marionetas, donde las figuras se movían bajo la influencia de los chorros. Los historiadores describen fuentes con pájaros mecánicos que cantaban alegremente y se quedaban en silencio cuando de repente aparecía un búho.
Siguiendo a los antiguos griegos, comenzaron a construir fuentes en Roma. La palabra fuente en sí tiene raíces romanas. Los romanos mejoraron significativamente el diseño de las fuentes. Para las fuentes, los romanos fabricaban pipas de arcilla cocida o plomo. Durante el apogeo de Roma, la fuente se convirtió en un atributo obligatorio de todas las casas ricas. El fondo y las paredes de las fuentes estaban decorados con azulejos. Chorros de agua salían de la boca de hermosos peces o animales exóticos.
El desarrollo de las fuentes se vio facilitado por la invención por parte de los antiguos mecánicos griegos de la ley de los vasos comunicantes, mediante la cual los patricios disponían fuentes en los patios de sus casas. Las fuentes decorativas de la antigüedad pueden considerarse fácilmente el prototipo de las fuentes modernas.
Después de la caída del mundo antiguo, la fuente vuelve a convertirse en sólo una fuente de agua. El renacimiento de las fuentes como arte comenzó sólo durante el Renacimiento. Las fuentes pasan a formar parte conjunto arquitectónico, su elemento clave.
Las más famosas son las fuentes de Versalles en Francia y Peterhof en Rusia.
Las fuentes modernas son hermosas no solo durante el día, cuando brillan y brillan bajo el sol, sino también por la noche, cuando se convierten en coloridos y musicales fuegos artificiales de agua. Las lámparas invisibles sumergidas en el agua hacen que sus corrientes sean de un suave color lila, de un naranja brillante, casi ardiente, o de un azul cielo. Chorros multicolores golpean y emiten sonidos que se funden en una melodía...
F. I. Tyutchev.
FUENTE

Parece una nube viviente
La fuente brillante se arremolina;
Cómo arde, cómo se fragmenta
Hay humo húmedo al sol.
Alzando su rayo hacia el cielo,
Tocó las preciadas alturas.
Y otra vez con polvo color fuego
Condenado a caer al suelo.

Sobre el cañón de agua del pensamiento mortal,
¡Oh cañón de agua inagotable!

Que ley tan incomprensible
¿Te urge, te molesta?
¡Con qué avidez luchas por alcanzar el cielo!
Pero la mano es invisible y fatal.
Tu rayo es persistente, refractante,
Lanza salpicaduras desde una altura.

Veamos el diagrama de diseño de la fuente. El diseño de la fuente se basa en el principio de los vasos comunicantes que conocemos gracias a la física. El agua se recoge en un recipiente situado encima del lavabo de la fuente. En este caso, la presión del agua a la salida de la fuente será igual a la diferencia de alturas del agua H1. En consecuencia, cuanto mayor sea la diferencia entre estas alturas, más fuerte será la presión y más alto llegará el chorro de la fuente. El diámetro de la salida de la fuente también influye en la altura del chorro de la fuente. Cuanto más pequeña es, más alto se dispara la fuente.

Experimente con tubo y embudo.
PREGUNTAS para niños (tareas)
Tarea 1. Histórico. Los habitantes de la Roma moderna todavía utilizan los restos del sistema de suministro de agua construido por sus antepasados. Pero el sistema romano de abastecimiento de agua no estaba construido en el suelo, sino encima, sobre altos pilares de piedra. Los ingenieros temían que en los depósitos conectados por una tubería (o canalón) muy larga, el agua no se asentara al mismo nivel y que, siguiendo las pendientes del suelo, en algunas zonas el agua no fluyera hacia arriba. Por lo tanto, generalmente le daban al suministro de agua una pendiente uniforme hacia abajo a lo largo de todo el camino (para esto a menudo era necesario realizar un desvío de agua o erigir soportes altos y fuertes). Una de las tuberías romanas tiene 100 km de largo, mientras que la distancia directa entre sus extremos es la mitad.
? ¿Tenían razón los ingenieros de la Antigua Roma? Si no, ¿cuál fue su error?
Tarea 2. Construcción. Tienes a tu disposición una regla y vasos comunicantes llenos de líquido.
? ¿Cómo puedes usarlos para dibujar una línea estrictamente horizontal en el tablero? Demuéstralo. Piense en dónde, en la práctica, podría encontrarse con un problema de este tipo.

Experiencia "Fuente en el aire"

Fuente de Garza

Uno de los dispositivos descritos por el antiguo científico griego Herón de Alejandría fue fuente magica Gerona. El principal milagro de esta fuente fue que el agua de la fuente fluía por sí sola, sin el uso de ninguna fuente de agua externa. El principio de funcionamiento de la fuente se ve claramente en la figura. Echemos un vistazo más de cerca a cómo funcionaba la fuente de Heron.
La fuente de Heron consta de un cuenco abierto y dos recipientes sellados ubicados debajo del cuenco. Un tubo completamente sellado va desde el recipiente superior hasta el recipiente inferior. Si viertes agua en el recipiente superior, el agua comienza a fluir a través del tubo hacia el recipiente inferior, desplazando el aire de allí. Dado que el recipiente inferior está completamente sellado, el aire expulsado por el agua a través del tubo sellado transfiere la presión del aire al recipiente del medio. La presión del aire en el recipiente del medio comienza a expulsar el agua y la fuente comienza a funcionar. Si, para comenzar a trabajar, fue necesario verter agua en el recipiente superior, entonces para el funcionamiento posterior de la fuente, ya se utilizó el agua que cayó al recipiente desde el recipiente del medio. Como puede ver, el diseño de la fuente es muy simple, pero esto es sólo a primera vista.
La subida del agua al cuenco superior se realiza gracias a la presión del agua de altura H1, mientras que la fuente eleva el agua a una altura mucho mayor H2, lo que a primera vista parece imposible. Después de todo, esto debería requerir mucha más presión. La fuente no debería funcionar. Pero el conocimiento de los antiguos griegos resultó ser tan alto que descubrieron cómo transferir la presión del agua del recipiente inferior al del medio, no con agua, sino con aire. Dado que el peso del aire es significativamente menor que el peso del agua, la pérdida de presión en esta zona es muy insignificante y la fuente sale disparada del recipiente a una altura de H3. La altura del chorro de la fuente H3, sin tener en cuenta las pérdidas de presión en los tubos, será igual a la altura de presión del agua H1.

Así, para que el agua de la fuente fluya lo más alto posible, es necesario hacer que la estructura de la fuente sea lo más alta posible, aumentando así la distancia H1. Además, es necesario elevar el recipiente del medio lo más alto posible. En cuanto a la ley de la física sobre la conservación de la energía, se cumple plenamente. El agua del recipiente del medio fluye por gravedad hacia el recipiente inferior. El hecho de que atraviese el cuenco superior y al mismo tiempo brote allí como una fuente, no contradice en modo alguno la ley de conservación de la energía. Como comprenderá, el tiempo de funcionamiento de este tipo de fuentes no es infinito; con el tiempo, toda el agua del recipiente del medio irá al inferior y la fuente dejará de funcionar. Usando el ejemplo de la construcción de la fuente de Heron, vemos cuán alto era el conocimiento de los científicos de la antigua Grecia.

No muy lejos de San Petersburgo se encuentra Peterhof, un conjunto de parques, palacios y fuentes. En el obelisco de mármol que se encuentra cerca de la valla del Jardín Superior de Peterhof, están grabados los números: 29. Ésta es la distancia en kilómetros desde San Petersburgo hasta la brillante residencia de campo de los emperadores rusos, y ahora la mundialmente famosa “capital de fuentes” - Peterhof. Se trata del único conjunto del mundo cuyas fuentes funcionan sin bombas ni complejas estructuras de presión de agua. Aquí se utiliza el principio de los vasos comunicantes: la diferencia de niveles en los que se encuentran las fuentes y los estanques de almacenamiento. Al acercarse a Peterhof desde el mar se abre un panorama majestuoso: el más punto álgido Ocupa el Gran Palacio y se eleva al borde de una terraza natural de 16 metros. En su ladera, la Gran Cascada brilla con el oro de las esculturas y la plata de los surtidores. Delante de la cascada y en el centro del cubo de agua se eleva el potente chorro de la fuente Sansón, y luego el agua corre hacia la bahía a lo largo del Canal del Mar, recto y en forma de flecha, que es el eje de planificación norte-sur. . El canal es uno de edificios más antiguos Peterhof, ya indicado en los primeros planos esbozados por el propio Pedro I. El canal divide el Parque Inferior, cuya superficie es de 102 hectáreas, en dos partes, convencionalmente llamadas “occidental” y “oriental”.
En el este se encuentran el Palacio Monplaisir, la cascada "Montaña de Ajedrez" y las fuentes "romanas", las fuentes "Pirámide" y "Sol", y las fuentes de petardos. En la parte occidental se encuentran el pabellón del Hermitage y el Palacio Marly, la cascada de la Montaña Dorada, las fuentes Menager y las Cloches. No es casualidad que Peter eligiera este lugar para la construcción de Peterhof. Mientras exploraba la zona, descubrió varios embalses alimentados por manantiales que brotaban del suelo. Durante el verano de 1721, se construyeron esclusas y un canal a través del cual el agua de los embalses de Ropshinsky Heights fluía por gravedad hasta las piscinas de almacenamiento del Jardín Superior, y aquí solo se podían instalar chorros de fuente de pequeña altura. El Parque Inferior, situado al pie de la terraza, es un asunto diferente. El agua desde una altura de 16 metros a través de tuberías desde las piscinas del Jardín Superior, siguiendo el principio de vasos comunicantes, se precipita con fuerza hacia abajo y se eleva en muchos chorros altos en las fuentes del parque. En total, hay 4 cascadas y 191 fuentes (incluidos cañones de agua en cascada) en Lower Park y Upper Garden.
Los principios del suministro de agua descubiertos por Pedro I siguen vigentes hoy en día, lo que demuestra el talento del fundador de Peterhof.
Durante la Gran Guerra Patria, los invasores fascistas destruyeron por completo el sistema de fuentes de Petrodvorets. Quitaron y se llevaron esculturas, incluida la famosa escultura "Sansón", que fue cortada en pedazos y también enviada a Alemania, cortaron tuberías de plomo en muchos lugares, quitaron láminas de plomo de los umbrales de la Gran Cascada, quitaron boquillas y también Como todos los accesorios metálicos de colores. Afortunadamente, una parte importante de las esculturas y otras obras de arte fueron evacuadas a tiempo.
El ejército soviético, que liberó Petrodvorets, sólo encontró ruinas allí; el sistema de fuentes quedó destruido en un 80 por ciento. Actualmente, como resultado de un extenso trabajo de restauración, se han restaurado las fuentes principales de Petrodvorets.

Modelo de fuente

Las fuentes han atraído durante mucho tiempo a artistas y poetas. Se han escrito muchos poemas sobre estas mágicas corrientes de agua. Uno de los poemas famosos es el poema de A.S. Pushkin “Fuente Bakhchisarai” (extracto)
¡Fuente de amor, fuente viva!
Te traje dos rosas de regalo.
Amo tu conversación silenciosa
Y lágrimas poéticas.

Tu polvo de plata
Me rocía con rocío frío:
¡Oh, vierte, vierte, la llave alegre!
Murmura, tararea tu historia para mí...

Nuestros hijos también fueron invitados a probarse a sí mismos como poetas. Escuchemos qué resultó de esto.

poemas de chicos

“Las fuentes de diamantes vuelan con un ruido alegre hacia las nubes...”: así habló Alexander Sergeevich Pushkin de manera poética y figurada sobre las fuentes del antiguo San Petersburgo. Sintió alegría y aspiración a alturas trascendentales en el discurso mágico de los chorros de la fuente. No es sorprendente que en el alma de una persona nazcan muchas asociaciones diferentes cuando de repente un arco iris multicolor destella en el velo vivo de una fuente. En los últimos años, una tras otra, comenzaron a aparecer más y más fuentes en las ciudades, y comenzaron a utilizar las capacidades de las fuentes para organizar maravillosos espectáculos de fuentes. Naturalmente, las fuentes utilizadas en eventos tienen importantes
etc.................

Garza de Alejandría Autor de obras en las que esbozó sistemáticamente los fundamentos de los logros del mundo antiguo en el campo de la mecánica aplicada. En Neumática, Heron describió varios mecanismos accionados por aire o vapor calentado o comprimido: los llamados. aeolipile, es decir, una bola que gira bajo la influencia del vapor, un abridor automático de puertas, una bomba contra incendios, varios sifones, un órgano de agua, un teatro mecánico de marionetas, etc. En “Mecánica”, Heron describió 5 máquinas simples: palanca, puerta, cuña , atornillar y bloquear. Heron también conocía el paralelogramo de fuerzas.

Creó una máquina expendedora de agua “sagrada”, que fue el prototipo de nuestras máquinas expendedoras de líquidos.

La Fuente de las Garzas consta de tres vasos, colocados uno encima del otro y comunicados entre sí. Los dos recipientes inferiores están cerrados y el superior tiene forma de cuenco abierto en el que se vierte agua. También se vierte agua en el recipiente del medio, que luego se cierra. A través de un tubo que va desde el fondo del recipiente casi hasta el fondo del recipiente inferior, el agua fluye desde el recipiente y, al comprimir el aire allí, aumenta su elasticidad. El recipiente inferior está conectado al del medio a través de un tubo a través del cual se transmite la presión del aire al recipiente del medio. Al ejercer presión sobre el agua, el aire la obliga a subir desde el recipiente del medio a través del tubo hasta el recipiente superior, donde emerge una fuente del extremo de este tubo, elevándose por encima de la superficie del agua. El agua de la fuente que cae en el recipiente fluye desde él a través de un tubo hacia el recipiente inferior, donde el nivel del agua aumenta gradualmente y el nivel del agua en el recipiente del medio disminuye. Pronto la fuente deja de funcionar. Para empezar de nuevo, sólo necesitas intercambiar los vasos inferiores y medios. Los maravillosos inventos de Heron. Fuente de Garza.

El método de iluminación más común en tiempos antiguos La iluminación se hacía mediante lámparas de aceite, en las que ardía una mecha empapada en aceite. La mecha era un trozo de trapo y se quemó bastante rápido, al igual que el aceite. Una de las principales desventajas de este tipo de lámparas era la necesidad de garantizar que siempre hubiera suficiente mecha sobre la superficie del aceite, cuyo nivel disminuía constantemente. Si con una lámpara era fácil seguirla, entonces con varias lámparas ya era necesario un sirviente que caminara regularmente por la habitación y ajustara las mechas de las lámparas. Heron inventó una lámpara de aceite automática. Lámpara de aceite de garza.

Gabinete autopropulsado. Por primera vez en la historia, Heron desarrolló un mecanismo autopropulsado. El mecanismo era un mueble de madera montado sobre cuatro ruedas. El interior del armario estaba escondido detrás de las puertas. El secreto del movimiento era simple: una placa suspendida se bajaba lentamente dentro del gabinete, poniendo en movimiento toda la estructura con la ayuda de cuerdas y ejes. Se utilizó un suministro de arena como regulador de velocidad, que se vertió gradualmente desde la parte superior del gabinete hasta el fondo. La velocidad de descenso de la losa estaba regulada por la velocidad de vertido de arena, que dependía de qué tan abiertas se abrían las puertas que separaban la parte superior del gabinete de la inferior.

Teatro automático. La mayoría de los dibujos de las muñecas mecánicas de Heron no han sobrevivido, pero varias fuentes contienen descripciones de ellos. Se sabe que Heron creó una especie de teatro de marionetas que se movía sobre ruedas ocultas al público y era una pequeña estructura arquitectónica: cuatro columnas con una base y un arquitrabe comunes. Los títeres sobre su escenario, impulsados por un complejo sistema de cuerdas y engranajes, también ocultos a la vista del público, recreaban la ceremonia de la fiesta en honor a Dioniso. Tan pronto como un teatro de este tipo entró en la plaza de la ciudad, se encendió un fuego en su escenario sobre la figura de Dioniso, se vertió vino de un cuenco sobre la pantera que yacía a los pies de la deidad y el séquito comenzó a bailar al son de la música. Entonces cesaron la música y el baile, Dioniso se volvió en la otra dirección, se encendió una llama en el segundo altar y toda la acción se repitió de nuevo. Después de tal actuación, las muñecas se detuvieron y la actuación terminó. Esta acción invariablemente despertó el interés de todos los vecinos, independientemente de su edad. Pero las representaciones callejeras de otro teatro de marionetas, Heron, no tuvieron menos éxito. Este teatro (pinaka) era de tamaño muy pequeño, se podía trasladar fácilmente de un lugar a otro, era una pequeña columna, en lo alto de la cual se escondía detrás de las puertas un modelo de escenario de teatro. Abrieron y cerraron cinco veces, dividiendo en actos el drama del triste regreso de los vencedores de Troya. El diminuto escenario mostraba con excepcional habilidad cómo los guerreros construían y lanzaban barcos, navegó sobre ellos a través del mar tormentoso y pereció en el abismo bajo el relámpago y el trueno. Para simular un trueno, Heron creó un dispositivo especial en el que las bolas salían de una caja y golpeaban un tablero.

Bomba de garza Bomba de garza. La bomba constaba de dos cilindros de pistón comunicados equipados con válvulas de las que se desplazaba el agua alternativamente. La bomba era impulsada por la fuerza muscular de dos personas, que se turnaban para presionar los brazos de la palanca. Se sabe que los romanos utilizaron posteriormente bombas de este tipo para extinguir incendios y se distinguían por alta calidad Fabricación y montaje increíblemente preciso de todas las piezas. Hasta el descubrimiento de la electricidad, bombas similares se utilizaban a menudo tanto para extinguir incendios como en la marina para bombear agua desde las bodegas en caso de accidente. Como vemos, Heron desarrolló tres inventos muy interesantes: la eolipila, la bomba de pistón y la caldera. Combinándolos fue posible conseguir una máquina de vapor. Tal tarea probablemente estaba dentro del poder, si no del propio Herón, al menos de sus seguidores. La gente ya sabía cómo crear contenedores sellados y, como se puede ver en el ejemplo de la bomba de pistón, lograron un éxito significativo en la fabricación de mecanismos que requerían una fabricación de alta precisión. Una máquina de vapor, por supuesto, no es un motor a reacción, para cuya creación claramente faltaba el conocimiento de los científicos antiguos, pero también aceleraría significativamente el desarrollo de la humanidad.

“Dependencia de la altura del chorro de la fuente de parámetros físicos”

Chernogorsk - 2014

MBOU "Liceo"

Introducción

Propósito del estudio

Hipótesis

Investigar objetivos

Métodos de búsqueda

I. parte teorica

1. Historia de la creación de fuentes.

2. Fuentes en Jakasia

3. La historia de la aparición de la fuente en San Petersburgo.

4. La presión como motor del funcionamiento de las fuentes:

4.1 Fuerzas de presión del fluido

4.2 Presión

4.3 Principio de funcionamiento de los vasos comunicantes

4.4 Diseño técnico de fuentes.

II. Parte practica

1.Efecto de varios modelos de fuentes.

1.1 Fuente en el vacío.

1.2 Fuente de Garza.

2. Modelo de fuente

III. Conclusión

IV. Bibliografía

v. Solicitud

INTRODUCCIÓN

Las fuentes son una decoración indispensable de un parque clásico y regular. A.S. Pushkin habló bien de su belleza:

Las fuentes de diamantes vuelan

Con un ruido alegre a las nubes,

Los ídolos brillan debajo de ellos...

Chocando contra barreras de mármol,

Una perla, un arco de fuego

Las cascadas caen y salpican.

A menudo admiramos la belleza de las fuentes de nuestra capital, Abakán. Cada nueva fuente. Esto es nuevo cuento de hadas, un nuevo rincón fabuloso donde los citadinos se esfuerzan. Mi abuelo y yo observamos durante mucho tiempo cómo se construía la fuente en nuestro parque. Le pregunté a mi abuelo si era posible hacer una fuente en casa. Hay un problema. Juntos comenzamos a pensar en cómo solucionar este problema. Cuando nos iniciamos en el liceo, vi por primera vez una fuente en condiciones de laboratorio.

Realmente pensé en cómo y por qué funciona la fuente. Le pedí a mi profesor de física que me ayudara a resolver esto. Decidimos responder a esta pregunta y realizar un estudio.

El tema que he elegido es interesante y relevante en la actualidad..Dado que las fuentes son uno de los elementos principales del diseño paisajístico de un área de parque, una fuente de agua en el caluroso verano, cada rincón de la ciudad se vuelve más hermoso y acogedor con la ayuda de una fuente.

PROPÓSITO DEL ESTUDIO: Descubra cómo y por qué funciona la fuente y de qué parámetros físicos depende la altura del chorro en la fuente.

HIPÓTISIS: Supongo que se puede crear una fuente basándose en las propiedades de los vasos comunicantes y que la altura del chorro en la fuente depende de la posición relativa de estos vasos comunicantes.

INVESTIGAR OBJETIVOS:

Amplíe sus conocimientos sobre el tema "Vasos comunicantes".

Utilice los conocimientos adquiridos para completar tareas creativas.

MÉTODOS DE BÚSQUEDA:

Teórico – estudio de fuentes primarias.

Laboratorio: realización de un experimento.

Analítico – análisis de los resultados obtenidos.

La síntesis es una generalización de los materiales teóricos y los resultados obtenidos. Creando un modelo.

1. HISTORIA DE CREACIÓN DE FUENTES

Dicen que hay tres cosas que puedes mirar sin cesar: fuego, agua y estrellas. La contemplación del agua, ya sea la misteriosa profundidad de una superficie lisa o corrientes transparentes que corren y corren en algún lugar, como si estuvieran vivas, no solo es agradable para el alma y beneficiosa para la salud. Hay algo primordial en esto, por eso la gente siempre lucha por conseguir agua. No en vano, los niños pueden jugar durante horas incluso en un charco de lluvia normal. El aire cerca del depósito es siempre limpio, fresco y fresco. Y no en vano dicen que el agua “limpia”, “lava” no sólo el cuerpo, sino también el alma.

Probablemente todo el mundo se haya dado cuenta de lo más fácil que es respirar cerca del agua, de cómo el cansancio y la irritación desaparecen, de lo tonificante y al mismo tiempo tranquilo que resulta estar cerca del mar, río, lago o estanque. Ya en la antigüedad, la gente pensaba en cómo crear embalses artificiales y estaban especialmente interesados en el misterio del agua corriente.

Se quedó en silencio cuando de repente apareció una lechuza. Mayor desarrollo

La construcción de fuentes se inició en la antigua Roma. Aquí aparecieron las primeras pipas baratas: estaban hechas de plomo, del que quedaba mucho después del procesamiento del mineral de plata. En el siglo I d.C., en Roma, gracias a la adicción de la población a las fuentes, se consumían 1.300 litros de agua diarios por habitante. A partir de entonces, todo romano adinerado tuvo en su casa un pequeño patio y una piscina, y siempre hubo una pequeña fuente en el centro del paisaje. Esta fuente desempeñó el papel de fuente. agua potable y una fuente de frescor en los días calurosos. El desarrollo de las fuentes se vio facilitado por la invención por parte de los antiguos mecánicos griegos de la ley de los vasos comunicantes, mediante la cual los patricios disponían fuentes en los patios de sus casas. Las fuentes decorativas de la antigüedad pueden considerarse fácilmente el prototipo de las fuentes modernas. Posteriormente, las fuentes pasaron de ser una fuente de agua potable y frescor a un adorno decorativo de majestuosos conjuntos arquitectónicos. Si en la Edad Media las fuentes servían sólo como fuente de suministro de agua, con el comienzo del Renacimiento las fuentes se convirtieron en parte de un conjunto arquitectónico, o incluso en su elemento clave.(Ver apéndice 1)

2. Fuentes en Jakasia

En la capital de Khakassian, en la ciudad de Abakan, se construyó una fuente única en un pequeño embalse del parque. El caso es que la fuente está flotando. Consta de bomba, flotador, luz y boquilla fuente. La nueva fuente es interesante porque es fácil de instalar y desmontar y se puede instalar absolutamente en cualquier lugar del depósito. La altura del jet es de tres metros y medio. característica interesante Los diseños de fuentes son la presencia de diferentes patrones de agua. Esta fuente funciona las 24 horas durante el verano (ver Apéndice 2).

La construcción de la fuente se completó cerca de la administración de la ciudad de Abakán.

El agua no sube aquí, pero

desciende a lo largo de estructuras cúbicas hasta macetas con agua

plantas. El cuenco de la fuente está revestido con losa natural. El proyecto fue desarrollado por los arquitectos de Abakan. Las estructuras cúbicas están estilizadas para parecerse a la arquitectura del edificio del departamento de planificación urbana (ver apéndice 3).

3. La historia de la aparición de la fuente en San Petersburgo.

La ubicación de las ciudades a lo largo de las orillas de los ríos, la abundancia de cuencas de agua naturales, los altos niveles de agua subterránea y el terreno llano, todo esto no contribuyó a la construcción de fuentes en Rusia en la Edad Media. Había mucha agua y era fácil de conseguir. Las primeras fuentes están asociadas con el nombre de Pedro I.

En 1713, el arquitecto Lebdon propuso construir fuentes en Peterhof y suministrarles "aguas para jugar, porque los parques son extremadamente aburridos".

parecer." El conjunto de parques, palacios y fuentes de Peterhof apareció en el primer cuarto del siglo XVIII. como una especie de monumento triunfal en honor a la finalización exitosa de la lucha de Rusia por el acceso a mar Báltico(144 fuentes, 3 cascadas). El inicio de la construcción se remonta al año 171.

El maestro francés propuso “construir estructuras de toma de agua, como en Versalles, sacando agua de Golfo de Finlandia. Esto, por un lado, requeriría la construcción de estructuras de bombeo y, por otro, otras más caras que las destinadas al uso de agua dulce. Por eso, en 1720, el propio Pedro I emprendió una expedición a los alrededores y, a 20 km de Peterhof, en las llamadas alturas de Ropshinsky, descubrió grandes reservas de manantiales y agua subterránea. La construcción de la tubería de agua fue confiada al primer ingeniero hidráulico ruso, Vasily Tuvolkov.

El principio de funcionamiento de las fuentes Peterhof es simple: el agua fluye por gravedad hacia las boquillas de los depósitos. Aquí se utiliza la ley de los vasos comunicantes: los estanques (embalses) están ubicados significativamente por encima del territorio del parque. Por ejemplo, el estanque Rozovopavilionny, donde se origina el conducto de agua Samsonovsky, se encuentra a una altitud de 22 m sobre el nivel de la bahía. Las 5 fuentes del Jardín Superior sirven como depósito de agua para la Gran Cascada.

Ahora unas palabras sobre la fuente Sansón, la principal entre todas las fuentes de Peterhof en términos de altura y potencia del chorro. El monumento fue erigido en el año 173 en honor al 25 aniversario de la Batalla de Poltava, que decidió el resultado de la Guerra del Norte a favor de Rusia. Representa al héroe bíblico Sansón (la batalla tuvo lugar el 28 de junio de 1709, el día de San Sansón, considerado el patrón celestial del ejército ruso), desgarrando las fauces de un león (el emblema nacional de Suecia incluye una imagen de un león). El creador de la fuente es K. Rastrelli. El trabajo de la fuente se destaca por un efecto interesante; cuando se encienden las fuentes de Peterhof, aparece agua en la boca abierta del león, y el chorro se hace cada vez más alto, y cuando llega al límite, demostrando simbólicamente el resultado de la pelea, las fuentes comienzan a fluir.

"Tritones" en la Terraza Superior de la Cascada ("Sirenas y Náyades"). Desde las conchas hasta

quien trompeta deidades del mar, los chorros de la fuente estallan en amplios arcos: los señores del agua pregonan la gloria del héroe.

En 1739 Para la emperatriz Anna Ioannovna, según los dibujos del canciller A.D. Tatishchev, cerca de la Casa de Hielo se hizo una especie de fuente: una figura de tamaño natural de un elefante, de cuya trompa salía un chorro de agua de 17 metros de altura (el agua era abastecido por una bomba), y el aceite encendido se tiraba por la noche. Antes de entrar en la casa de hielo, dos delfines también arrojaron chorros de aceite.

En la mayoría de los casos, se utilizaron bombas para crear fuentes en Peterhof. Así, por primera vez en Rusia se utilizó una bomba atmosférica de vapor para este fin. Fue construido por orden de Pedro I en 1717-1718. e instalado en una de las salas de la gruta del Jardín de Verano para subir agua a las fuentes.

Las fuentes de San Petersburgo funcionan diariamente durante cinco meses (desde el 9 de mayo hasta finales de octubre) (el consumo de agua cada 10 horas es de 100.000 m3).

El día de San Sansón, que derrotó al león, coincidió con la derrota de los suecos cerca de Poltava el 27 de junio de 1709. “El Sansón ruso destrozó gloriosamente al león rugiente de Austria”, dijeron sus contemporáneos sobre él. Sansón se refería a Pedro I y el león a Suecia, cuyo escudo de armas representa a esta bestia.

La Gran Cascada consta de 64 fuentes, 255 esculturas, bajorrelieves, mascarones y otros detalles arquitectónicos decorativos en Peterhof, lo que hace de esta estructura de fuente una de las más grandes del mundo.

El Jardín Superior se extiende frente al palacio como una lujosa alfombra. Su planificación inicial se llevó a cabo en 1714-1724. arquitectos Braunstein y Leblon. Hay cinco fuentes en el Jardín Superior: 2 fuentes Square Ponds, Oak, Mezheumny y Neptune. (Ver apéndice 4)

La presión como motor de las fuentes

4.1 Fuerzas de presión del fluido.

La experiencia cotidiana nos enseña que los líquidos actúan con fuerzas conocidas sobre la superficie de los cuerpos sólidos en contacto con ellos. A estas fuerzas las llamamos fuerzas de presión de fluidos.

Cuando tapamos con el dedo la abertura de un grifo de agua abierto, sentimos la fuerza del líquido presionando sobre nuestro dedo. Dolor en los oídos, que experimenta un nadador que se sumerge a grandes profundidades, es causado por la fuerza de la presión del agua sobre el tímpano. Los termómetros para medir la temperatura en las profundidades del mar deben ser muy duraderos para que la presión del agua no los aplaste.

Debido a las enormes fuerzas de presión a grandes profundidades, el casco de un submarino debe tener una resistencia mucho mayor que el casco de un barco de superficie. Las fuerzas de presión del agua en el fondo del barco sostienen el barco en la superficie, equilibrando la fuerza de gravedad que actúa sobre él. Las fuerzas de presión actúan sobre el fondo y las paredes de los recipientes llenos de líquido: al verter mercurio en un globo de goma, vemos que el fondo y las paredes se doblan hacia afuera. (Ver apéndice 5.6)

Finalmente, las fuerzas de presión actúan desde unas partes del líquido sobre otras. Esto significa que si eliminamos cualquier parte del líquido, para mantener el equilibrio de la parte restante sería necesario aplicar ciertas fuerzas a la superficie resultante. Las fuerzas necesarias para mantener el equilibrio son iguales a las fuerzas de presión con las que la parte extraída del líquido actúa sobre la parte restante.

Las fuerzas de presión sobre las paredes de un recipiente que contiene un líquido, o sobre la superficie de un cuerpo sólido sumergido en un líquido, no se aplican en ningún punto específico de la superficie. Se distribuyen por toda la superficie de contacto entre un sólido y un líquido. Por tanto, la fuerza de presión sobre una determinada superficie depende no sólo del grado de compresión del líquido en contacto con ella, sino también del tamaño de esta superficie.

Para caracterizar la distribución de las fuerzas de presión independientemente del tamaño de la superficie sobre la que actúan, se introduce el concepto presión.

La presión sobre un área de superficie es la relación entre la fuerza de presión que actúa sobre esta área y el área del área. Evidentemente, la presión es numéricamente igual a la fuerza de presión ejercida sobre una superficie cuya área es igual a uno.

Denotaremos presión con la letra p. Si la fuerza de presión sobre un área determinada es igual a F y el área del área es igual a S, entonces la presión se expresará mediante la fórmula

pag = F/S.

Si las fuerzas de presión se distribuyen uniformemente sobre una determinada superficie, entonces la presión es la misma en todos los puntos. Ésta es, por ejemplo, la presión sobre la superficie de un pistón que comprime líquido.

Sin embargo, a menudo hay casos en los que las fuerzas de presión se distribuyen de manera desigual sobre la superficie. Esto significa que diferentes fuerzas actúan sobre las mismas áreas en diferentes lugares de la superficie. (Ver apéndice 7)

Echemos agua en un recipiente con agujeros idénticos en la pared lateral. Veremos que la corriente inferior fluye a mayor distancia y la superior a menor distancia.

Esto significa que hay más presión en el fondo del recipiente que en la parte superior.

4.3 El principio de funcionamiento de los vasos comunicantes.

Los recipientes que tienen una conexión o un fondo común entre sí se suelen denominar comunicantes.

Tomemos una serie de recipientes de diversas formas, conectados en el fondo por un tubo.

Fig.5. En todos los vasos comunicantes el agua está al mismo nivel.

Si vierte líquido en uno de ellos, el líquido fluirá a través de los tubos hacia los vasos restantes y se asentará en todos los vasos al mismo nivel (Fig. 5).

La explicación es la siguiente. La presión sobre las superficies libres del líquido en los recipientes es la misma; es igual a la presión atmosférica.

Así, todas las superficies libres pertenecen a la misma superficie nivelada y por tanto deben estar en el mismo plano horizontal. (Ver apéndice 8, 9)

La tetera y su pico son vasos comunicantes: el agua en ellos está al mismo nivel. Esto significa que el pico de la tetera debe alcanzar la misma altura que el borde superior del recipiente; de lo contrario, la tetera no se podrá llenar hasta arriba. Cuando inclinamos la tetera, el nivel del agua sigue siendo el mismo, pero el pico baja; cuando alcance el nivel del agua, el agua comenzará a salir.

Si el líquido en los vasos comunicantes está en diferentes niveles (esto se puede lograr colocando una partición o abrazadera entre los vasos comunicantes y agregando líquido a uno de los vasos), se crea la llamada presión del líquido.

La presión es la presión producida por el peso de una columna de líquido con una altura igual a la diferencia de nivel. Bajo la influencia de esta presión, el líquido, si se retira la abrazadera o tabique, fluirá hacia el recipiente donde su nivel es menor hasta que los niveles se igualen.

Se obtiene un resultado completamente diferente si se vierten líquidos heterogéneos en diferentes tramos de vasos comunicantes, es decir, sus densidades son diferentes, por ejemplo, agua y mercurio. La columna inferior de mercurio equilibra la columna superior de agua. Considerando que la condición de equilibrio es la igualdad de presiones a izquierda y derecha, encontramos que la altura de las columnas de líquido en los vasos comunicantes es inversamente proporcional a sus densidades.

En la vida se encuentran con bastante frecuencia: varias cafeteras, regaderas, vasos medidores de agua en calderas de vapor, compuertas, tuberías de agua, una tubería doblada con un codo: todos estos son ejemplos de vasos comunicantes.

El principio de funcionamiento de los vasos comunicantes subyace al funcionamiento de las fuentes.

Hoy en día, pocas personas piensan en cómo funcionan las fuentes. Estamos tan acostumbrados a ellos que cuando pasamos, simplemente los miramos con indiferencia.

Y realmente, ¿qué tiene de especial aquí? Chorros plateados de agua, bajo presión, se elevan alto y se dispersan en miles de salpicaduras de cristal. Pero en realidad no todo es tan sencillo. Las fuentes pueden ser de chorro de agua, en cascada o mecánicas. Las fuentes son petardos (por ejemplo, en Peterhof), de diferentes alturas y formas, y cada uno tiene su propio nombre.

Anteriormente, todas las fuentes eran de flujo directo, es decir, funcionaban directamente desde el suministro de agua, pero ahora se utiliza el suministro de agua “en recirculación”, mediante potentes bombas. Las fuentes también fluyen de diferentes maneras: chorros dinámicos (pueden cambiar de altura) y chorros estáticos (chorros al mismo nivel).

Básicamente, las fuentes conservan su carácter histórico.

apariencia, sólo su “relleno” es moderno. Aunque, por supuesto, también se construyeron antes con gran efecto; un ejemplo de ello es la fuente del jardín de Alejandro.

Tiene ya 120 años, pero algunas de las tuberías se han conservado en buen estado. (Ver apéndice 10)

II . La acción de varios modelos de fuentes.

Realicé una investigación sobre el tema "Fuente en el vacío". Para ello tomé dos matraces. Al primero le puse un tapón de goma y lo atravesé con un fino tubo de vidrio. Coloque un tubo de goma en su extremo opuesto. Vertí agua coloreada en el segundo matraz.

Usando una bomba, saqué el aire del primer matraz y le di la vuelta. Bajé el tubo de goma al segundo matraz con agua. Debido a la diferencia de presión, el agua fluyó del segundo matraz al primero.

Descubrí que cuanto menos aire haya en el primer matraz, más fuerte será el chorro del segundo.

Investigué sobre el tema "La fuente de Heron". Para ello, necesitaba hacer un modelo simplificado de la fuente de Heron. Tomé un matraz pequeño y le inserté un gotero. En mi experimento usando este modelo, coloqué el matraz al revés. Cuando abrí el gotero, el agua salió del matraz en un chorro.

Después bajé el matraz un poco más, el agua fluyó mucho más lentamente y el chorro se hizo mucho más pequeño. Después de realizar los cambios pertinentes, descubrí que la altura del chorro en la fuente depende de la posición relativa de los vasos comunicantes.

Dependencia de la altura del chorro en una fuente de la posición relativa de los vasos comunicantes. (Ver apéndice 11)

Dependencia de la altura del chorro en la fuente del diámetro del agujero.

(Ver apéndice 12)

Conclusión: la altura del chorro de la fuente depende de:

Dependiendo de la posición relativa de los vasos comunicantes, cuanto más alto sea el vaso comunicante, mayor será la altura del chorro.

Cuanto menor sea el diámetro del orificio, mayor será la altura del chorro.

Modelo de fuente

Para construir una fuente en una parcela personal, es necesario hacer un modelo de la fuente, descubrir cómo construir una fuente y dónde instalar el depósito para el suministro de agua. El diseño de la fuente lo hice en casa. Habiendo decorado el modelo de fuente en sí,

Usando un gotero, se le colocó un matraz (consulte el Apéndice 13). Si baja el matraz,

entonces el agua fluirá muy lentamente y, si levantas el matraz hasta el segundo estante, el agua fluirá hacia arriba en un gran chorro.

III. Conclusión.

El objetivo de mi trabajo fue ampliar el área de conocimiento personal sobre el tema “Vasos comunicantes” y utilizar los conocimientos adquiridos para completar una tarea creativa. En el transcurso de mi trabajo respondí a la pregunta: cuál es la fuerza impulsora detrás del funcionamiento de las fuentes y pude crear varios modelos operativos de fuentes.

Construí un modelo de la fuente y estudié dispositivo técnico fuentes. Se realizaron experimentos sobre el tema "Vasos comunicantes".

En el futuro, mi abuelo y yo planeamos construir una fuente en nuestra parcela personal, utilizando el conocimiento y los datos que recibimos durante la investigación sobre la estructura técnica de las fuentes.

Conclusión: El agua de la fuente funciona según el principio de la Fuente de Heron.

IV. Bibliografía.

"Enciclopedia física" CEO A. M. Projov.

Moscú. Ed. " enciclopedia soviética» 1988, 705 págs.

“Diccionario enciclopédico de un joven físico” Comp. V. A. Chuyanov - 2.º M.: Pedagogía, 1991 - 336 páginas.

D. A. Kucharians y A. G. Raskin “Jardines y parques” conjuntos palaciegos San Petersburgo y suburbios."
Apéndice 9.

Apéndice 10.

Apéndice 11.

Diámetro del agujero

Altura del tanque

Altura del chorro

0,1 centímetros

50cm

2,5 centímetros

0,1 centímetros

1 metro

3,5 centímetros

0,1 centímetros

130cm

5cm

Apéndice 12.

Diámetro del agujero

Altura del tanque

Altura del chorro

0,1 centímetros

50cm

2,5 centímetros

0,3 centímetros

50cm

2 centímetros

0,5 centímetros

50cm

1,5 centímetros

Apéndice 13.

Apéndice 14.