Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Мая 2012 в 12:42, творческая работа
Цели:
развивающие
развитие творческих способностей учащихся (воображения, наблюдательности, памяти, мышления); развитие способности устанавливать межпредметные связи (физика, история, МХК, география); развитие мелкой моторики при конструировании моделей;
образовательные
повторить основные свойства сообщающихся сосудов; определить причину установки на одном уровне однородной жидкости в сообщающихся сосудах любой формы; указать практическое применение сообщающихся сосудов; разобрать принцип работы фонтана Герона
воспитательные
научиться видеть красоту в окружающем мире; сформировать чувство ответственности за порученную работу; воспитание умения слушать и слышать; повысить общий интеллектуальный уровень; способствовать повышению интереса к физике
Цели:
развивающие
образовательные
воспитательные
План
Звук фонтана
Говорят, есть три вещи, на которые можно смотреть бесконечно – огонь, звезды и вода. Созерцание воды - будь то таинственная глубина ровной глади, или прозрачные струи, приливающиеся и торопящиеся куда-то, как живые - не только приятно для души и благотворно для здоровья. Есть в этом что-то первобытное, отчего человек всегда стремится к воде. Не зря дети могут часами играть даже у обычной дождевой лужи. Отчего фонтаны так тянут к себе? Так волшебно завораживают? Может оттого, что в шуршании, шелесте, шуме их льющихся струй можно услышать смех русалки, строгий окрик водяного царя или всплеск золотой рыбки? Или оттого, что бьющиеся пенные струи пробуждают в нас те же радость и восторг, что и родники, ручьи и водопады. Воздух у водоема всегда чист, свеж и прохладен. Да и не зря говорят, что вода – «очищает», «омывает», не только тело, но и душу.
Наверное, каждый замечал, насколько легче дышать возле воды, как исчезают усталость и раздражение, как бодрит и одновременно умиротворяет нахождение вблизи моря, речки, озера или пруда. Уже в древности люди задумывались о том, как создать искусственные водоемы, особенно интересовала их загадка бегущей воды.
Слово фонтан – латино-итальянского происхождения, происходит оно от латинского «фонтис», что переводится «источник». По смыслу это означает струю воды, бьющую вверх или под напором вытекающую из трубы. Есть водные фонтаны природного происхождения – фонтанирующие небольшими струями родники. Именно такие природные источники привлекали внимание человека с древнейших времён и заставляли задуматься, как использовать это явление там, где это необходимо людям.
Первые фонтаны появились
в древней Греции. Они имели
очень простое устройство, и совсем
не были похожи на пышные фонтаны современности.
Назначение их было сугубо практичным.
Снабжать города и поселки водой.
Постепенно греки начинали украшать
свои фонтаны. Обкладывали их плиткой,
строили статуи, добивались высоких
струй. Фонтаны стали атрибутом
почти каждого города. Выложенные
мрамором, с мозаичным дном, они
совмещались то с водяными часами,
то с водяным органом, то с кукольным
театром, где фигурки двигались
под воздействием струй. Историки описывают
фонтаны с механическими
Вслед за древними Греками,
фонтаны начали строить в Риме.
Само слово фонтан имеет римские
корни. Римляне значительно
Развитию фонтанов способствовало изобретение древнегреческими механиками закона сообщающихся сосудов, используя который, патриции устраивали фонтаны во дворах своих домов. Декоративные фонтаны древних можно смело назвать прототипом современных фонтанов.
После падения древнего мира, фонтан вновь превращается лишь в источник воды. Возрождение фонтанов как искусства начинается лишь во времена ренессанса. Фонтаны становятся частью архитектурного ансамбля, его ключевым элементом.
Наиболее известными являются фонтаны Версаля во Франции и Петергофа в России.
Современные фонтаны красивы не только днем, когда блестят и искрятся на солнце, но и вечером, когда они превращаются в цветомузыкальный водяной фейерверк. Погруженные в воду невидимые лампы делают ее струи то нежно-сиреневыми, то ярко-оранжевыми, почти огненными, то небесно-голубыми. Разноцветные струи бьются и издают звуки, сливающиеся в мелодию...
Ф. И. Тютчев.
ФОНТАН
Смотри, как облаком живым
Фонтан сияющий клубится;
Как пламенеет, как дробится
Его на солнце влажный дым.
Лучом поднявшись к небу, он
Коснулся высоты заветной —
И снова пылью огнецветной
Ниспасть на землю осужден.
О смертной мысли водомет,
О водомет неистощимый!
Какой закон непостижимый
Тебя стремит, тебя мятет?
Как жадно к небу рвешься ты!.
Но длань незримо-роковая
Твой луч упорный, преломляя,
Свергает в брызгах с высоты.
(1836)
Давайте же рассмотрим схему устройства фонтана. Устройство фонтана основано на принципе сообщающихся сосудов известного нам из физики. 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.
Опыт с трубкой и воронкой
ВОПРОСЫ к детям (задания)
Задание 1. Историческое. Жители современного Рима до сих пор пользуются остатками водопровода, построенного их предками. Но римский водопровод прокладывался не в земле, а над ней, на высоких каменных столбах. Инженеры опасались, что в водоёмах, соединённых очень длинной трубой (или жёлобом), вода не установится на одинаковом уровне, что, следуя уклонам почвы, в некоторых участках вода вверх не потечёт. Поэтому они обычно придавали водопроводу равномерный уклон вниз на всём пути (для этого нередко требовалось либо вести воду в обход, либо возводить высокие прочные подпоры). Одна из римских труб имеет длину 100 км, между тем как прямое расстояние между её концами вдвое меньше.
? Правы ли были инженеры Древнего Рима? Если нет, то в чём их ошибка?
Задание 2. Строительное. В вашем распоряжении имеются линейка и сообщающиеся сосуды, наполненные жидкостью.
? Как с их помощью
начертить на доске строго
горизонтальную линию?
Опыт «фонтан в разреженном воздухе»
Фонтан Герона
Одним из устройств, описанное ученым древней Греции Героном Александрийским, был волшебный фонтан Герона. Главное чудо этого фонтана заключалось в том, что вода из фонтана била сама, без использования, какого либо внешнего источника воды. Принцип работы фонтана хорошо виден на рисунке. Давайте разберем подробнее как работал фонтан Герона.
Геронов фонтан состоит из открытой чаши и двух герметичных сосудов расположенных под чашей. Из верхней чаши в нижнюю емкость, идет полностью герметичная трубка. Если налить в верхнюю чашу воды, то вода по трубке начинает стекать в нижнюю емкость, вытесняя оттуда воздух. Поскольку сама нижняя емкость полностью герметична, то воздух выталкиваемый водой, по герметичной трубке, передает воздушное давление в среднюю чашу. Давление воздуха в средней емкости начинает выталкивать воду, и фонтан начинает работать. Если для начала работы, в верхнюю чашу требовалось налить воды, то для дальнейшей работы фонтана, уже использовалась вода попадавшая в чашу из средней емкости. Как видите устройство фонтана очень простое, но это только на первый взгляд.
Подъем воды в верхнюю чашу осуществляется за счет напора воды высотой H1, при этом воду фонтан поднимает на гораздо большую высоту H2, что на первый взгляд кажется невозможным. Ведь на это должно потребоваться гораздо большее давление. Фонтан не должен работать. Но знание древних Греков оказалось столь высоко, что они догадались передавать давление воды из нижнего сосуда, в средний сосуд, не водой, а воздухом. Поскольку вес воздуха значительно ниже веса воды, потери давления на этом участке получаются очень незначительными, и фонтан бьет из чаши на высоту H3. Высота струи фонтана H3, без учета потерь давления в трубках, будет равна высоте напора воды H1.
Таким образом, чтобы вода фонтана била максимально высоко, необходимо как можно выше сделать конструкцию фонтана, тем самым увеличив расстояние H1. Кроме того, нужно как можно выше поднять средний сосуд. Что касается закона физики о сохранении энергии, то он полностью соблюдается. Вода из среднего сосуда, под действием гравитации стекает в нижний сосуд. То, что она проделывает этот путь через верхнюю чашу, и при этом бьет там фонтаном, ни сколько не противоречит закону о сохранении энергии. Как вы понимаете, время работы подобных фонтанов не бесконечно, в конечном итоге вся вода из среднего сосуда, перетечет в нижний, и фонтан перестанет работать. На примере устройства фонтана Герона мы видим насколько высокими были знания ученых древней Греции
Недалеко от С.-Петербурга находится Петергоф – ансамбль парков, дворцов и фонтанов. На мраморном обелиске, стоящем у ограды Верхнего сада Петергофа, высечены цифры: 29. Таково расстояние в километрах от Санкт-Петербурга до блестящей загородной резиденции русских императоров, а ныне всемирно известной "столицы фонтанов" - Петергофа. Это единственный ансамбль в мире, фонтаны которого работают без насосов и сложных водонапорных сооружений. Здесь используется принцип сообщающихся сосудов – разница в уровнях, на которых расположены фонтаны и пруды-хранилища. Величественная панорама открывается при подходе к Петергофу с моря: самую высокую точку занимает Большой дворец, возвышающийся на краю естественной 16-метровой террасы. На ее склоне сверкает золотом скульптур и серебром фонтанных струй Большой каскад. Перед каскадом и центре водного ковша взмывает мощная струя фонтана "Самсон", а далее воды устремляются к заливу по прямому, как стрела, Морскому каналу, который является планировочной осью север - юг. Канал - одно из старейших сооружений Петергофа, обозначенный уже на первых планах, которые набросал сам Петр I. Канал делит Нижний парк, площадь которого 102 гектара, на две части, условно именуемые "западная" и "восточная".
В восточной находятся дворец Монплезир, каскад "Шахматная гора" и "Римские" фонтаны, фонтаны "Пирамида", "Солнце", фонтаны шутихи. В западной части расположены павильон Эрмитаж и дворец Марли, каскад "Золотая гора", "Менажерные" фонтаны и "Клоши". Петр не случайно выбрал именно это место для строительства Петергофа. Обследуя местность, он обнаружил несколько водоемов, питавшихся бьющими из-под земли ключами. В течение лета 1721 года были построены шлюзы и канал, по которому из водоемов с Ропшинских высот вода шла самотеком до накопительных бассейнов Верхнего сада, и здесь можно было устроить лишь небольшие по высоте струи-фонтаны. Иное дело - Нижний парк, раскинувшийся у подножия террасы. Вода с 16-метровой высоты по трубам из бассейнов Верхнего сада по принципу сообщающихся сосудов с силой устремляется вниз, чтобы взмыть множеством высоких струй в фонтанах парка. Всего в Нижнем парке и Верхнем саду действует 4 каскада и 191 фонтан (включая водометы каскадов).
Найденные еще Петром I принципы
водоснабжения действуют и
Во время Великой
Советская Армия, освободившая Петродворец, нашла там лишь руины; фонтанная система была разрушена на 80 процентов. В настоящее время в результате больших восстановительных работ, основные фонтаны Петродворца восстановлены.
Модель фонтана
Фонтаны издавна привлекали к себе художников и поэтов. Много стихов было написано об этих волшебных струях воды. Один из известных стихотворений - стихотворение А.С. Пушкина «Бахчисарайский фонтан» (отрывок)
Фонтан любви, фонтан живой!
Принес я в дар тебе две розы.
Люблю немолчный говор твой
И поэтические слезы.
Твоя серебряная пыль
Меня кропит росою хладной:
Ах, лейся, лейся, ключ отрадный!
Журчи, журчи свою мне быль...
Нашим ребятам тоже было предложено попробовать себя в роли поэтов. Послушаем, что из этого получилось.
Стихи ребят