Расчет потери потока по длине для модели 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.

Цель проекта: создать модель фонтана из конструктора, изучить физические явления и законы, проявляющиеся в действующей модели, интегрировать науку и искусство с целью формирования целостного восприятия мира

Объектом нашего исследования являются физические основы созданной модели фонтана

Предмет: исследование и вычисление потери напора в фонтане.

Гипотеза: проектная работа опирается на предположение о том, что у учащихся расширятся представления об физических явлениях.

Задачи проекта:

1. Проанализировать литературу по истории создания фонтанов.

2. Создать модель фонтана из конструктора

3. Создать презентацию для уроков физики, наглядно показывающую связь физики и искусства.

4.Расчитать потери напора по длине.

Методы исследования:

1. теоретический анализ;
2. эксперимент;
3. наблюдение

Историческая страничка.

Слово фонтан – латинского 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 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.

Фонтаны появились и 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. Вслед за древними греками, фонтаны начали строить в Риме. Само слово фонтан имеет римские корни. 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. Дно и стенки фонтанов украшали плиткой. Струи воды били изо рта красивых рыб или экзотических животных.

Развитию фонтанов способствовало применение древнегреческими механиками закона сообщающихся сосудов. 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.

Глава 1

1.1 Сообщающиеся сосуды и их роль в создании модели

Закон сообщающихся сосудов гласит:

В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне.

Сосуды, о которых говорится в этом законе, не должны иметь слишком малые диаметры, иначе будут наблюдаться капиллярные эффекты.

Для доказательства этого закона рассмотрим частицы жидкости, находящиеся в том месте, где соединяются сосуды. Так как эти частицы (вместе со всей остальной жидкостью) покоятся, то силы давления, действующие на них слева и справа, должны уравновешивать друг друга.

Но эти силы пропорциональны давлениям, а давления - высотам столбов жидкости, со стороны которых действуют эти силы.

Поэтому из равенства рассматриваемых сил следует и равенство высот столбов жидкости в сообщающихся сосудах.