Научно-практическая работа "Волшебный мир фонтанов"

ВВЕДЕНИЕ

Летом из местных новостей я узнал о том, что на главной площади города Благовещенска демонтируют старый фонтан, а на его месте появится новый фонтанный комплекс.

Я стал интересоваться, как он будет выглядеть, как будет устроен. Мне захотелось узнать побольше о том, по какому принципу фонтаны работают. Поэтому решил посвятить этой теме свою исследовательскую работу «Волшебный мир фонтанов»

Цель: изучить историю и разновидности фонтанов, создать фонтан в домашних условиях.

Задачи :

• узнать, что обозначает слово «фонтан»;
• узнать историю возникновения фонтанов;
• узнать принцип работы фонтанов;
• познакомиться с фонтанами г.Благовещенска;
• сделать фонтан своими руками в домашних условиях.

Объект исследования: фонтан

Гипотеза: если я узнаю, как устроен фонтан, то, возможно, смогу сделать его подобие в домашних условиях.

Этапы работы.

1. Изучение литературы.
2. Разработка конструкции модели
3. Подбор материалов и создание модели
4. Проведение исследований
5. Использование готовой модели.

Методы исследования:

-изучение научной литературы и интернет-источников;

-эксперимент;

-наблюдение;

-анализ и обобщение.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. История фонтанов

Слово «фонтан» происходит от латинского fontis («источник») – искусственное водное сооружение, в котором струя воды направлена вверх.

Почти вся история человечества связана с фонтанами. Конечно, на заре цивилизации они не были предметом роскоши или украшения быта. Например, жители Месопотамии оборудовали садовые фонтаны и использовали их для полива.

Особой славой овеяны и фонтаны Древнего Египта. Египтяне придавали фонтанам как практическую, так и декоративную значимость. Они черпали из них воду для своих садов, устраиваемых прямо внутри жилищ.

В Древней Греции фонтаны служили источниками питьевой воды, охлаждали и увлажняли воздух, используя подводные реки и ключи.

Очень популярны были садовые фонтаны в древней Персии IV тыс. лет до н.э., давшие пищу для творчества мастеров ковроткачества. Обычно сад был поделён на 4 части – одна отводилась под деревья для отдыха и защиты от палящего солнца, на другой благоухали яркие цветы, на третьей звучала музыка, а на четвертой располагались фонтаны, служившие, в первую очередь, водными резервуарами для орошения.

Вскоре фонтаны появились и в Древнем Риме. Однако римские фонтаны – это уже и нечто особенное! Римляне хорошо поработали над их усовершенствованием. Они первыми начали применять в устройстве фонтанов насосы.

В период Эпохи Возрождения фонтаны появляются в Европе. Классический пример – Версаль XVII в. Именно версальские фонтаны подвигли Петра I на замысел Петергофа.

Надо признать, что фонтаны Петергофа в чем-то превзошли свой французский прототип. Это грандиозный музей фонтанного искусства XVIII-XIX вв.

История фонтанов чрезвычайно богата и зачастую скрывает немало загадок и тайн. Например, в Средние века именно фонтаны были центром монастырских садов. Считалось, что они содействовали эффективности молитв, способствовали уединению и размышлениям. Многие фонтаны возводились во славу богов, а посему наделялись чудесными качествами, считалось, что цари небесные будут более милостивы к смертным.

Современные фонтаны многолики. Спорить о том, какие лучше, - бездарная трата времени. Хороши – все!

Кстати, ученым удалось научно объяснить факт, почему, находясь рядом с фонтаном, человек испытывает положительные эмоции, а нередко настоящий восторг. Это брызги от фонтана привносят в воздух отрицательные ионы, благотворно влияющие на наш организм. Медики называют их витаминами здоровья.

2. Фонтаны города Благовещенска

В Амурской области есть мало кому известная достопримечательность. Это самый старинный в Приамурье фонтан. Он находится на территории Алексеевской гимназии (школы №4). Точных данных о возрасте фонтана нет, можно только строить догадки.

Однажды в школу обращался мужчина с предложением за свой счет реставрировать фонтан. Но для этого нужны были чертежи. Без них он не имел права начать такие работы. Но на тот момент чертежей найти не удалось.

В настоящее время за фонтаном ухаживает гимназия. Его облагораживают, подбеливают. Иногда в него высаживают цветы, превращая в клумбу.

Также в Благовещенске есть еще один уникальный и малоизвестный фонтан. Его отличие от всех прочих в том, что он внутридворовой. Он принадлежит жильцам обычного многоквартирного дома. Расположен по улице Строителей, 109. Это так называемый «Олимпийский фонтан» - он украшен олимпийскими кольцами. Его построили в 1980 году к московской Олимпиаде.

Также фонтан на Площади Ленина уже тоже можно считать историческим, так как больше мы его в прежнем виде никогда не увидим. А построен он был в начале 1970 годов.

Сохранились фото фонтанов в Первомайском и Городском парках. Их мы тоже можем видеть только на фотографиях.

Летом я посетил почти все современные фонтаны города, но не все фотографии сохранились. Самые известные из современных фонтанов -возле гостиницы «Азия», на территории  ОКЦ, фонтан «Бабочка», фонтаны в парке Дружбы

Про аллею фонтанов, которую создадут на месте старого фонтана на площади им. Ленина я уже упоминал. По словам разработчиков проекта, данный комплекс не будет иметь аналогов в мире. Его строительство планируют начать в 2021 году. 

3. Принципы работы фонтанов

Принцип действия сообщающихся сосудов.

Однородная жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне.

Если же жидкость в сообщающихся сосудах находится на разных уровнях, то создается так называемый напор жидкости.

На таком принципе работают фонтаны Петергофа. В Петергофе сооружена самая оригинальная в мире система питания фонтанов водой без использования насосов. В 20 км от Петергофа находятся Ропшинские высоты, богатые родниками и поднимающиеся над уровнем моря на 100 метров.

Фонтан Герона

Одним из устройств, описанное учёным древней Греции Героном Александрийским, был волшебный фонтан Герона. Главное чудо этого фонтана заключалась в том, что вода из фонтана била сама, без использования какого-либо внешнего источника воды и насоса.

Геронов фонтан состоит из открытой чаши и двух герметичных сосудов расположенных под чашей. Из верхней чаши в нижнюю ёмкость идёт полностью герметичная трубка. Если налить в верхнюю чашу воды, то вода по трубке начинает стекать в нижнюю ёмкость, вытесняя оттуда воздух. Поскольку сама нижняя ёмкость полностью герметична, то воздух выталкиваемой водой по герметичной трубке передаёт воздушное давление в среднюю чашу. Давление воздуха в средней ёмкости начинает выталкивать воду, и фонтан начинает работать.

Классическая схема устройства фонтана предполагает наличие двух обязательных элементов: чаши – ее назначение состоит в разделении водного потока по различным направлениям. Еще одна задача чаши – прятать под слоем воды разводку труб, оборудование для регулировки струй воды и элементы подсветки; насосной станции, расположенной в большинстве случаев в подземной части фонтана.

В устройство фонтана может быть включена система подсветки.

Резервуаром для обеспечения круговорота воды в фонтане может служить как естественный источник — река, озеро, пруд, так и совсем небольшая емкость, специально установленная и задекорированная в растениях или скульптурах.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В ходе моей исследовательской работы я изготовил модели фонтанов, которые работают по трём вышеперечисленным принципам.

1. Фонтан, показывающий принцип работы сообщающихся сосудов.

2. Фонтан Герона по описанному принципу работы.

3. Классический принцип работы фонтана с помощью насоса.

Для последнего фонтана мне понадобились следующие предметы:

• Резервуар, в котором будет располагаться фонтан;
• Отрезок шланга;
• Насос погружной, предназначенный для использования в аквариуме.
• Клей-пистолет, герметик;
• Декорация по желанию.

В качестве резервуара можно использовать любую емкость. В первую очередь нужно закрепить насос на дне резервуара и надеть на помпу приготовленный отрезок шланга. Украшать можно по своему усмотрению.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследования я узнал, что фонтаны имеют очень древнюю историю; теперь я знаю, как они устроены и как работают.

Моя гипотеза подтвердилась. Я как настоящий архитектор и дизайнер изготовил пусть маленький, но настоящий фонтан! Он получился довольно красивым. Но самое главное - удовольствие от исследования. Это была очень большая и сложная практическая работа, и конечно, были вещи, которые у меня не сразу получались. Но я доволен результатом.

Ну, а теперь самое главное. Всем известно, что для того. Чтобы желание сбылось, нужно бросить монетку в фонтан! Вам предоставляется такая возможность воспользоваться моим фонтаном! Моя монетка уже там, а мое желание, чтобы моя проектная работа вам пришлась по душе. Вот сейчас и проверим эту примету!

Литература

1. Перельман Я. И. Занимательная физика. Книга 2. – М.: Наука, 1972. – 263 с.
2. Асламазов Л. Г., Варламов А. А. Удивительная физика. – М.: Наука, 1987. – 156с.
3. 156Физическая смекалка. Занимательные задачи и опыты по физике для детей. – М.: Омега, 1994. – 256с.
4. Популярный детско-юношеский журнал «Юный техник» №4 1992г. – М.: Молодая гвардия, 1992. – 80с.
5. http://images.yandex.ru
6. http://ru.wikipedia.org/ - всемирная энциклопедия, гейзеры, родники, артезианские колодцы
7. http://www.1000fontan.ru/catalog-fontan/shema/work/ сайт о фонтанах
8. http://oldpiter.narod.ru/ARHIV/peterg.htm - фонтаны Петергофа
9. http://www.fontan.net - сайт о фонтанах
10. https://youtu.be/G_ekQiYd-ZU изготовление фонтана Герона