Научно-исследовательская работа "Фонтаны"

Государственное бюджетное образовательное учреждение Пермского края «Школа­интернат для детей с нарушением зрения» Конкурсная работа на тему  «ФОНТАНЫ» Номинация: «Мир вокруг нас» Выполнена учащимся 8 класса Данилом Кондратьевым Руководитель: учитель физики ГБОУ ПК «Школа­интернат для детей с нарушением зрения» Марина Алексеевна Гостева Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева Пермь 2016 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................3 ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ФОНТАНОВ....................................................................................4 ГЛАВА 2. ГЕРОНОВ ФОНТАН.........................................................................................6 Рисунок 3 – Геронов фонтан........................................................................................8 ГЛАВА 3. ФОНТАНЫ ПЕРМИ..........................................................................................9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................................19 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..............................................................20 2 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева ВВЕДЕНИЕ Весной,   когда   наступает   время   тепла,   цветения   и   ярких   красок   после зимней   «спячки»,   «просыпаются»   фонтаны.   Тысячи   водяных   струй торжественно салютуют рассвету природы. В Перми городские фонтаны, как правило, начинают работать в первых числах мая. Вид   текущей   воды   успокаивает,   завораживает.   Журчание   струй   –   это своеобразная музыка. Такое романтическое, лирическое воздействие фонтана на человека было известно еще со времён древних египтян.  Мне захотелось узнать о фонтах подробнее и найти ответы на вопросы: где появились первые фонтаны? Какие виды фонтанов бывают? Можно ли сделать фонтан самому? Пермские фонтаны какие они? Я решил изучить эту тему и оформить результаты своей работы в форме реферата Цель работы: Разобраться в устройстве и принципе действия фонтанов на практической модели. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Расширить область личных знаний по теме «Фонтаны»: история создания фонтанов, их устройство и принцип действия. 2. Изготовить простейшую модель действующего фонтана. 3. Обобщить и систематизировать данные о фонтанах города Перми. Объект исследования: фонтаны. Предмет исследования: сообщающиеся сосуды. Методы исследования: Сбор информации по теме. Эксперимент – создание модели фонтана. 3 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ФОНТАНОВ Слово   фонтан   –   латино­итальянского   происхождения,   происходит   от латинского «фонтис», что переводится как «источник». По смыслу это означает струю воды, бьющую вверх или под напором вытекающую из трубы. Есть водные фонтаны   природного   происхождения  –  фонтанирующие   небольшими   струями родники, которые привлекли внимание человека и заставили задуматься, где и как можно использовать это явление.    Ещё   на   заре   веков   зодчие   старались   обрамить   поток   воды   из   фонтана декоративным камнем, создать неповторимый узор из водных струй. Особенно широкое   распространение   получили   небольшие   фонтаны   тогда,   когда   люди научились прятать водные струи в трубы из обожжённой глины или из бетона (изобретение древних римлян).  Историю   развития   фонтанов   от   античности   до  XVIII­XIX  веков   можно проследить на примере Феодосии ­ одного из древнейших городов мира, история которого насчитывает свыше 2,5 тысячелетий. Возникшая как город­государство древних  эллинов,  Феодосия   не  пала   под   ударами   завоевателей,  а  расцвела   в средние века за счёт, во­первых, своего удобного расположения на пересечении торговых путей, а во­вторых, как защищенная с моря и с суши гавань.  В архиве Феодосийского краеведческого музея сохранились летописи XIV века   ­   генуэзского   периода   расцвета   Кафы   (Феодосии).   Местные   жители украшали   город   великолепными   храмами,   дворцами,   частными   домами.   Для защиты   от   вторжения   неприятелей,   возводили   крепкие   стены   и   башни. Заботились о снабжении жителей чистой здоровой водой: устраивали в городе специальные колодцы ­ «цистерны». На окружающих город высотах собирали воду   в   искусственных   водохранилищах.   Из   них   вода   подавалась   по   сети гончарных труб в фонтаны, расположенные в разных районах города. Излишек воды   распределялся   по   «колодцам»   (маленьким   цистернам)   во   дворах зажиточных горожан, чтобы не стекал бесполезно в море. Для сохранения более 4 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева 200 фонтанов, а также для поддержания чистоты и благоустройства города был учреждён   попечительный   комитет   со   специальным   для   него   приставом, ичекамиром   ­   обязанности которого входила охрана и устройство водопроводов.    мастером,   который   «отыскивал   воду»   и   смотрителем,   в В дальнейшем фонтаны эволюционировали от источника питьевой воды и прохлады   к   декоративному   украшению   величественных   архитектурных ансамблей.   Если   в   Средние   века   фонтаны   служили   только   источником водоснабжения, то с началом Эпохи Возрождения фонтаны становятся частью архитектурного ансамбля, его ключевым элементом.  Фонтан с журчащей прохладной водой окружённый воздухом, наполненным мельчайшими   брызгами,   становится   излюбленным   местом   времяпровождения. Старинные сооружения имели гениальные конструкции, и по сей день остаются произведениями мирового искусства. Семь столетий люди строили фонтаны по принципу   сообщающихся   сосудов.   С   начала  XVII  века   фонтаны   приводят   в действие механические насосы, постепенно заменившие паровые установки. В настоящее время используют электрические насосы. Вывод:  из   простого   потока   воды,  бьющего   вверх   или   вытекающего   под напором из трубы, фонтан превратился в весомое архитектурное сооружение ­ богато украшенный источник. 5 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева ГЛАВА 2. ГЕРОНОВ ФОНТАН Фонтаны   обязаны   своим   существованием   знаменитому   греческому механику Герону Александрийскому, жившему в I–II в. н. э.  Герон прямо указал на то, что расход, или норма, распределяемой воды зависит   от   её   уровня   в   водохранилище,   от   поперечного   сечения   канала   и скорости воды в нём. Придуманный Героном прибор, служит одним из образцов знаний в древности (за 200 лет до н.э.) в области гидростатики и аэростатики. На рис.1 представлена модель фонтана. Прибор состоит из трёх сосудов, помещённых   один   над   другим   и   сообщающихся   между   собой.   Два   нижние закрыты,   верхний   в   форме   открытой   чаши,   в   которую   наливается   вода.   По трубке, идущей от дна чаши почти до дна самого нижнего сосуда, вода течёт вниз, сжимая находящийся там воздух.  Рисунок 1 ­ Модель фонтана 6 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева Нижний сосуд сообщён со средним открытой трубочкой, начинающейся в верхнем   дне   его   и   идущей   до   верхнего   дна   среднего   сосуда,   так   что находящийся над поверхностью воды воздух сжимается.   Производя давление на воду, воздух заставляет её подниматься из среднего сосуда по особой трубке, проведённой почти от его дна в верхнюю чашу, где из конца этой трубки, возвышающейся над поверхностью воды, бьёт фонтан. Столб воды от её поверхности в чаше до её поверхности в нижнем сосуде производит давление, поднимающее другой столб воды от её поверхности в среднем сосуде до вершины струи фонтана. Оба столба были бы равной высоты, если бы трение жидкости, движущейся в трубках, и другие причины не уменьшали бы высоты фонтана. Вода фонтана, падающая в чашу, течёт из неё по трубке в нижнее отделение прибора, где уровень воды постепенно повышается и потому высота давящего   столба,   измеряемая   от   названного   уровня   до   уровня   воды   в   чаше, постепенно   уменьшается;   уровень   же   воды   в   среднем   сосуде,   по   мере расходования   воды   фонтаном,   понижается.   По   этим   двум   причинам   высота фонтана постепенно убывает и, наконец, движение воды прекращается.  Рисунок 2 – Модель фонтана в домашних условиях Данная   модель   (рис.2)   реализована  аквариумистами.  Конструкция позволяет  освежать  воду  в  аквариуме  или  увлажнять  воздух  в комнате.  Три пустые бутылки, куски стеклянных и резиновых трубок ­ вот и всё, что нужно 7 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева для   его   изготовления.   Разумеется,   сам   «Герон»   применял   металлические сосуды, а тут конструкцию упростили, оставив незыблемым лишь принцип её работы. Вывод: Специально для этого реферата я сделал Геронов фонтан (см. видео приложение). Рисунок 3 – Геронов фонтан   8 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева ГЛАВА 3. ФОНТАНЫ ПЕРМИ Появление   первого   фонтана   в   Перми   было   напрямую   связанно   с   баней пермской   мещанки   Е.П.   Кашиной   –   1874   год   (рис.   3.).   При   строительстве моечных   отделений   был   построен   водопровод   из   Камы.   Помимо   снабжения банных   помещений   водопровод   подавал   воду   в   устроенный   на   набережной фонтан.  Рисунок 4 ­ Кашинские бани Самый старый фонтан из сохранившихся ­ фонтан в сквере у театра оперы и балета.   Он   был   открыт   в   1907   году,   когда   в   городе   проложили   первый водопровод. Кстати, его можно считать первым светомузыкальным фонтаном в краевом центре – до революции в его кратере, стилизованном под античную вазу,   горела   электрическая   лампочка  для   получения   световых   эффектов.  В резервуаре   плавали   не «пузатая   рыбья   мелочь, ­   писала   в  своё   время   газета «Пермские   новости»,   ­   а…   стерляди.   Отцы   города   хотели   всё   сделать   по­ благородному. Но пермяки повели себя  не очень цивилизовано. Ясным днём тыкали стерлядок тросточками или зонтиками, а тёмными ночами спешили к фонтану на рыбную ловлю с сачками и другими инвентарём…» В 2010 году фонтан реанимировали, и он снова заработал. На   сегодняшний   день   в   городе   насчитывается   порядка   20   фонтанов, работают из них чуть больше половины, а именно 13. Несмотря на то, что в 9 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева последнее   десятилетие   в   городе   было   реконструировано   несколько   старых фонтанов, многие из них в последний раз наполняли окружающее пространство своим журчанием ещё в Советском Союзе.  Рисунок 5 ­ Фонтан в сквере театра оперы и балета Старые фонтаны Перми по фотографиям: Рисунок 6 ­ Вид на ДК им. В.Г. Сталина. 1954 год 10 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева Рисунок 7 ­ Фонтан на перекрёстке проспекта Сталина и ул. Клары  Цеткин Рисунок 8 ­ Фонтан в пермском зоопарке. 1960 год Рисунок 9 ­ Фонтан в городском саду им. М. Горького. 1960 год 11 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева Рисунок 10 ­ Фонтан в сквере им. Ф.М. Решетникова. 1953­й год Рисунок 11 ­ Фонтан у ДК им. А.П. Чехова. 12 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева Рисунок 12 ­ Фонтан в Мотовилихе. В Перми имеются так называемые «Забытые фонтаны»: Рисунок 13 – Фонтан на стадионе «Спутник» 60­ые   годы   XX   века,   м/р   Крым   парк   с   фонтаном,   скульптурами   и танцплощадкой.   Сейчас   там   разместился   стадион   «Спутник»,   а   из   фонтана сделали клумбу. 13 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева Рисунок 14 – Фонтан в парке им. С.М. Кирова Ещё один старый парк с фонтаном находится в микрорайоне Закамск ­ это парк имени Кирова. Фонтан в клумбу не превращён, но всё равно не работает. Рисунок 15 – Фонтан в М/р Октябрьский М/р Октябрьский, 1941 г, строительство химического завода (сейчас ОАО «ГалоПолимер Пермь»). В сквере рядом с заводоуправлением есть фонтан. 14 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева Рисунок 16 – Фонтан на ул. Магистральная Закамск,   ул.   Магистральная.   Фонтан   расположился   во   дворе   торгового центра.  Рисунок 17 – Фонтан «Тетерев» Самый   известный   фонтан   Закамска   ­   «Тетерев»,   на   площади   рядом   с местом, где был кинотеатр «Экран». 15 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева В работе представлено 7 рабочих фонтанов из 13 действующих: Рисунок 18 ­ Поющий фонтан – «река» Фонтан   открыт   30   апреля   2015   года   состоит   из  119  последовательно расположенных форсунок, струя высотой 14 метров, красивая подсветка. Тип   фонтана   ­  светодинамический   (музыкальный).   Расположен   на Эспланаде, около Пермского академического Театра­Театра.  Музыкальный  фонтан ­ тип фонтана, имеющий эстетический дизайн и создающий, в соединении с музыкой, художественное представление. Эффект достигается   с   помощью   пересечения   волн   воды   и   световых   эффектов, создаваемых прожекторами или лазерами.  Рисунок 19 ­ Фонтан в сквере им. Ф.Э. Дзержинского Основное отличие от всех фонтанов города ­  привлекательный мостик. 16 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева Идёшь   по   нему,   а   рядом   бьют   высокие   и   мощные   струи   воды.   Фонтан украшают три большие клумбы с цветами. Рисунок 20 ­ Фонтан на пермском Арбате Небольшой   квадратный   короб   с   тоненькими   струйками.     Сделан   к открытию «Белых ночей», 2011 год Рисунок 21 ­ Фонтан­бассейн в сквере Уральских Добровольцев  Фонтан состоит из двух больших квадратных чаш и похож на бассейн. Конструкция   предельно   простая.   Вода   в   нём   из­за   светло­голубой   плитки кажется очень прозрачной, и смотреть на неё можно бесконечно долго. 17 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева Рисунок 22 ­ Водяной одуванчик в ПГУ Площадку перед географическим факультетом ПГУ украшает фонтан, напоминающий   одуванчик.   Ритуал   фотографирования   выпускников   у водяного шара стал обязательным. Рисунок 23 ­ Фонтан у ДК им. А.Г. Солдатова Фонтаны   у   ДК  им.   А.Г.  Солдатова   были   излюбленным   местом   для прогулки пермяков ещё в 50­е годы. Рисунок 24 ­ Фонтан «Театральный» около оперного театра Построен по указу городских властей в 1907 году. 18 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе работы я узнал историю возникновения фонтанов в мире и нашем городе, ответил на вопрос: что является движущей силой работы фонтанов и, используя   полученные   знания,   смог   создать   действующую   модель   «фонтан Герона».  Выполнение работы включило в себя следующие элементы: ­ изучение специальной литературы по теме исследования; ­ уточнение задач опыта; ­ подготовка необходимого оборудования и материалов; ­ подготовка объекта исследования; ­ анализ полученных результатов; ­ выяснение   возможных   путей   применения   полученных   результатов   на практике.  Летят алмазные фонтаны  С весёлым шумом к облакам, Под ними блещут истуканы... Дробясь о мраморны преграды, Жемчужной, огненной дугой Валятся, плещут водопады.  А.С. Пушкин Теоретическая   подготовка   к   опыту   и   анализ   полученных   результатов потребовали комплекса знаний по физике, техническому конструированию. Это сыграло большую роль в повышении моей образовательной подготовки. Надеюсь, что эта тема интересна не только для меня, но и для учащихся нашей   школы.   Поэтому   охотно   поделюсь   своими   знаниями   и   наработками   с ними. 19 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Литература 1. Большая советская энциклопедия. –М., 1977.­т.27 2. Ожегов С.Н. Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка: 80 тыс. слов и фразеологических выражений / Российская академия наук. Институт русского   языка   им.  В.В.   Виноградова.­  4  изд.;   дополненное.­М.:   Азбуковник, 1999.­944 стр. 3. Я.И   Перельман   «Занимательная   физика»   книга   2,   ТРИАДА­ ЛИТЕРА Москва, 1994 год. Интернет­ресурсы 4. Где впервые появились фонтаны, какими они были? ­ Энциклопедия [Электронный id=1623&l=knowledge&mod=view (Дата обращения 19.03.2016)   Режим   доступа:   http://lifecity.com.ua/?   ресурс]/ 5. Государственный архив Пермского края Струя ностальгии. Фонтаны   Режим   доступа: Перми   в   эпоху   СССР   [Электронный   ресурс]/ http://www.archive.perm.ru/about/press­center/smi­about/stream­nostalgia­fountains­ perm­in­the­era­of­the­ussr­/ (Дата обращения 18.03.2016) 6. Малышева  А.  О   чем   шепчут   пермские   фонтаны   [Электронный ресурс]/   Режим   доступа:   http://www.perm.kp.ru/daily/author/1526/   (Дата обращения 25.03.2016) 7. Пермь. Фонтаны Кировского района [Электронный ресурс]/ Режим   http://klyaksina.livejournal.com/990194.html доступа: 28.03.2016)    (Дата   обращения 20 Конкурсная работа на тему «Фонтаны», учащегося 8 класса Д.Кондратьева 8. Прогулки   по   Перми.   Лариса   Стяжникова   [Электронный   ресурс]/ Режим   доступа:   http://www.photo.renova.ru/blogs/5320/   (Дата   обращения 20.09.2016) 9. Торговая баня Кашиной (Пермь) | Perm Krai [Электронный ресурс]/ Режим   доступа:   http://soluserus.ru/torgovaya­banya­kashinoj­perm.html   (Дата обращения 28.03.2016) 10. Эскиз геронового фонтана. Опыты, позволяющие понять принцип  действия геронова фонтана. Фонтан Герона в деталях. [Электронный ресурс]/  Режим доступа: http://expert.urc.ac.ru/A/ geronov_fontan.html (Дата обращения  29.03.2016) 21