Изготовление разных видов комнатных фонтанов в домашних условиях

XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Изготовление разных видов комнатных фонтанов в домашних условиях

Алафировский А.В. 1
1МБОУ "СОШ №97"
Кузьмина Ю.С. 1
1МБОУ "СОШ №97"
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В природе есть три вещи, на которые можно смотреть почти бесконечно – огонь, вода и звезды. Действие воды на человека можно назвать волшебным: ее журчание успокаивает, снимает стресс и помогает забыть о проблемах. Воздух у водоемов всегда чист, свеж и прохладен. Наверное, многие из нас обращали внимание, как легко дышится возле воды, как куда-то пропадают усталость и раздражение, как бодрит и одновременно умиротворяет нахождение вблизи любого водоема: моря, речки, озера или пруда. Да и не зря говорят, что вода – «очищает» не только тело, но и душу.

Актуальность темы

Мы живем в очень сухом климате, и когда бывает очень жарко, так хочется услышать журчание воды, вдохнуть свежий прохладный воздух. Но, к сожалению, не везде это возможно. Особенно актуальным данный вопрос стал в этом году, во время пандемии, когда выдалась очень жаркая весна и лето. При этом, весной все магазины были закрыты и негде было купить какой-то увлажнитель воздуха, тогда мне и пришла идея самому изготовить комнатный фонтан, который, подарит нам глоток свежести.

Цель данного проектасобрать модели разных комнатных фонтанов и сравнить их между собой

Задачи исследования:

Познакомиться с видами фонтанов

Провести анкетирование детей,

Изготовить фонтан Герона;

Изготовить современный фонтан;

Сравнить фонтаны между собой.

Гипотеза: Я предполагаю, что изучив устройство и принцип работы фонтанов разного вида, я смогу собрать в домашних условиях свои собственные фонтаны

Объект исследованияфонтаны

Предмет исследования: процесс сборки домашнего фонтана

Методы исследования: эксперимент, конструирование, сравнение, анализ, обобщение.

Новизна исследования: Во-первых, я попытался создать свою модель фонтана Герона, во-вторых, насколько мне известно, никто еще не сравнивал между собой фонтан Герона и современный фонтан.

Практическая значимость работы: разработка «Методических рекомендаций» по изготовлению фонтана на основе собственного опыта для участников конференции.На основе предложенной идеи можно будет сделать фонтан на дачном участке. Фонтан может стать чудесным украшением для зоны отдыха вашей квартиры, холла школы или офиса. Это источник здоровья, энергии и хорошего настроения. И, конечно же, модель фонтана может быть использована как учебное пособие на уроках физики.

1. Литературный обзор

Вода является основой жизни всего на планете. С древнейших времён люди считали её даром богов. Она притягивала человека своей энергией и мощью.

Древние цивилизации жили и развивались в жарких и засушливых регионах, где вода была на вес золота. Тогда встал острый вопрос о необходимости создания искусственного источника воды. Прототипом для его сооружения послужил природный фонтан – гейзер. (Приложение 1)

В словаре Ожегова: Фонтан - струя жидкости, газа, выбрасываемая вверх из трубы или отверстия силой давления. Сооружение для подачи и выбрасывания воды под напором. [3]

Слово фонтан происходит от лат.Fontana в значении «источник», «родник», «ключ» — природное или искусственно созданное явление, заключающееся в истечении жидкости (обычно воды), под действием оказываемого на неё давления, вверх или в сторону. Когда истечение жидкости происходит относительно спокойно, такой фонтан относят к категории источников. В ряде случаев такой источник называют ключом [12]

В Древнем мире и  в эпоху Средневековья фонтаны применялись как источники водоснабжения и были нужны для хозяйственных целей – для полива и питья. Фонтан представлял собой ёмкость, в которую стекала вода из источника.

Позже фонтаны начали обретать декоративные черты: внутреннюю поверхность фонтанных чаш стали выкладывать плиткой, а струя воды уже не просто поднимаются вверх, а течет из пасти необычных рыб или экзотических животных.

Первыми стали использовать в устройстве фонтанов насосы римляне.

В период Возрождения фонтаны стали популярны по всей европейской территории. Каждый крупный монастырь старался установить на своей территории фонтан. Это было место для отдыха, молитв и размышлений монахов. Также богато украшенные скульптурами фонтаны становятся обязательным атрибутом королевского дворца и городского пейзажа.

Теперь фонтаны уже не являются источниками питьевой воды, полива и орошения. Они становятся местом отдыха, красоты. Чтобы подать воду в фонтан стали использовать помпы и водоподъемные колеса.

С появлением электрических моторов люди смогли подавать струю воды на большую высоту, включать и выключать подачу по необходимости. Применение разнообразных по форме и количеству труб позволяет создавать водные поверхности необычной формы и красоты, похожие на цветы, грибки, спирали, горки, одуванчики. Подсветка и звук привели к появлению эффектных водных шоу и представлений.

Классификация фонтанов и водных устройств по техническим решениям

Комнатные фонтаны – это элемент интерьера комнаты, в полезны для создания оптимальной влажности.

Водопады – водные устройства, которые работают на эффекте падающей воды

Бегущая вода – водные устройства, которые имитируют естественные источники воды: ручьи, родники, речки, водные каскады. Является важным элементом в создании искусственных ландшафтов.

Классические фонтаны – в их основе лежат водная композиция и необходимая образу архитектура.

Архитектурные и скульптурные фонтаны – в основе таких фонтанов лежит архитектурное решение или скульптура, вода играет лишь подчиненную, вспомогательную роль

Плавающие фонтаны – нужны для того, чтобы разнообразить водные поверхности естественных водоемов, часто служат для аэрации стоячей воды.

Динамические (свето-динамические, музыкальные) фонтаны – самые сложные и яркие фонтаны, сами по себе уже являются шоу, объединяют лучшие возможности классических фонтанов и современных технических достижений.

Ученые заметили, что брызги воды насыщают воздух вокруг фонтана отрицательными ионами, которые благоприятно влияют на организм человека. Поэтому рядом с фонтаном улучшают настроение и легко дышится.

2. Мои исследования

2.1. Анкетирование

В начале своего исследования я провел анкетирование 42 ребят в возрасте от 10 до 14 лет, с целью узнать, что они знают о фонтанах. Им было задано 5 вопросов (Приложение 4). Мы получили следующий результат( Приложения 14-18):

Все ребята однозначно ответили, что любят гулять возле фонтанов, большинство ребят считают фонтан источником силы, возле него улучшается настроение, возникает чувство спокойствия и умиротворения-95%. Никто из опрошенных не пробовал самостоятельно сделать фонтан, но 92% отметили, что хотели бы попробовать.

Вывод: Исходя из полученных результатов, я могу сказать, что моя работа будет для ребят полезна и интересна.

2.2. Создание фонтана Герона

Геро́н Александри́йский (Приложение 2)— греческий математик и механик. Время жизни отнесено ко второй половине I века н. э. на том основании, что он приводит в качестве примера лунное затмение 13 марта 62 г. н. э. Герона относят к величайшим инженерам за всю историю человечества. Одним из его изобретений является фонтан, который в те времена воспринимался не иначе как чудо.

Изучив источники интернета, я увидел, что большинство ребят делали фонтан Герона путем соединения пластиковых бутылок (Приложение 3), но мне хотелось создать что-то красивое, что могло бы украшать комнату. В результате получилась конструкция из подставки для вентилятора и двухуровневой чашки для закусок. (без бутылок конечно здесь все-равно не обойдешься, но это уже вспомогательный элемент). (См. Приложение 7)

Для построения данного фонтана мне понадобились:

1.Дрель, чтобы просверлить дырочки в крышках

2. Двухуровневая чашка

3. Украшения

4. Клей

5. Капельницы 2 шт

6. Уровень водяной 5м

7. Подставка от вентилятора

8. Бутылки-2 шт

Путем несложных соединений получили фонтан. (Приложения 5-7). Изначально в качестве соединительных трубочек я использовал капельницы, но они оказались узкими, и поэтому перед началом работы фонтана приходилось их постоянно продувать, чтобы начался процесс. Поэтому впоследствии я заменил капельницы на более широкие трубки - уровень водяной. При запуске фонтана я обратил внимание, что высота струи зависит от расстояния между средней и нижней бутылкой - чем оно больше, тем выше струя.

Вывод: Фонтан не сложен в изготовлении, могут использоваться подручные средства. Не нужно электричество, может работать в любом месте. К недостаткам я бы отнес необходимость постоянной перезарядки.

2.3 Создание современного фонтана

Для создания современного фонтана нужен, прежде всего, источник электричества.

А также мне понадобились (Приложение 8):

Маленький насос

Камни разных размеров

Клей

Шнур от зарядного устройства 6Вт

Трубочка

Украшения

Сковорода или другая емкость для основы

На дно сковороды я положил насос, предварительно надев на него трубочку. Все сразу приклеиваю на водостойкий клей. Вокруг насоса все дно обложил камнями. (Приложение 9). К насосу прикрепляем шнур от зарядного устройства. Здесь важно не перепутать проводки местами. Вокруг насоса и трубки делаем горку из камней, тоже сразу на клей. Ряды выкладывал постепенно, чтобы просыхали. В результате получился фонтан, бьющий из горы (Приложения 10- 12). Но так как напор фонтана был очень сильный, вода расплескивалась во все стороны, то я решил после нескольких замеров, переделать его в водопад. Для этого необходимо было закрыть камнями верхушку и отрегулировать водные потоки, т.к. вода протекала, не там где нужно. Водопад построен (Приложение 13).

Вывод: Современный фонтан оказалось построить ненамного сложнее, чем фонтан Герона, но это более продолжительный процесс, т.к. требовалось соблюдение некоторых технологических процессов.

2.4 Сравнение фонтана Герона и современного фонтана

Я решил провести сравнительный анализ двух своих фонтанов по нескольким параметрам.

Показатель

Фонтан Герона

Современный фонтан

Высота струи

До 12 см (можно регулировать)

8 см (не регулируется)

Мощность струи

50мл/10сек

300мл/10сек

Внешний вид

+

+

электропотребление

-

+

Влияние на влажность воздуха

Не значительно увеличивается влажность

Увеличивается влажность

Время работы

Бесконечно, но нужно перезаряжать

Ограничено временем работы насоса 500 ч

Денежные затраты

небольшие

Небольшие ( но будут дополнительные затраты на электричество)

Трудоемкость

Главное разобраться в процессе сборки, собирается легко

Трудоемкость выше

Вывод: не смотря на современность второго фонтана, фонтан Герона по многим параметрам не проиграл, а по некоторым даже и выиграл, поэтому и в наши дни он остается актуальным. Это не просто наглядное представление законов физики, но и красивое и полезное украшение нашего дома.

Заключение.

В результате изучения понятия фонтанов и исследования процесса их создания, я сделал следующие выводы:

1. Слово фонтан происходит от лат.Fontana— природное или искусственно созданное явление, заключающееся в истечении жидкости (обычно воды), под действием оказываемого на неё давления, вверх или в сторону.

2. Основой для создания фонтана послужил природный фонтан-гейзер.

3. Впервые фонтаны появились еще в древнем мире, но тогда они были нужны больше для хозяйственных нужд.

4. Фонтаны бывают разных видов: комнатные, водопады, классические фонтаны, динамические (свето-динамические, музыкальные) фонтаны и др

5.Ученые выявили, что от брызг воды воздух вокруг фонтана насыщаются отрицательными ионами, которые положительно влияют на организм человека. Поэтому рядом с фонтаном поднимается настроение и легко дышится.

Гипотеза, выдвинутая в работе, подтвердилась: я смог изучив устройство и принцип работы фонтанов разного вида, собрать в домашних условиях свои собственные фонтаны (два разных вида). Фонтаны просты в исполнении и доступны для любого человека, т.к. делаются из подручных материалов. Главное желание и большая усидчивость.

Продуктом моей работы является разработка методических рекомендаций по строительству фонтана(Приложение 19) и самих моделей фонтанов.

Перспективы исследования для своей работы я вижу, в строительстве фонтана на дачном участке.

Исследование может быть полезно и интересно учащимся школ, которые хотят узнать больше о фонтанах, о их создании. Результаты исследования могут быть полезны учителям для подготовки уроков, конкурсов, викторин и т.д. А также конкретно для сохранения здоровья моей семьи. Очень хочется, чтобы мест с фонтанами в нашем городе было больше, ведь они создают не только красивый внешний вид, но и благоприятно влияют на здоровье людей.

Список литературы

1.Гальперштейн Л. Забавная Физика :учебное пособие /1993. – 255 с.

2.Кабардин О.Ф., Кабардина С.И., Шеффер Н.И. Факультативный курс физики /Москва, «Просвещение», 1982г

3.Ожегов С. И., Шведова Н. Ю. Толковый словарь русского языка: 80 000 слов и фразеологических выражений / Российская академия наук. Институт русского языка им. В. В. Виноградова. — 4-е изд., дополненное. — М.: Азбуковник, 1999. — 944 с

4.Перельман Я.И. Занимательная физика / Я.И. Перельман – М.: Центрполиграф, 2010 г.

5.Спышнов П.А. «Фонтаны»- Госкнигоиздат архитектуры, 1950г.

6.http://www.mirfontanov.ru/fountain_history.html - история создания фонтанов

7.http://kuznica.com/velikie-mastera/140-chudesnye-izobreteniya-gerona-aleksandrijskogo изобретения Герона

8.http://fb.ru/article/283347/fontan-gerona-svoimi-rukami - фонтан Герона своими руками

9.http://ru.wikipedia.org/ - всемирная энциклопедия, гейзеры, родники, артезианские колодцы, фонтан

10.http://www.1000fontan.ru/catalog-fontan/shema/work/ - сайт о фонтанах

11. https://www.kazedu.kz/referat/159102/- Проектирование фонтана

Приложение 1

Гейзер

Приложение 2 Приложение 3 Г ерон Александрийский Наиболее популярная модель фонтана Герона

Приложение 4

Анкета

1. Знаете ли Вы, что фонтаны приносят пользу?

2 Любите ли Вы гулять возле фонтана?

3 Что вы чувствуете находясь рядом с фонтаном? ( до3-х вариантов)

А) спокойствие

Б) радость

В) раздражение

Г) ничего необычного

Д) грусть

Е)злость

Ж) страх

З) умиротворение

И) легкость

К) Напряжение

Л) силу

4) Пробовали ли Вы сами сделать фонтан?

5) Хотели бы попробовать сами сделать фонтан?

Приложение 5 Приложение 6

Фонтан Герона. Работа с дрелью Фонтан Герона. Сборка.

Приложение 7

Фонтан Герона. Готовый вариант

Приложение 8

Необходимые материалы

Приложение 9 Приложение 10

Начало работы Украшение фонтана

Приложение 11 Приложение 12

С овременный фонтан Измерение высоты струи

 

Приложение 13

Водопад

Приложение 14

Приложение 15

Приложение 16

Приложение 17

Приложение 18

Приложение 19

Методические рекомендации по строительству фонтана

1.Прежде всего вам необходимо настроиться на длительный творческий процесс. Что надо будет что-то переделывать, додумывать. Идеальной схемы нету, все-равно у вас получится что-то свое.

2.Определитесь с тем, какой фонтан вы хотите построить механический (по принципу Герона), либо электрический.

3.Для электрического фонтана вам понадобятся емкость (в моем случае это была сковорода), насос электрический, трубка по которой будет подниматься вода через насос, шнур для подключения к источнику электричества ( я брал провод от зарядника 6 Вт), а также нужен материал из которого вы будете делать фонтан ( в моем случае это были камни, но вы можете найти свой вариант), украшения и клей водостойкий. Очень важно проверить , чтобы струя бежала в нужном направлении, при необходимости это можно подкорректировать с помощью материалов, находящихся в вашем распоряжении.

4. Для фонтана Герона необходимо две закрытых емкости (бутылки) и чаша, а также трубки, соединяющие чашу с каждой из бутылок, и бутылки между собой. Конец трубки, соединяющей бутылки между собой, должен быть выше, чем конец трубки из чаши. Входы трубок должны быть герметичны. Одну бутылку ставим на уровень выше чаши, вторую ниже. Наливаем в первую бутылку воды –фонтан работает.

5. Каждое дело- творческий процесс. Желаем вам вдохновения и новых идей!

Просмотров работы: 58