PROJEKT „Fontanna Herona”

Dlaczego Herona? Heron z Aleksandrii był jednym najinteligentniejszych konstruktorów starożytności. Jego dziełem była m.in. fontanna składająca się z trzech naczyń: jednego otwartego, w którym znajdował się wylot wodotrysku i dwóch zamkniętych, służących do zapewnienia odpowiedniego ciśnienia wody u wylotu strumienia. Fontanna działała, jeśli w naczyniu środkowym było dostatecznie dużo wody, a sprężone powietrze z naczynia dolnego zapewniało dostatecznie wysokie ciśnienie. Powietrze w zbiornikach było oczywiście sprężone przez wodę przepływającą z otwartego zbiornika do zbiornika dolnego.

Uproszczna fontanna Herona: Cel: Przedstawienie i omówienie prawa Pascala. Materiały: - dwie butelki z tworzywa sztucznego z zakrętkami - dwie słomki do napojów - klej do tworzyw sztucznych lub silikon - gwóźdź - szpilka - palnik - woda

Czynności: - sklejamy zakrętki butelek - rozgrzanym w płomieniu palnika gwoździem wykonujemy w sklejonych zakrętkach 2 otwory o średnicy słomek - rozgrzaną w płomieniu palnika szpilką wykonujemy w słomkach 3-4 otworki w odległości ok. 1,5 cm od końców słomek - słomki umieszczamy w zakrętkach tak, aby otworki w słomkach znajdowały się kilka milimetrów nad za-krętkami, a dłuższe części słomek były po przeciwnych stronach sklejonych zakrętek - sklejamy słomki z zakrętkami - do jednej z butelek nalewamy wodę do ok. połowy wysokości butelki - skręcamy zakrętki z butelkami - butelki odwracamy tak, by ta z wodą była u góry  

Wynik: Woda z górnej butelki zacznie wypływać przez słomkę, której większa część znajduje się w dolnej butelce i tryskać ze słomki, której większa część znajduje się w górnej butelce.

Wyjaśnienie: Woda spływająca w dół wytwarza podciśnienie w górnej butelce (nie jest to duże podciśnienie, jako że różnica poziomów wody jest tylko kilkanaście centymetrów). Podciśnienie w górnej butelce zasysa powietrze z dolnej. Nie byłoby żadnej fontanny, gdyby nie małe poprzeczne dziurki w obu rurkach. Przez dziurki przecieka nieco wody, a wpływające do góry powietrze ją porywa i wyrzuca w formie fontanny.

Prawo Pascala: Jeżeli na płyn (ciecz lub gaz) w zbiorniku zamkniętym wywierane jest ciśnienie zewnętrzne, to (pomijając ciśnienie hydrostatyczne) ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wszędzie jednakowe i równe ciśnieniu zewnętrznemu. Prawo to zostało sformułowane w połowie XVII w. przez Blaise`a Pascala, jest prawdziwe wówczas, gdy można pominąć siły grawitacji i inne siły masowe oraz ciśnienia wywołane przepływem płynu. Prawo to wynika z tego, że cząsteczki płynu mogą poruszać się w dowolnym kierunku, wywieranie nacisku z jednej strony zmienia ruch cząstek we wszystkich kierunkach.

Przypisy: -gazeta Wiedza i życie 4/2009 -Internet

Wykonały: Opiekun: Andrzej Błaż Anna Błądek Bożena Błądek ul. Rynek 25, 37-420 Rudnik nad Sanem Tel. 603-778-065, e-mail: ania372@hotmail.com Opiekun: Andrzej Błaż Publiczne Gimnazjum im. Orląt ul Piłsudskiego 7, Rudnik nad Sanem 37-420 Tel. 15 -876-26-03 e-mail: pgrudnik@poczta.onet.pl