Чудеса александрийские

Сами подумайте, заходят люди в храм, а там красивенькая чаша стоит, а из неё бьёт фонтан? «Но как? – диву давались они. – Нигде никаких подводящих трубочек тебе к ней, а внутри – механизмов. Вода из фонтана бьёт сама». Волшебство – решили они. Не тут‑то было!

Чудесному фонтанчику, работающему без каких‑либо внешних источников энергии, ещё как можно найти объяснение. И всего‑то нужно знать физику. Третьеклассник Волоконовской средней школы № 1 Максим Селихов не только разгадал секрет фонтана Герона, но и смастерил его сам (за помощь спасибо учителю начальных классов Оксане Александровне Алтуховой). Со своей исследовательской работой «Фонтан Герона своими руками» он стал лауреатом всероссийского конкурса «Первые шаги в науке».

Максим Селихов / Фото: из личного архива Максима Селихова

И чаша с сосудами превращаются…

Предлагаем смастерить вместе фонтан Герона. Но для начала запомните, из чего же он состоит (см. схему). Итак…

Верхушка

На вершинке прописалась чаша – открытая ёмкость, похожая на мисочку или тарелку. Называют её ещё точкой отсчёта, ведь именно отсюда вода «стартует», то есть начинается двигаться.

Серединка

Чуть пониже обосновалась ёмкость, это может быть специальная колбочка, баночка или бутылка. Она наполнена водой.

А внизу…

Ещё одна ёмкость, такая же, как её верхняя соседка-серединка. Только она в самом начале эксперимента совсем пустая.

И… трубочки!

Они соединяют чашу и две ёмкости – серединку и низ – между собой. По ним и «путешествует» вода в фонтанчике.

Схема фонтана Герона

На заметку!

Фонтан Герона, каких бы размеров он ни был, не может работать очень долго, он же не вечный. Но вы, ребята, сможете легко «перезарядить» его, и он снова зажурчит. Как? Всего‑то нужно будет поменять среднюю и нижнюю ёмкости местами. Вы легко справитесь с задачкой, особенно, когда узнаете секретики работы фонтана. Ищите их ниже.

Домашний фонтанчик

Ну что, запасаемся всем необходимым (ведь не всё сразу найдётся под рукой, придётся отыскать с родителями трубочки) и айда мастерить фонтан Герона. Конечно же, его упрощённую версию. Но фонтанчик работать будет, даже не сомневайтесь. Главное – не перепутайте, куда какую трубочку вставлять (а в этом вам помогут схема и фото) и правильно расположите все ёмкости. Итак…

Приступим!

Нам понадобятся:

Две стеклянные банки,

Две полимерные крышки,

Резиновые колечки или пластилин,

Полимерные трубочки,

Пластиковая ёмкость/небольшой контейнер,

2–3 литра воды.

Шаг 1.

Возьмите две крышки и ёмкость-чашу фонтана (лучше всего брать ненужный вам контейнер из пластика, чтобы не жалко было его дырявить) и попросите взрослых аккуратно проделать в них по два отверстия в каждом, чтобы в них можно было протянуть трубочки. Полимерные трубочки и крышки соедините между собой, как показано на фотопримере, присоедините чашу фонтана. Все стыки входа трубочек зафиксируйте пластилином или резиновыми колечками (то есть загерметизируйте).

Это интересно!

Фонтан Герона ещё прозвали «консервированным фонтаном». А всё из‑за того, что, мастеря его, мы используем герметичные сосуды (не зря же вы на стыках трубочек прикрепляли пластилин!) – то есть закрытые наглухо и совсем не пропускающие воздух.

Шаг 2.

Две стеклянные банки закройте подготовленными крышками с трубками. Всё! Наш фонтанчик готов. Пора опробовать его!

Две баночки

Каких размеров взять баночки? Решайте сами. Максим поэкспериментировал с литровой и полуторалитровой. Главное, ту, что побольше, разместить снизу, а меньшую – посерединке. Не перепутайте, иначе фонтанчик не заработает. Можно также взять баночки одинакового объёма.

Шаг 3.

Налейте воду в банку, которая разместится под чашей фонтана. ВНИМАНИЕ: не заполняйте банку полностью водой, оставьте примерно её 1/8 часть пустой.

Шаг 3. / Фото: из личного архива Максима Селихова

Шаг 4.

Разместите сосуды, то есть свои банки так, чтобы баночка с водой была выше пустой банки. Конечно же, она вовсе не пустая, а заполнена воздухом.

Шаг 4. / Фото: из личного архива Максима Селихова

Шаг 5.

Налейте воду в чашу фонтана.

Шаг 5. / Фото: из личного архива Максима Селихова

Шаг 6.

Наберитесь немножко терпения и але-оп! Наш фонтан работает. Вот она первая струйка (6.1.)…

Шаг 6.1. / Фото: из личного архива Максима Селихова

Ещё секундочку… ух ты она стала в разы больше (6.2.)! Наш домашний мини-фонтанчик продолжает и продолжает бить струёй воды!

Шаг 6.2. / Фото: из личного архива Максима Селихова

Почему так происходит?

Итак, разберёмся, что же происходит в этом хитросплетении трубочек. Мы наливаем воду в чашу, она под давлением атмосферного воздуха начинает медленно «спускаться» по трубочке в самую нижнюю баночку. Но мы то уже знаем, не такая уж она и пустая. Находящийся в ней воздух под давлением воды тоже начинает перемещаться, ещё бы – вода его вытесняет, то есть выталкивает! Вот по воздухоотводной трубочке он и устремляется в верхнюю банку. А там… вода! Давление воздуха из нижнего сосуда начинает выталкивать её через трубочку в верхнюю чашу и… фонтан начинает работать. Конечно же, не бесконечно. Наша незамысловатая конструкция будет работать до тех пор, пока вся вода из верхней чаши не перельётся в нижнюю баночку и в ней не закончится воздух.

Это важно!

Чтобы эксперимент удался, все три сосуда, то есть чашу и две баночки, нужно разместить на разной высоте: чашу выше всех, баночку без воды – в самом низу, а с водой – посерединке между ними. Кстати, вот вам маленькая хитрость: чем ниже вы опустите банку, заполненную воздухом (то есть вы тем самым увеличите давление), тем выше поднимется струйка воды. А вот если банки поставите на одном уровне (как вы уже наверняка догадались, тогда получится одинаковое давление), то фонтан, к сожалению, работать не будет.

А знаете ли вы…

Если украсить конструкцию нашего упрощённого домашнего фонтанчика, то получится отличное украшение для дома или квартиры, дачи, а может даже холла школы… (на что фантазии хватит!)