Сообщающиеся сосуды: простой домашний эксперимент
Закон сообщающихся сосудов поможет поровну поделить воду в двух одинаковых бутылках
Сосуды, в которых есть общая общая часть — дно или трубка — называются сообщающимися. В сообщающихся сосудах любой формы поверхность жидкости устанавливается на одном уровне. Если возьмем одинаковые пластиковые бутылки и соединим их, вода со временем выйдет на один уровень и объемы воды в обеих емкостях станут одинаковыми. Закон Паскаля утверждает: давление, осуществляемое внешними силами на жидкость, передается в каждую точку жидкости. Поэтому вода будет двигаться с одной бутылки в другую до тех пор, пока давление не сравнится. Поверхность жидкости при этом выйдет на один уровень.
Материалы:
- 2 пластиковые бутылки по 1,5 л
- отрез пластиковой трубки;
- малярная лента или скотч.
Ход работы:
Поставим пару пластиковых бутылок вместе. В правую нальем примерно литр воды, в левую — пол-литра. Для наглядности обозначим уровни малярным скотчем. Далее наши сосуды надо совместить. Для этого вставляем концы трубок в горлышка бутылок, опускаем до самого дна. Сначала в трубке находится воздух, который не смешивается с водой и не дает жидкости двигаться. Нам надо заполнить трубку водой: зажимаем пальцами трубку и перекрываем выход воздуха из правой бутылки. Далее нажимаем на пластиковые стенки правой бутылки. Трубка заполняется водой — и мы получаем сообщающиеся сосуды.
Теперь наблюдаем несколько минут, как вода под давлением заполняет левую бутылку. Это будет происходить, пока давление и уровень воды не сравнятся. Поскольку бутылки у нас одинаковые, то и объем жидкости в них стал одинаковым — так мы разделили полтора литра четко по 0,75 л в каждой бутылке.
Источник
Модель сообщающихся сосудов своими руками
Сообщающимися сосудами называются такие емкости, которые соединены между собой. Жидкость в их разных частях выравнивается на одном высотном столбе. Яркими примерами таких сосудов являются чайник и лейка. Но это приборы, которые сделаны на заводах, то есть уже готовые сообщающиеся сосуды. Очень легко сделать подобные емкости самому.
- Капельница медицинская, ножницы, ручки шариковые, трубочки от фломастеров, скотч или изолента, пластилин, пластиковая бутылка.
Разберите две шариковые ручки, желательно сделанные из прозрачного пластика, чтобы можно было наблюдать за налитой в сообщающиеся сосуды жидкостью. Возьмите трубочку из-под медицинской капельницы, отрежьте от нее кусок длиной в десять-пятнадцать сантиметров. Скрепите концы трубочки и разобранных ручек. Обмотайте изолентой (или скотчем) места соединения, чтобы жидкость не протекала. Расположите стержни ручек вертикально. Налейте воды в получившийся сообщающийся сосуд. Заметьте, даже если стержни ручек не параллельны, уровень воды в них одинаков. Это и есть основное свойство сообщающихся сосудов.
Возьмите пластиковую бутылку, закрытую крышкой. Разрежьте ее пополам, произвольно выбрав высоту будущих емкостей. Установите оба получившихся стакана на стол. Соедините их любой трубочкой (разобранным фломастером, ручкой, капельницей и т.п.). Место соединения должно быть как можно ниже, чтобы опыт можно было проводить с минимальным количеством жидкости. Убедитесь, что в местах установления трубочки жидкость не проливается. Залепите их пластилином. Наливайте воды в один из стаканов. Обратите внимание, что жидкость наполнит оба сосуда на одном уровне.
Самый простой способ получить сообщающийся сосуд – это изогнуть мягкую трубочку в форму латинской буквы «U». И все готово. Сосуды – это вертикально расположенные части трубочки, а их соединение – ее нижняя часть. Можно несколько менять угол расположения вертикальной части емкости, наблюдая при этом за жидкостью, налитой в сосуд. Она будет уравниваться в обеих частях трубочки.
Соблюдайте технику безопасности при работе с ножницами, выбирайте безопасную для здоровья жидкость (вода, молоко, растительное масло).
Места соединения сообщающихся сосудов должны быть максимально подобраны по диаметру, чтобы жидкость не вытекала из собранного прибора.
Чтобы опыт был увлекательным, окрасьте воду в любой цвет обычными акварельными красками.
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google
Privacy Policy and
Terms of Service apply.
Тема работы: « Модель фонтана как пример сообщающихся сосудов»
Оспельников Алексей Владимирович
Капустин Григорий Александрович
Учащиеся 5 А класса
Муниципального общеобразовательного учреждения
«Средняя общеобразовательная школа №1»
Г.Приозерска Ленинградской области, РФ
Николаева Татьяна Борисовна,
Учитель физики МОУ СОШ №1 г.Приозерска ЛО
Закон сообщающихся сосудов в природе и технике.
Фонтан, как пример сообщающихся сосудов.
Практическая часть: делаем фонтан своими руками.
Список литературы и интернет ресурсов.
Всем известно, что законы гидростатики издавна применялись людьми при строительстве первых водопроводов и фонтанов. На занятиях элективного курса по физике мы изучили этот закон и решили применить его на практике: сделать свою модель фонтана, действующий по закону сообщающихся сосудов.
Создание действующей модели фонтана из подручных средств.
Задачи, которые необходимо решить для достижения этой цели:
Познакомиться с принципами работы сообщающихся сосудов.
Выяснить, от чего зависит высота струи фонтана.
Создать действующую модель фонтана из подручных материалов.
Осуществить запуск фонтана.
ЗАКОН СООБЩАЮЩИХСЯ СОСУДОВ В ПРИРОДЕ И ТЕХНИКЕ.
Если наклонять чайник или лейку в разные стороны, то видно, как успокоившись, уровни воды становятся одинаковыми как в самом чайнике, так и в носике. Именно в этом и состоит принцип сообщающихся сосудов. И именно он помогает нам выливать нужное количество воды небольшой струйкой через носик чайника или лейки. В случае с ведром, например, выливать тонкой струйкой было бы гораздо сложнее.
Итак закон сообщающихся сосудов гласит:
В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне.
Закон сообщающихся сосудов нашел широкое применение в человеческой жизнедеятельности. Кроме уже упомянутых леек и чайников, вода в наши дома поступает именно благодаря этому закону. Как мы добываем чистую воду из-под земли? Выкачиваем насосом. Но нельзя же подключить по насосу к каждому крану и к каждой квартире. Поэтому придумали следующую схему – воду накачивают в водонапорную башню, представляющую из себя, по сути, огромный бак на большой высоте. А оттуда по закону сообщающихся сосудов вода под давлением течет в наши дома и льется их кранов, стоит только их открыть. Свое применение закон сообщающихся сосудов нашел и в устройстве шлюзов на реках и каналах, при сооружении некоторых фонтанов и так далее.
ФОНТАН, КАК ПРИМЕР СООБЩАЮЩИХСЯ СОСУДОВ.
Рассмотрим фонтаны Петергофа. Здесь представлены различные стилистические проявления, их сочетание и позднейшая интерпретация. Здесь множество типов и форм фонтанов – чаши, вазы, одноструйные и многоструйные, водные колокола и столпы, фонтаны с турбинным приводом и шутихи в необычном оформлении, фонтаны солирующие, парные и групповые. Но у всех этих фонтанов общий принцип работы.
Жизнь, мощь и силу петергофским фонтанам и каскадам дает фонтанный водовод—замечательное создание русской гидротехники XVIII—первой половины XIX века. Из фонтанного водовода наполняются водоемы Александрии и Пролетарского (Александрийского) парков. Первоначально, в 1715—1718 годах, Петр предполагал соорудить Большой каскад и несколько фонтанов и снабжать их водой, накопленной в бассейне вблизи Верхнего сада. Наполнять этот бассейн должны были две речушки из соседнего Охотного болота.
При строительстве императорской резиденции встала проблема подачи воды. Метод подачи с помощью насосов не рассматривался из-за дороговизны, поэтому пришлось найти иной способ. Петр I где-то прочитал, что воду к фонтанам можно подавать самотеком путем естественного перепада высот. Так и сделали. Был построен канал общей протяжённостью 24 километра, ведущий от близлежащих озер к Петергофу. Общий перепад высоты составляет 100 метров, Таким образом был достигнут необходимый напор воды.
Обслуживанием сложных гидротехнических устройств занимается фонтанная команда. Сегодня это 24 человека летом и 10 зимой. Включаются фонтаны, как и в 18 веке, вручную. По таким трубам периода 19 века и идет вода.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ: ДЕЛАЕМ ФОНТАН СВОИМИ РУКАМИ.
Изготовление модели фонтана мы решили начать с подбора материалов. Мы решили воспользоваться тем, что есть в любом доме: пластиковые бутылки, пенопласт, баллончики с красками, капельница, трубочки и клей.
Потом мы для себя нарисовали примерный чертеж: водонапорная башня, рядом чаша фонтана, соединяющая их труба и емкость для стока воды спрятаны под поверхностью.
Потом мы приступили к сборке. Сначала мы вырезали из пластика и склеили водонапорную башню с «баком» для воды. Бак закрыли крышкой конической формы. Крышку вырезали из листа пластика и скрепили степлером.
Затем мы сделали чашу фонтана из донышка пластиковой бутылки. Из пенопласта мы сделали опорную поверхность, на которой будет располагаться фонтан.
Потом мы перешли к покраске. Крышу и чашу фонтана мы покрасили в фиолетовый цвет, а водонапорную башню и бак в белый.
Потом мы подсоединили бак к чаше фонтана. Затем мы поставили сливную трубу. Все соединения загерметизировали клеем.
Затем мы выровняли опорную поверхность.
Собрали конструкцию на опорной поверхности, приклеили детали.
Проверили действие модели.
Модель фонтана действует.
Высота подъема удовлетворительная. (Мы рассчитывали на большую высоту струи, но, учитывая, что в Петергофе струя фонтана Самсон достигает в высоту 20 м при перепаде высот в 100 м, можно считать наш результат хорошим.)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ РЕСУРСОВ.
А.В. Перышкин, физика 7, Москва, Дрофа, 2010.
Берем две пробирки (лабораторные) 2х стороннюю пробку для этих пробирок и стеклянную трубочку от пипетки, пробиваем отверстие по центру пробки диаметром равным диаметру трубки, сбоку от этого от верстия пробиваем еще одно отверстие диаметром 2 мм, вставляем трубочку в пробку, заливаем в пробирку, примерно наполовину объема легко испаряющуюся жидкость (ацетон, бензин и. т. п.) закрываем пробкой пробирку, при неоходимо чтоб зауженная часть трубки была направлена вверх. 2 ю пробирку пльотно одеваем на пробку .Унас получилось две соединенные вместе пробирки и в нижней части жидкость. Опускаем нижне й частью пробирки в воду (аквариум, мини -бассейн, атак как вода на один два градуса ниже окружающего воздуха (испарение) между сосудами есть разница давлении. Успехов
[ссылка заблокирована по решению администрации проекта] Используя свойства сообщающихся сосудов, можно построить фонтан.
Два сосуда с жидкостью, соединенные между собой трубкой, всегда имеют в обоих коленах одинаковый уровень жидкости.
Ведь мы знаем, что вода давит с одинаковой силой во все стороны. Поэтому-то она и стремится перейти в другой сосуд и будет переходить до тех пор, пока давления в трубке справа и слева не уравновесятся. Если опустить один сосуд, так чтобы уровень воды в нем был ниже, чем у другого, вода может даже вылиться из второго сосуда, а если же второй сосуд закрыть крышкой, в виде воронки, — вода брызнет фонтаном вверх.
Струя фонтана всегда стремится достичь уровня воды в верхнем сосуде. Этому мешает сопротивление воздуха, трение жидкости о стенки трубки и сосудов, а также то, что падающие частицы увлекают вниз частицы поднимающиеся.
Для того, чтобы сделать действующую модель фонтана (рис. 38), надо иметь резервуар с водой (А) , резиновую или стеклянную трубочку (Б) , бассейн (В) .
Чем выше поднять резервуар и тоньше сделать выходное отверстие, тем выше будет бить струя. Используйте маленькую пипетку, сняв с нее резину.
На рисунках 39 и 40 изображены примеры, как можно декорировать фонтан, замаскировав его устройство. Если любите лепить из пластилина, можно сделать и скульптурные группы, использовав живые растения, мох, песок, камешки, даже крашеные и приклеенные к основанию опилки.
Используя свойства сообщающихся сосудов, человек создал водопровод. Вода из бака, помещенного на высокой водонапорной башне, растекается по трубам и стремится подняться вверх до уровня воды в баке. Таким способом вода подается даже на верхние этажи домов.
Соединить две пластиковые бутылки шлангом, через прорезанные отверстия в пробках. В ону налить воду, адругая пусть остается пустой. Затем просто бутлку с водой медленно поднимать выше пустой и получится не большой фонтан.
Александр Лебедев* вопрос Вам .
Правильно ли то, что на верхнюю бутылку я нажимаю, благодаря этому, в нижней ПУСТОЙ бутылке происходит фонтан, должна ли нажимать? или всё-таки должно быть какое-то свое давление воды ?!
Источник: собственный эксперимент.
Учитель: Ковалькова У.А.
.
1. Вводная часть.
Добрый день!
В начале нашей сегодняшней встречи я хочу прочитать вам небольшой отрывок стихотворения.
На фоне шума воды;
“Я видел гнев стихии водной…
Себя почуявши свободной,
И широка, и глубока,
Неслася бешено река.
Всё беспощадно сокрушая
И всё ломая на пути –
Живое, мёртвое смывая,
Она неслась, не уставая –
Кто от неё нас мог спасти?”
Вы сегодня работаете в рабочих листах.
Прочитайте текст, укажите способы, позволяющие предотвратить наводнение.
В Уланском и Тарбагатайском районах Восточного Казахстана в результате обильного схода талых вод возникла угроза разрушения дамб и подтопления сел Привольное и Тугыл.
«Водоем укреплен дамбой, есть придонный аварийный сброс и водоотводной канал. Но в данном случае пропускная способность водосброса оказалась меньше необходимой, а канал забили глыбы льда. Создалась угроза переполнения пруда и, соответственно, подтопления села Привольное», – рассказали в департаменте.
Итак, жители Восточного Казахстана столкнулись с проблемой – наводнения.
Физический смысл: поднимается уровень воды.
Как избежать:
1. Сооружение водохранилищ, которые регулируют сток воды
2. Расширение русла реки
3. Укрепление набережных гранитными стенками
Но существует еще один способ решения этой проблемы.
Это техническое решение-создание и правильное эксплуатирование водоотводного канала.
Действие водоотводного канала основано на принципе действия сообщающихся сосудов. Именно о них и пойдет речь сегодня на уроке.
Запишите в рабочих листах тему урока «Сообщающиеся сосуды».
2. Основная часть
1. Понятие о сообщающихся сосудах.
Свойства сообщающихся сосудов издревле используются человеком. Мы каждый день пользуемся тем, что вода в чайнике и его носике находится на одном горизонтальном уровне. При медленном наклоне чайника этот уровень не меняется, в результате вода из носика начинает выливаться.
В современных электрических чайниках нет длинного носика, но часто имеется указатель уровня воды, который также представляет собой колено сообщающегося сосуда, в котором плавает на поверхности яркий индикатор.
Сформулируйте определение понятия «сообщающиеся сосуды».
Сообщающиеся сосуды – это сосуды, соединенные между собой трубкой.
Научное открытие сообщающихся сосудов датируется 1586 годом (голландский ученый Симон Стевин), но, судя по устройству священной неиссякаемой чаши, оно было известно еще жрецам Древней Греции.
2. Свойство сообщающихся сосудов
Демонстрационный опыт «Сообщающийся сосуд» (Проводит ученик под руководством учителя – комментировано)
Задание. Установите зависимость формы и сечения сообщающегося сосуда и уровня поверхности однородной жидкости.
Для этого заполним сообщающийся сосуд водным раствором перманганата калия (KMnO4).
Вывод: в сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности однородной жидкости устанавливаются на (разных уровнях/одном уровне).
3. Зависимость высоты столба жидкостей от их плотностей
Физика – наука экспериментальная. Физический эксперимент может выполнять двойственную функцию: во-первых, служит источником нового знания, во-вторых, подтверждает или опровергает имеющееся суждение.
В сообщающие сосуды наливают две различные жидкости и обращают внимание на уровень жидкостей (плотность жидкостей известна)
В одно колено наливают раствор марганцовки, а во второе глицерин
Высота столба раствора марганцовки равна…
Высота столба глицерина равна…
Плотность раствора марганцовки….
Плотность глицерина…..
Вывод
4. Применение сообщающихся сосудов.
Александр Николаевич Бенуа сказал «Фонтаны в Версале – изящное украшение, без которого можно обойтись, но без фонтанов Алмату трудно себе представить».
На сегодняшнем занятии предлагаю работая в группах создать действующую модель фонтана.(из предложенных материалов)
Фоновая музыка
Но разговор об областях использования сообщающихся сосудов не завершен. Мы ставим многоточие. А вам дома предстоит подготовить сообщения об устройстве артезианского колодца, римских акведуков, водонапорной башни.
Домашнее задание записано у вас в рабочих листах.
Сегодняшнюю встречу мы начали с разговора о наводнении.
Но есть сила, которая может противостоять этому стихийному бедствию, а также все другим жизненным проблемам. Эта сила – любовь. Любовь к истине, любовь к науке, любовь к ближнему. И мне хочется, что вы всегда помнили об этом.
Спасибо за урок!
Источник