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LABORATORIO SCIENTIFICO PER BAMBINI
Come l'acqua è stata costretta a scorrere verso l'alto. Laboratorio di scienze per bambini
Elenco / Laboratorio di scienze per bambini Antichi manoscritti arabi ci hanno portato la storia delle incredibili creazioni dell'antico inventore Airone di Alessandria. Uno di questi è una bellissima coppa miracolosa nel tempio, da cui sgorgava una fontana. Nessun tubo di alimentazione era visibile da nessuna parte e all'interno non c'erano dispositivi meccanici. Da dove veniva l'acqua? Perché si è affrettato?! Anche una persona moderna sarebbe sorpresa. Dopotutto, questo è contrario alla legge di gravità! Ma potresti vedere il pronipote della fontana dell'Airone in una recente mostra di creatività scientifica e tecnica dei giovani. Tra i suoi reperti c'era una nave, molto simile a un'antica ciotola. Anche l'acqua sgorgava da esso. Il vaso poteva essere toccato, raccolto... Ma come e da dove sgorgasse la fontana rimaneva un segreto. Miracolo? - No, - ha risposto l'autore del giocattolo Viktor Zhigunov. E ci ha spiegato il principio di azione sul modello più semplice. Prendi un tubo lungo circa 400 mm, inserisci due tappi di gomma densa e pezzi di una penna a sfera nei tappi, come mostrato nella Figura 1. Quindi capovolgi il tubo e riempi lo spazio tra i tappi con acqua. Dopo aver riportato tutto nella sua posizione originale, immergi il dispositivo in un bagno pieno d'acqua e assicurati di farlo verticalmente. E vedrai come un rivolo d'acqua colpirà dall'asta superiore. Perché? La soluzione è semplice. L'acqua nella vasca preme sull'aria sotto i tappi, che, a sua volta, sull'acqua che si riempie tra di loro, la spinge fuori. Ecco la spiegazione del segreto di Heron!
Chiedi, cosa ha fatto sgorgare l'acqua quando nessuna forza è stata applicata alla nave di Erone e non era immersa nell'acqua? Costruiamo un altro modello: una fontana. Prendi cubi di plastica multicolori (molti di voi li hanno in giro). Collegarli come mostrato nella Figura 2 e fissarli al telaio metallico. Usa un chiodo caldo per fare dei buchi nei cubi. Inserire al loro interno trecce di tubo di gomma o plastica rimosse dai cavi elettrici. È auspicabile che il loro diametro interno non superi i 2-3 mm. Fate in modo che nei cubetti alcuni tubi tocchino quasi il fondo, altri quasi tocchino la parte superiore. Tutti i collegamenti devono essere serrati. Prendi una "ciotola" da un giocattolo rotto adatto o ritagliala dal guscio di una vecchia palla di gomma e la punta da una penna a sfera. La fontana è pronta. Ora deve essere caricato. Versare l'acqua poco alla volta nella ciotola. L'acqua traboccherà gradualmente nel cubo in basso a sinistra. Dopo averlo riempito, capovolgi il dispositivo: l'acqua scorrerà nel cubo superiore. Girare di nuovo e aggiungere acqua alla ciotola. Ripetere l'operazione ancora e ancora fino a riempire tutti i cubetti superiori. Ora la fontana colpirà. Quando si esaurisce, capovolgi il dispositivo di 180°: si ricaricherà e tutto si ripeterà. Il principio di funzionamento di un tale dispositivo non è difficile da capire: in questo esperimento, l'acqua funziona, sollevata in alcuni cubi ad una certa altezza rispetto ad altri livelli. Viktor Zhigunov non era solo nei suoi tentativi di costruire un modello funzionante della Fontana dell'Airone. Negli Stati Uniti, l'inventore John Folkis ha lavorato allo stesso problema. La figura 3 mostra il modello di lavoro che ha sviluppato. È realizzato in vetro organico, quindi attraverso le pareti trasparenti puoi vedere dove e come scorre l'acqua. Nella figura 3a, la fontana è pronta per il funzionamento. Sotto l'influenza della gravità, l'acqua dal compartimento superiore scorre in quello inferiore. L'aria lì viene gradualmente compressa e inizia a fare pressione sul liquido nello scomparto centrale - dopotutto, comunicano tra loro. Di conseguenza, il liquido sale attraverso il tubo dell'ugello e inizia a sgorgare da esso (Figura 3b). Questo continua fino a quando il livello dell'acqua nel compartimento centrale scende al segno quando l'acqua tocca solo l'estremità inferiore della punta (Figura 3c). Ora, per mettere in funzione il dispositivo, è necessario "ricaricare" di nuovo - per ridistribuire l'acqua negli scomparti. Viene capovolto di 180 ° e tutto si ripeterà, solo in ordine inverso (Figura 3d, e ed f). L'inventore americano ha realizzato un altro curioso giocattolo su un principio simile, dove ha usato una ruota idraulica. L'acqua (vedi Fig. 4), fuoriuscendo dal tubo, lo fa ruotare. A molti che vedono questo giocattolo per la prima volta, sembra di avere davanti a sé una macchina a moto perpetuo. Ma ora non sarà difficile per te spiegare il suo lavoro. La fontana di Heron, i dispositivi di Zhigunov e Folkis: sono in grado di sorprenderci solo con trucchi divertenti? Viktor Zhigunov ritiene che tali progetti possano avere applicazioni industriali piuttosto serie. Ad esempio, utilizzando il principio di Heron, è possibile creare gruppi di pompaggio continui ad alte prestazioni in grado di sollevare l'acqua fino a diversi metri di altezza senza consumare un grammo di carbone o benzina o un watt di energia elettrica. Il modo in cui ciò può essere fatto è mostrato chiaramente nella Figura 5. Una diga è installata attraverso il fiume, il cui bordo superiore è leggermente al di sotto del livello dell'acqua. L'acqua, traboccante dal bordo, cade sul rotore, assemblato da diversi grandi barili collegati da tubi, come in uno dei nostri modelli, e lo fa ruotare. Ma puoi fare a meno di una diga se lo stesso rotore, come mostrato nella Figura 6, ruota su un albero in uno stato sommerso. Un sistema di barili collegati in serie prenderà alternativamente aria o acqua e la solleverà. Così l'energia gratuita del flusso fluviale potrà fornire acqua per l'irrigazione di giardini e frutteti, alimentare sistemi di irrigazione ed essere utilizzata per altre esigenze industriali senza convertitori intermedi. Prova a usare il consiglio di un antico artigiano e dei suoi seguaci, i nostri contemporanei. Autore: V.Aleshkin
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