Бесплатная техническая библиотека

Как воду заставили течь наверх. Детская научная лаборатория

Справочник / Детская научная лаборатория

 Комментарии к статье

Древнеарабские рукописи донесли до нас рассказ об удивительных творениях античного изобретателя Герона Александрийского. Одно из них - красивая чудо-чаша в храме, из которой бил фонтан. Нигде не было видно никаких подводящих труб, а внутри - механических устройств. Откуда же бралась вода? Почему устремлялась вверх?!

Даже современный человек удивился бы. Ведь это вопреки закону всемирного тяготения!

Но увидеть прапраправнука героновского фонтана можно было на недавней выставке научно-технического творчества молодежи. Среди ее экспонатов демонстрировался сосуд, очень похожий на древнюю чашу. Из него тоже фонтанировала вода. Сосуд можно было потрогать, взять в руки... Но как и откуда бил фонтан - оставалось секретом. Чудо?

- Нет, - ответил автор игрушки Виктор Жигунов. И объяснил нам принцип действия на простейшей модели.

Возьмите трубку длиной около 400 мм, вставьте в нее две пробки из плотной резины, а в пробки - кусочки стержня от шариковой ручки, как показано на рисунке 1. Потом трубку переверните и заполните пространство между пробками водой. Вернув все в исходное положение, погрузите устройство в наполненную водой ванну, причем обязательно вертикально. И вы увидите, как из верхнего стержня ударит струйка воды. Почему? Разгадка проста. Вода в ванне давит на воздух под пробками, а тот, в свою очередь, на воду, что между ними залита, и выталкивает ее наружу. Вот вам и объяснение секрета Герона!

Вы спросите, что же заставляло воду фонтанировать, когда к сосуду Герона не прикладывалась никакая сила и его не погружали в воду?

Давайте построим еще одну модель - фонтана-автомата. Возьмите разноцветные пластмассовые кубики (у многих из вас они лежат без дела). Соедините их, как показано на рисунке 2, и закрепите на проволочном каркасе. Нагретым гвоздем проткните в кубиках отверстия. Вставьте в них резиновые или пластмассовые оплетки-трубочки, снятые с электрических проводов. Желательно, чтобы внутренний диаметр их не превышал 2-3 мм. Проследите, чтобы в кубиках одни трубки почти касались дна, другие - верха. Все соединения должны быть герметичными.

"Чашу" подберите от подходящей сломанной игрушки или вырежьте из оболочки старого резинового мяча, а наконечник - из стержня от шариковой ручки.

Фонтанчик готов. Теперь его надо "зарядить". Понемногу наливайте воду в чашу. Вода постепенно станет переливаться в нижний левый кубик. Наполнив его, переверните ваше устройство - вода потечет в верхний кубик. Снова переверните и долейте воду в чашу. Повторите операцию еще и еще раз, пока не заполнятся все верхние кубики. Вот теперь ударит фонтан.

Когда он иссякнет, переверните устройство на 180° - оно перезарядится, и все повторится.

Принцип действия такого устройства понять нетрудно В этом опыте работает вода, приподнятая в одних кубиках на некоторую высоту по отношению к другим уровням.

Виктор Жигунов был неодинок в своих попытках построить действующую модель фонтана Герона. В США над этой же проблемой работал изобретатель Джон Фолкис. На рисунке 3 представлена разработанная им действующая модель. Выполнена она из органического стекла, поэтому сквозь прозрачные стенки видно, куда и как перетекает вода.

На рисунке 3а фонтан подготовлен к работе. Под действием силы тяжести вода из верхнего отсека перетекает в нижний. Воздух там постепенно сжимается и начинает давить на жидкость в среднем отсеке - ведь они сообщаются между собой. В результата жидкость поднимается по трубочке насадки и начинает из нее фонтанировать (рисунок 3б). Продолжается это до тех пор, пока уровень воды в среднем отсеке опустится до отметки, когда вода лишь касается нижнего торца наконечника (рисунок 3в). Теперь, чтобы привести в действие устройство, необходимо снова "зарядить" - перераспределить воду в отсеках. Его переворачивают на 180°, и все повторится, только в обратной последовательности (рисунок 3г, д и е).

Американский изобретатель сделал еще одну любопытную игрушку на аналогичном принципе, где применил водяное колесо. Вода (см. рис. 4), переливаясь из трубки, заставляет его вращаться. Очень многим, кто впервые видит эту игрушку, кажется, что перед ними вечный двигатель. Но вам теперь не составит труда объяснить его работу.

Фонтан Герона, приборы Жигунова и Фолкиса - только ли забавными фокусами способны они нас удивлять? Виктор Жигунов считает, что такие конструкции могут иметь вполне серьезное промышленное применение. Например, используя принцип Герона, можно создавать высокопроизводительные насосные установки непрерывного действия, которые смогут поднимать воду на высоту нескольких метров, не расходуя при этом ни грамма угля или бензина, ни ватта электрической энергии. Как это можно осуществить, наглядно показано на рисунке 5. Поперек реки установлена плотина, верхний край которой чуть ниже уровня воды. Вода, переливаясь через край, падает на ротор, собранный из нескольких больших бочек, соединенных трубками, как в одной из наших моделей, и вращает его.

Но можно обойтись и вовсе без плотины, если тот же ротор, как показано на рисунке 6, будет вращаться на валу в притопленном состоянии. Система из последовательно соединенных между собой бочек будет поочередно забирать внутрь то воздух, то воду и поднимать ее. Так даровая энергия течения реки сможет без промежуточных преобразователей подавать воду для полива садов и огородов, питать оросительные системы, использоваться для других промышленных нужд.

Попробуйте воспользоваться советами древнего умельца и его последователей - наших современников.

Автор: В.Алешкин

 Рекомендуем интересные статьи раздела Детская научная лаборатория:

▪ Сила ржавчины

▪ Электромотор из скрепок

▪ Делаем холод

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Миниатюрный тепловизор 26.04.2013 Оборонный подрядчик, компания DRS Technologies, разработала инфракрасную камеру с пикселями размером всего в пять микрон или пять миллионных долей метра. Это сравнимо с размером пикселя фотокамеры обычного смартфона и намного меньше, чем пиксели на матрицах современных тепловизоров. Поскольку при одинаковом разрешении новый ИК-сенсор в 6 раз меньше, в производстве он будет в 36 раз дешевле. Нынешние тепловизоры либо очень громоздки и устанавливаются только на тяжелую технику, либо имеют низкое разрешение (около 320х240 пикселей), чего недостаточно для военного использования, например с борта БПЛА. Сегодня же нужны индивидуальные тепловизионные приборы наблюдения, которые будут достаточно дешевы и компактны, чтобы ими можно было оснастить каждого солдата. Тепловизионные очки дадут огромное преимущество в бою, поскольку они обеспечивают обнаружение теплоконтрастных целей (например человека на фоне местности) даже в условиях задымления, за многими легкими укрытиями, при любых условиях освещенности, во время снега и дождя. Солдаты с тепловизорами могут уверенно действовать даже в условиях сплошной дымовой помехи, тогда как противник без аналогичных приборов будет беспомощен. До сих пор уменьшить размер пикселей ИК-матрицы не удавалось, поскольку при уменьшении пикселя он становится слишком восприимчив к помехам: "мусорные" фотоны "забивают" большую часть пикселя, в результате чего изображение заполняется серым шумом помех. В DARPA не объясняют, как именно удалось решить эту проблему, лишь подчеркивают, что уменьшены размеры пикселей, а не их количество на матрице. Все технические подробности технологии, касающиеся соотношения сигнал-шум, пока остаются в секрете, но в DARPA говорят, что компактный тепловизор дает такую же качественную картинку, как и более крупные аналоги.

Другие интересные новости:

▪ Солнечные бури станут разрушительнее

▪ Реклама алкоголя действует на подростков

▪ Зеленый чай может предотвращать инфаркты и инсульты, вызванные атеросклерозом

▪ Чистая энергетика обошла угольную

▪ Робот для домашнего хозяйства

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Личный транспорт: наземный, водный, воздушный. Подборка статей

▪ статья Точность (аккуратность) - вежливость королей. Крылатое выражение

▪ статья Какие животные настолько территориальны, что могут умереть из-за простого соседства с сородичем? Подробный ответ

▪ статья Шалфей лекарственный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Универсальный блок регуляторов на микросхеме LM1040. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электронный балласт ламп ЛБ-20. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026