水が強制的に上向きに流れた様子。図面、説明

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水がどのようにして上向きに流れたのか。子ども科学実験室

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古代アラビア語の写本は、古代の発明家アレキサンドリアのヘロンの驚くべき創造物の物語を私たちにもたらしました。そのうちの XNUMX つは、寺院にある美しい奇跡のボウルで、そこから噴水が流れ出ていました。どこにも供給パイプは見られず、内部には機械装置もありませんでした。水はどこから来たのですか？なぜ上に向かって突進してきたのか？

現代人でも驚くでしょう。結局のところ、これは万有引力の法則に反しています。

しかし、若者の科学的および技術的創造性を紹介する最近の展示会で、サギの泉の玄孫を見ることができました。展示品の中には古代の椀によく似た器もありました。そこからも水が湧き出ていました。容器に触れたり、手に取ったりすることはできました...しかし、噴水がどこからどのようにして来たのかは秘密のままでした。奇跡？

「いいえ」とおもちゃの作者、ヴィクトル・ジグノフは答えた。そして、簡単なモデルを使って動作原理を説明してくれました。

図 400 に示すように、長さ約 1 mm のチューブを用意し、その中に XNUMX つの高密度ゴム栓を挿入し、ボールペンの破片をプラグに挿入します。次に、チューブを裏返し、プラグ間のスペースを水で満たします。元の位置に戻したら、水を張った浴槽に本体を浸し、必ず垂直にしてください。そして、上部のロッドから水流が噴出しているのがわかります。なぜ？解決策は簡単です。お風呂の水が栓の下の空気を押すと、栓の間に注がれた水が押し出されて押し出されます。ヘロンの秘密を解説します！

水がどのように上向きに流れるように強制されたか

サギの器に力が加えられておらず、水にも浸されていないのに、なぜ水が湧き出るのかと疑問に思うかもしれません。

別のモデル、自動噴水を構築しましょう。カラフルなプラスチックの立方体を用意します (多くの人がそこらに転がっています)。図 2 に示すようにそれらを接続し、ワイヤーフレームに固定します。加熱した釘を使用して立方体に穴を開けます。電線から外したゴムやプラスチックの編組チューブを電線に挿入します。内径が 2 ～ 3 mm を超えないようにすることをお勧めします。立方体の中で、いくつかのチューブがほぼ底に接触し、他のチューブがほぼ上部に接触していることを確認してください。すべての接続はしっかりと締める必要があります。

「ボウル」は壊れたおもちゃ、または古いゴムボールの殻から切り取ったものから選択し、先端はボールペンのリフィルから選択します。

噴水の準備ができました。ここで「充電」する必要があります。ボウルに水を少しずつ注ぎます。左下の立方体に水が徐々に流れ込んでいきます。水を入れた後、デバイスを裏返すと、上部の立方体に水が流れ込みます。もう一度ひっくり返してボウルに水を加えます。上の立方体がすべて埋まるまで、この操作を何度も繰り返します。今、噴水が湧き出ます。

充電がなくなったら、デバイスを 180 度回転させます。再充電され、すべてが繰り返されます。

このような装置の動作原理を理解するのは難しくありませんが、この実験では、水がいくつかの立方体の中で他のレベルと比較して特定の高さまで持ち上げられて機能します。

ヘロンの噴水の実用的なモデルを構築しようとしたのは、ヴィクトル・ジグノフだけではありませんでした。米国では、発明家のジョン・フォークスが同じ問題に取り組みました。図 3 は、彼が開発した実用モデルを示しています。有機ガラスでできているので、透明な壁を通して水がどこにどのように流れるのかを見ることができます。

図 3a では、噴水は動作の準備ができています。重力の影響により、水は上部の区画から下部の区画に流れます。そこの空気は徐々に圧縮され、中央のコンパートメント内の液体に圧力をかけ始めます - 結局のところ、それらは互いに通信しています。その結果、液体がノズルチューブ内を上昇し、ノズルチューブから噴出し始めます (図 3b)。これは、中央コンパートメントの水位が先端の下端にのみ水が触れる点まで低下するまで続きます (図 3c)。ここで、装置を作動させるには、再び「充電」する必要があります。これは、コンパートメント内の水を再分配するためです。これを 180 度回転すると、すべてが逆の順序でのみ繰り返されます (図 3d、e、f)。

アメリカの発明家は、水車を使って、同様の原理に基づいた別の興味深いおもちゃを作りました。チューブから溢れる水（図4参照）によりチューブが回転します。このおもちゃを初めて見た人の多くは、永久機関を見ているのだと思います。しかし、今ではその働きを説明するのは難しくないでしょう。

アオサギの泉、ジグノフとフォルキスの装置 - それらは面白いトリックで私たちを驚かせることしかできないのでしょうか？ヴィクトル・ジグノフは、そのような構造は非常に深刻な産業用途に応用できると信じています。たとえば、ヘロンの原理を使用すると、石炭やガソリンを 5 グラムも消費せず、あるいは電気エネルギーを XNUMX ワットも消費せずに、水を数メートルの高さまで持ち上げることができる高性能の連続ポンプユニットを作成することができます。これがどのように行われるかは、図 XNUMX に明確に示されています。ダムは川を横切って設置され、その上端は水面のすぐ下にあります。エッジから溢れた水は、当社のモデルの XNUMX つのように、チューブで接続されたいくつかの大きなバレルから組み立てられたローター上に落ち、ローターを回転させます。

しかし、図 6 に示すように、同じローターが水没した状態でシャフト上で回転する場合は、ダムをまったく使わずに済みます。樽を直列につないだシステムで、内部に空気と水を交互に取り込んで上昇させます。したがって、川の流れの自由エネルギーは、中間コンバータなしで、庭や菜園に水をまくための水を供給したり、灌漑システムに電力を供給したり、他の産業上のニーズに使用したりすることができます。

古代の職人とその追随者である私たちの同時代人のアドバイスを活用してみてください。

著者：V.Aleshkin

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