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科技小制作:希罗喷泉  

2017-06-20 21:30:32|  分类: 物理小制作 |  标签: |举报 |字号 订阅

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科技小制作:希罗喷泉  


  以下图片转载自网络,找不到原创作者,无法给出相关链接,在此对作者表示衷心感谢!
      亚历山大里亚的希罗(公元10年-70年),是古希腊的一位著名的科学家和发明家,我们曾经介绍过的“希伦蒸汽机”就是他发明的,关于希伦蒸汽机请参考“我爱制作网www.52zhizuo.com”的相关文章。

      不错“希罗”和“希伦”是一个人,中国教育界对外国科学家人名的翻译似乎没有统一的标准,往往让人迷惑。比方电压的单位是“伏特”,而化学电池被叫做“伏打电池”,其实“伏特”和“伏打”也是同一个人。
      希罗有很多发明,比方希伦蒸汽机、风力机械装置、注射器等。最有趣的是一种自动售货机,向里面投入硬币,这台机器就会自动流出一定分量的“圣水”,很像现在的自动咖啡机啊。

      普通喷泉利用了连通器的原理。比方在山上修建一个蓄水池,用一根管子把池子里的水引到山下,因为山上水的液面高于山下,压力差会使山下水管里的水喷向空中,成为喷泉。但是这种喷泉喷出的水会高于山顶的水池吗?显然不会,最多只能与山顶的水面等高,这是很简单的物理原理。
      但是希罗喷泉不同,希罗喷泉相当于建在山顶,喷出的水柱远高于山顶的蓄水池,所以第一次看到它的人会惊讶不已,仿佛它违反了最基本的物理定律。当然希罗喷泉是不会打破物理定律的,你发现任何貌似不符合物理定律的现象,都只是由于你了解的深度不够而已。
      下图是普通喷泉与希罗喷泉的比较。

科技小制作:希罗喷泉 - 物理 - 物理

      对普通喷泉来说,山顶水面高度与喷泉喷嘴处水面高度的差h,这段高度的水柱产生的压力,就是喷泉往空中喷发的动力,这一点很好理解。
      对希罗喷泉而言,同样是利用了水的液面高度差造成的压力,使水柱喷向空中,只不过装置非常巧妙而已。容器A,就是山顶的蓄水池里的水,通过水管1进入容器C,C是建在山脚的一个密封的容器,设A与C的水的液面高度差为h1。容器C里面一半装的是水,一半是空气。因为它是密封的,所以里面的空气要受到A里面过来的水的压力,换算到压强,也就是h1高度的水造成的压强,有初中物理知识的可以算出具体结果来。
      容器C里面的压力,通过管2(注意管2里面没有水,只有空气),被传导到上面另外一个密封的容器B里面。B里也是一半水一半空气,因为它与容器C里的空气通过管2连同,所以它里面空气的压力与C里面是相同的,都是h1那么高的水柱造成的压力。注意管2里面的空气柱也有一定的高度,而且压力大于1个大气压,因此它也产生一定的压力,但是由于空气的密度与水相比可以忽略不计,所以它产生的压力也可以忽略不计。
      容器B里面的水,通过管3伸到A的水面之上,也就是喷泉的喷嘴处,我们假设它们的高度差是h2。那么管3的喷嘴处的水受到的压强,就等于h1减h2这么高的水造成的压强。我们看到h1明显高于h2,因此喷嘴处的水受到正的压力,就会喷向空中。h1与h2的高度差越大,喷管里的水受到的压力也就越大,水柱也就喷的越高,就造成了山顶处有喷泉的奇观。

      想想在几千年前的古希腊,那时候没有水泵也没有电动机,山顶的喷泉的确算是一个奇观。
      弄懂了希罗喷泉的原理,我们不由得感叹,古希腊的文明是多么伟大,希罗这个人是多么聪明。怎么,你还没弄懂?没关系的,你只不过比一位伟大的发明家笨那么一点点……
      下面我们自动动手来做一个希罗喷泉的模型,以下图片是一位外国朋友做的,我们在此向他表示感谢!
      需要的材料是:3个矿泉水瓶,3支吸管,长度分别是20、30、40厘米。普通吸管可能没有那么长,可以去杂货店或者卖观赏鱼的地方,买那种抽水的细塑料管。

科技小制作:希罗喷泉 - 物理 - 物理

      需要的工具是:手电钻和大剪刀。手电钻是用来在瓶子上钻孔的,当然你也可以用烧红的钉子,或者用小刀慢慢在瓶子上钻孔,只不过麻烦一些,或者钻的孔不圆、不光滑而已。

科技小制作:希罗喷泉 - 物理 - 物理

      首先把一个矿泉水瓶切下1/3,用来做希罗喷泉最上面那个容器,也就是放在“山顶”的容器A。

科技小制作:希罗喷泉 - 物理 - 物理

      然后用手电钻在A的瓶盖上钻孔,孔的直径要等于或者略小于你所用的吸管的外径。

科技小制作:希罗喷泉 - 物理 - 物理

      钻完孔的瓶盖。

科技小制作:希罗喷泉 - 物理 - 物理

      这是组装完成后的各个瓶子的相对位置。注意每个瓶盖上的孔的对应位置不要弄错,不然穿不进吸管。假如吸管与瓶盖之间密封不好,可以用点玻璃胶或者万能胶。

科技小制作:希罗喷泉 - 物理 - 物理

      组装完成后,只要2号瓶里装满水就可以了。然后用另外一个容易向1号瓶加水,水通过管1流入最下面的3号瓶,压力传导进中间的2号瓶,整个装置开始运作,管3顶端开始有喷泉喷出,直至2号瓶里的水全部喷出。如果你所使用的吸管太粗的话,可能看不到比较明显的喷泉效果,可以把喷嘴的地方用加热的方法弄细一些。

摘要
: 以下图片转载自网络,找不到原创作者,无法给出相关链接,在此对作者表示衷心感谢! 亚历山大里亚的希罗(公元10年-70年),是古希腊的一位著名的科学家和发明家,我们曾经介绍过的“希伦蒸汽机”就是他发明的,关于 ...

      以下图片转载自网络,找不到原创作者,无法给出相关链接,在此对作者表示衷心感谢!
      亚历山大里亚的希罗(公元10年-70年),是古希腊的一位著名的科学家和发明家,我们曾经介绍过的“希伦蒸汽机”就是他发明的,关于希伦蒸汽机请参考“我爱制作网”的相关文章。

      不错“希罗”和“希伦”是一个人,中国教育界对外国科学家人名的翻译似乎没有统一的标准,往往让人迷惑。比方电压的单位是“伏特”,而化学电池被叫做“伏打电池”,其实“伏特”和“伏打”也是同一个人。
      希罗有很多发明,比方希伦蒸汽机、风力机械装置、注射器等。最有趣的是一种自动售货机,向里面投入硬币,这台机器就会自动流出一定分量的“圣水”,很像现在的自动咖啡机啊。

      普通喷泉利用了连通器的原理。比方在山上修建一个蓄水池,用一根管子把池子里的水引到山下,因为山上水的液面高于山下,压力差会使山下水管里的水喷向空中,成为喷泉。但是这种喷泉喷出的水会高于山顶的水池吗?显然不会,最多只能与山顶的水面等高,这是很简单的物理原理。
      但是希罗喷泉不同,希罗喷泉相当于建在山顶,喷出的水柱远高于山顶的蓄水池,所以第一次看到它的人会惊讶不已,仿佛它违反了最基本的物理定律。当然希罗喷泉是不会打破物理定律的,你发现任何貌似不符合物理定律的现象,都只是由于你了解的深度不够而已。
      下图是普通喷泉与希罗喷泉的比较。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      对普通喷泉来说,山顶水面高度与喷泉喷嘴处水面高度的差h,这段高度的水柱产生的压力,就是喷泉往空中喷发的动力,这一点很好理解。
      对希罗喷泉而言,同样是利用了水的液面高度差造成的压力,使水柱喷向空中,只不过装置非常巧妙而已。容器A,就是山顶的蓄水池里的水,通过水管1进入容器C,C是建在山脚的一个密封的容器,设A与C的水的液面高度差为h1。容器C里面一半装的是水,一半是空气。因为它是密封的,所以里面的空气要受到A里面过来的水的压力,换算到压强,也就是h1高度的水造成的压强,有初中物理知识的可以算出具体结果来。
      容器C里面的压力,通过管2(注意管2里面没有水,只有空气),被传导到上面另外一个密封的容器B里面。B里也是一半水一半空气,因为它与容器C里的空气通过管2连同,所以它里面空气的压力与C里面是相同的,都是h1那么高的水柱造成的压力。注意管2里面的空气柱也有一定的高度,而且压力大于1个大气压,因此它也产生一定的压力,但是由于空气的密度与水相比可以忽略不计,所以它产生的压力也可以忽略不计。
      容器B里面的水,通过管3伸到A的水面之上,也就是喷泉的喷嘴处,我们假设它们的高度差是h2。那么管3的喷嘴处的水受到的压强,就等于h1减h2这么高的水造成的压强。我们看到h1明显高于h2,因此喷嘴处的水受到正的压力,就会喷向空中。h1与h2的高度差越大,喷管里的水受到的压力也就越大,水柱也就喷的越高,就造成了山顶处有喷泉的奇观。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      对普通喷泉来说,山顶水面高度与喷泉喷嘴处水面高度的差h,这段高度的水柱产生的压力,就是喷泉往空中喷发的动力,这一点很好理解。
      对希罗喷泉而言,同样是利用了水的液面高度差造成的压力,使水柱喷向空中,只不过装置非常巧妙而已。容器A,就是山顶的蓄水池里的水,通过水管1进入容器C,C是建在山脚的一个密封的容器,设A与C的水的液面高度差为h1。容器C里面一半装的是水,一半是空气。因为它是密封的,所以里面的空气要受到A里面过来的水的压力,换算到压强,也就是h1高度的水造成的压强,有初中物理知识的可以算出具体结果来。
      容器C里面的压力,通过管2(注意管2里面没有水,只有空气),被传导到上面另外一个密封的容器B里面。B里也是一半水一半空气,因为它与容器C里的空气通过管2连同,所以它里面空气的压力与C里面是相同的,都是h1那么高的水柱造成的压力。注意管2里面的空气柱也有一定的高度,而且压力大于1个大气压,因此它也产生一定的压力,但是由于空气的密度与水相比可以忽略不计,所以它产生的压力也可以忽略不计。
      容器B里面的水,通过管3伸到A的水面之上,也就是喷泉的喷嘴处,我们假设它们的高度差是h2。那么管3的喷嘴处的水受到的压强,就等于h1减h2这么高的水造成的压强。我们看到h1明显高于h2,因此喷嘴处的水受到正的压力,就会喷向空中。h1与h2的高度差越大,喷管里的水受到的压力也就越大,水柱也就喷的越高,就造成了山顶处有喷泉的奇观。

      想想在几千年前的古希腊,那时候没有水泵也没有电动机,山顶的喷泉的确算是一个奇观。
      弄懂了希罗喷泉的原理,我们不由得感叹,古希腊的文明是多么伟大,希罗这个人是多么聪明。怎么,你还没弄懂?没关系的,你只不过比一位伟大的发明家笨那么一点点下面我们自动动手来做一个希罗喷泉的模型,以下图片是一位外国朋友做的,我们在此向他表示感谢!
      需要的材料是:3个矿泉水瓶,3支吸管,长度分别是20、30、40厘米。普通吸管可能没有那么长,可以去杂货店或者卖观赏鱼的地方,买那种抽水的细塑料管。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      需要的工具是:手电钻和大剪刀。手电钻是用来在瓶子上钻孔的,当然你也可以用烧红的钉子,或者用小刀慢慢在瓶子上钻孔,只不过麻烦一些,或者钻的孔不圆、不光滑而已。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      需要的工具是:手电钻和大剪刀。手电钻是用来在瓶子上钻孔的,当然你也可以用烧红的钉子,或者用小刀慢慢在瓶子上钻孔,只不过麻烦一些,或者钻的孔不圆、不光滑而已。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      首先把一个矿泉水瓶切下1/3,用来做希罗喷泉最上面那个容器,也就是放在“山顶”的容器A。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      首先把一个矿泉水瓶切下1/3,用来做希罗喷泉最上面那个容器,也就是放在“山顶”的容器A。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      然后用手电钻在A的瓶盖上钻孔,孔的直径要等于或者略小于你所用的吸管的外径。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      然后用手电钻在A的瓶盖上钻孔,孔的直径要等于或者略小于你所用的吸管的外径。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

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科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      这是组装完成后的各个瓶子的相对位置。注意每个瓶盖上的孔的对应位置不要弄错,不然穿不进吸管。假如吸管与瓶盖之间密封不好,可以用点玻璃胶或者万能胶。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      这是组装完成后的各个瓶子的相对位置。注意每个瓶盖上的孔的对应位置不要弄错,不然穿不进吸管。假如吸管与瓶盖之间密封不好,可以用点玻璃胶或者万能胶。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      组装完成后,只要2号瓶里装满水就可以了。然后用另外一个容易向1号瓶加水,水通过管1流入最下面的3号瓶,压力传导进中间的2号瓶,整个装置开始运作,管3顶端开始有喷泉喷出,直至2号瓶里的水全部喷出。如果你所使用的吸管太粗的话,可能看不到比较明显的喷泉效果,可以把喷嘴的地方用加热的方法弄细一些。

科技小制作:希罗喷泉   - 物理 - 物理

      组装完成后,只要2号瓶里装满水就可以了。然后用另外一个容易向1号瓶加水,水通过管1流入最下面的3号瓶,压力传导进中间的2号瓶,整个装置开始运作,管3顶端开始有喷泉喷出,直至2号瓶里的水全部喷出。如果你所使用的吸管太粗的话,可能看不到比较明显的喷泉效果,可以把喷嘴的地方用加热的方法弄细一些。

 

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