Номер 2, страница 53 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

2. Изготовьте модель фонтана.

Для изготовления простой, но эффектной модели фонтана, не требующей электрического насоса, лучше всего подходит конструкция, основанная на принципе сообщающихся сосудов и давления воздуха, известная как фонтан Герона. Ниже представлена подробная инструкция по его созданию.

Необходимые материалы:
• Три пластиковые бутылки (две одинакового объема, например, по 1.5-2 л, и одна поменьше для чаши).
• Гибкие трубки (например, для аквариума или от медицинской капельницы) общей длиной около 1.5 метра.
• Водостойкий клей или термоклей (клеевой пистолет) для герметизации.
• Инструменты для проделывания отверстий и резки: ножницы, канцелярский нож, шило или дрель с тонким сверлом.
• (По желанию) Подставка или каркас для устойчивости конструкции из картона, дерева или пластика.

Инструкция по изготовлению модели фонтана Герона:
Модель будет состоять из трех основных частей: верхняя чаша для сбора воды (назовем ее А), верхний резервуар с водой для струи (Б) и нижний резервуар для сбора воды и вытеснения воздуха (В).

1. Подготовка емкостей:
- Чаша (А): Возьмите бутылку поменьше и отрежьте ее верхнюю половину. Это будет чаша вашего фонтана. В центре дна этой чаши проделайте отверстие, достаточное для плотного прохождения трубки.
- Верхний резервуар (Б): Возьмите одну из больших бутылок. В ее крышке проделайте два плотных отверстия для трубок.
- Нижний резервуар (В): Возьмите вторую большую бутылку. В ее крышке также проделайте два плотных отверстия.

2. Сборка системы трубок:
- Трубка 1 (Сток из чаши): Возьмите длинную трубку. Один конец пропустите через отверстие в дне чаши (А). Другой конец этой трубки пропустите через одно из отверстий в крышке нижнего резервуара (В). Трубка должна доходить почти до дна бутылки В. Тщательно загерметизируйте место входа трубки в чашу А и в крышку В.
- Трубка 2 (Передача давления воздуха): Возьмите вторую трубку. Один ее конец вставьте во второе отверстие крышки нижнего резервуара (В) так, чтобы он находился в верхней части бутылки, над уровнем воды. Другой конец этой трубки вставьте в одно из отверстий крышки верхнего резервуара (Б) так, чтобы он также оказался в верхней, воздушной части бутылки Б. Загерметизируйте все соединения.
- Трубка 3 (Сопло фонтана): Возьмите третью трубку. Один ее конец пропустите через второе отверстие в крышке верхнего резервуара (Б) и опустите его почти до самого дна этой бутылки. Другой конец трубки нужно поднять вверх и закрепить так, чтобы он находился над центром чаши (А). Это и будет сопло вашего фонтана. Для создания более тонкой и высокой струи на конец трубки можно надеть пустой стержень или наконечник от шариковой ручки. Загерметизируйте все соединения.

3. Финальная сборка и запуск:
- Расположите бутылки: нижний резервуар (В) на ровной поверхности, сверху на него устойчиво поставьте верхний резервуар (Б). Над бутылкой Б закрепите чашу (А) так, чтобы вода из сопла попадала в нее. Для устойчивости всю конструкцию можно поместить в каркас.
- Заполните верхний резервуар (Б) водой примерно на 2/3 и плотно закрутите крышку с трубками.
- Нижний резервуар (В) должен быть пустым. Плотно закрутите его крышку.
- Для запуска фонтана налейте немного воды в верхнюю чашу (А).

Принцип работы:
1. Вода, которую вы наливаете в чашу (А), под действием силы тяжести стекает по трубке 1 в нижний резервуар (В).
2. Поступающая в герметичную бутылку В вода начинает вытеснять находящийся там воздух.
3. Вытесняемый воздух не может выйти наружу. Единственный путь для него — по трубке 2 в верхнюю часть также герметичного верхнего резервуара (Б).
4. Воздух, поступающий в бутылку Б, создает в ней избыточное давление. Это давление давит на поверхность воды в бутылке Б.
5. Под действием этого давления вода из бутылки Б устремляется вверх по трубке 3 и вырывается из сопла, создавая струю фонтана. Струя падает в чашу А, и цикл повторяется.
Фонтан будет работать автономно до тех пор, пока в верхнем резервуаре (Б) не закончится вода или пока нижний резервуар (В) полностью не заполнится водой из чаши.

Ответ:

Для изготовления модели фонтана необходимо собрать систему из трех емкостей (чаша, верхний и нижний резервуары) и трех соединительных трубок, руководствуясь принципом работы фонтана Герона. Вода из чаши, перетекая в нижний резервуар, вытесняет оттуда воздух в верхний резервуар. Создаваемое давлением воздуха в верхнем резервуаре выталкивает из него воду вверх, образуя струю фонтана. Ключевыми элементами для успешной работы модели являются полная герметичность всех соединений и правильное расположение трубок для передачи воды и давления воздуха между емкостями.