這是熊貓實(shí)驗(yàn)室趣味科普小課堂第五課,今天突然想起來,前幾天周末跟朋友和她的孩子一起逛公園。經(jīng)過噴泉的時(shí)候,別的小孩子都只會(huì)說噴泉真漂亮,可朋友家孩子跟她說,“媽媽,你知道這個(gè)噴泉的原理嗎?它用了5個(gè)造型,3個(gè)聲音,每個(gè)造型之間等待2秒,重復(fù)執(zhí)行這個(gè)指令,就有了我們看到的不停變換形狀和音樂的噴泉?！?/p>
想到這個(gè)場(chǎng)景,今天跟大家分享一下音樂噴泉的原理。在這之前,我們先來欣賞下噴泉的美圖。
噴泉是一種將水或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體,提供水壓的一般為水泵,這個(gè)原理就是增加水壓,用增壓泵增加水管的壓力,這樣水從管子里沖出來就產(chǎn)生了噴射的效果,還可以控制噴管的位置改變噴泉的形狀,達(dá)到美觀的效果。
音樂噴泉原是一種自然景觀,是承壓水的地面露頭。園林中的噴泉,一般是為了造景的需要。人工建造的具有裝飾性的噴水裝置。噴泉可以濕潤(rùn)周圍空氣,減少塵埃,降低氣溫。噴泉的細(xì)小水珠同空氣分子撞擊,能產(chǎn)生大量的負(fù)氧離子。因此噴泉有益于改善城市的面貌和增進(jìn)居民身心健康。
音樂噴泉的物理原理:噴泉是個(gè)動(dòng)量守恒,從大半徑管道到小半徑管道,產(chǎn)生一個(gè)速度的變化,沖向背離地面的方向。大半徑的速度由泵帶動(dòng),小半徑中的速度是原來速度與動(dòng)量轉(zhuǎn)化速度。需要選擇一個(gè)微元計(jì)算動(dòng)量守恒,這樣能求出一個(gè)速度,這個(gè)速度就是出口速度,然后就是一個(gè)上拋運(yùn)動(dòng),這個(gè)是理想的情況,沒有摩擦、沒有風(fēng)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)截止到目前為止世界上噴射最高的是在沙特阿拉伯的312米音樂噴泉。我們?cè)诹私饬藝娙脑碇?所以總結(jié)了在觀看音樂噴泉時(shí)要注意的幾點(diǎn)事項(xiàng):
1、觀看噴泉時(shí)切勿到噴泉的中心,尤其是噴泉口嬉戲;
2、小孩在觀看音樂噴泉的時(shí)候,一定要有大人陪同,切不可離身,以免小孩子因貪玩跑道噴泉中心,造成危險(xiǎn);
3、噴泉管理者應(yīng)在四周設(shè)有提示牌或警示牌;
4、注意噴泉開啟的時(shí)段,管理人員需全程監(jiān)控,忙時(shí)也不例外;
熊貓實(shí)驗(yàn)室的課外時(shí)間
教大家做個(gè)簡(jiǎn)單的自制噴泉——希羅噴泉,相傳這個(gè)噴泉是古代力學(xué)家希羅設(shè)計(jì)的。
這是由三個(gè)容器組成的,上面一個(gè)是沒有蓋的碟子,下面兩個(gè)是密閉的瓶子,這三個(gè)容器分別用三根管子連了起來,連接的方法見圖。
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