Schůzka KMD při Gymnáziu Cihelní ve Frýdku-Místku: Malá vodní fontána
Na schůzce KMD při Gymnáziu Cihelní ve Frýdku-Místku jsme se tentokrát věnovali pokusu s prouděním vody a elektrickým čerpadlem. Vytvořili jsme jednoduchou malou fontánu pomocí misky s vodou, ponorného čerpadla a powerbanky. Cílem schůzky bylo ukázat, jak může elektrická energie rozhýbat vodu a vytvořit vodní proud.
Pomůcky:
K pokusu jsme použili větší průhlednou misku, vodu, malé ponorné čerpadlo, hadičku nebo výstupní trysku, kabel a powerbanku.
Postup:
Nejprve jsme do průhledné misky nalili vodu. Poté jsme do vody vložili malé ponorné čerpadlo tak, aby bylo celé ponořené. K čerpadlu jsme připojili kabel a ten jsme zapojili do powerbanky. Po zapnutí napájení začalo čerpadlo nasávat vodu z misky a vytlačovat ji směrem nahoru výstupní tryskou. Následně jsme pozorovali proud vody, který vystupoval nad hladinu a dopadal zpět do misky.
Pozorování:
Zjistili jsme, že po připojení čerpadla k powerbance začala voda proudit vzhůru. Uprostřed misky vznikl malý vodní sloupec, který připomínal fontánu. Voda po vystříknutí dopadala zpět do misky, takže se stále pohybovala v uzavřeném oběhu. Na hladině byly vidět vlnky a pohyb vody kolem čerpadla.
Vysvětlení:
Powerbanka dodávala čerpadlu elektrickou energii. Čerpadlo tuto energii využilo k roztočení vnitřní části, která uvedla vodu do pohybu. Voda byla nasávána do čerpadla a poté vytlačována výstupní tryskou směrem nahoru.
Čerpadlo vytvořilo rozdíl tlaku. Voda se proto pohybovala z místa s nižším tlakem do místa, kde ji čerpadlo vytlačovalo pod větším tlakem. Díky tomu vznikl proud vody, který vystoupil nad hladinu jako malá fontána. Čím větší výkon má čerpadlo, tím výše může voda vystříknout.
V tomto pokusu jsme mohli pozorovat přeměnu energie. Elektrická energie z powerbanky se změnila na pohybovou energii vody. Část energie se také ztratila například třením vody o stěny čerpadla a při rozstřiku vody.
Závěr:
Zjistili jsme, že malé elektrické čerpadlo dokáže uvést vodu do pohybu a vytvořit vodní proud. Pokus nám ukázal, že pomocí elektrické energie lze vytvořit tlakový rozdíl, díky kterému voda proudí směrem vzhůru.
Schůzka byla zaměřena na praktické pozorování proudění kapaliny a přeměny energie. Díky pokusu jsme si mohli lépe představit, jak fungují fontány, akvarijní čerpadla nebo různá zařízení, která přečerpávají vodu.
Otázky a odpovědi k pokusu:
- Proč voda začala stříkat vzhůru?
Voda začala stříkat vzhůru, protože čerpadlo ji nasávalo z misky a vytlačovalo ji výstupní tryskou směrem nahoru. - Jakou funkci měla powerbanka?
Powerbanka dodávala čerpadlu elektrickou energii, aby mohlo pracovat. - Co dělalo čerpadlo s vodou?
Čerpadlo vodu nasávalo a vytlačovalo ji ven pod větším tlakem. - Proč se voda vracela zpět do misky?
Voda po vystříknutí ztratila část své rychlosti a vlivem tíhové síly dopadla zpět do misky. - Jaká přeměna energie v pokusu probíhala?
Elektrická energie z powerbanky se měnila hlavně na pohybovou energii vody. - Proč byly na hladině vidět vlnky?
Vlnky vznikaly proto, že proud vody dopadal zpět do misky a rozhýbával hladinu. - Co by se stalo, kdyby čerpadlo nebylo ponořené ve vodě?
Čerpadlo by nemohlo správně nasávat vodu a mohlo by se poškodit. - Kde se s podobným principem setkáváme v běžném životě?
S podobným principem se setkáváme u fontán, akvárií, zahradních jezírek, vodních filtrů nebo při přečerpávání vody.
Zapsal Tomáš Urbánek
