希羅噴泉主要是利用「重力位能(gravitational potential energy)」的差異所形成 。
中小學課程中介紹「連通管原理」時,常會提到可以利用於製作噴泉,如圖一,噴泉A的高度,理論上必須低於B瓶的水面高度。換言之,當為水源的B瓶,高度必須高於噴水口A,否則無法形成噴泉。古希臘數學家希羅(Hero或Heron)發明的噴泉,構造較為複雜,但是給水源B可以低於噴水口A瓶。
希羅噴泉的基本結構如圖二所示,共有三個組件,除了噴水口A瓶、給水源B瓶,還多了一個C瓶。操作時,B瓶先裝滿水,A瓶與C瓶則不必裝水,然後依圖二所示組裝,請留意:(1)垂直高度依序是A>B>C,亦即h1>h2。(2)瓶口、水管等連接處,必須確實密封,不能漏氣。
組裝完成後,倒一些水到A瓶中,就可以看到噴泉囉!過程中,空的C瓶逐漸累積水量(由A瓶流下來),而B瓶的水量逐漸減少(往上流到A瓶形成噴泉),噴泉一直持續到B瓶的水消耗完為止。
圖三的製作成品,利用了寶特瓶、水管、錐形瓶以及橡皮塞,製作時A與B瓶的高度可以靠近一些,亦即h2可以小一點,而A與C瓶之間不能太小(h1大一點),噴泉的效果與高度就會比較明顯。
用原理用下面影片來解答最清楚
把上面的原理,用寶特瓶加吸管就可以做出作品來喔!
實際在家中自己也可以這樣做,是不是更像了!
可以用同樣方法,製作出一台小水車喔! 可以無限循環嗎? 你做做看就知道!
這樣的組合也行,原理都一樣。會不會無限循環?還是騙人的把戲,做做看就知道!
加分題:你在下課後,有時間完成一件反重力噴泉(任一款),放上班座號背板,拍照上傳會給你加分喔!拍照樣式如下: