Стакан пифагора как работает

21.09.202329.09.2023 admin 0 Comments

Что такое кружка Пифагора и как она устроена

С этой кружкой надо быть аккуратным: если налить в нее слишком много воды, то вся она выльется наружу. Как работает такое устройство?

Если люди живут в местности с недостатком питьевой воды, перед ними встает задача поровну разделить этот ограниченный ресурс между всеми людьми. Пифагор Самосский — один из самых известных древнегреческих мыслителей, живший на острое Самос — предложил действенное решение этой проблемы.

Считается, что на греческом острове Самос был недостаток питьевой воды, но рабов там трудилось достаточного много. Чтобы каждому из них доставалось равное количество жидкости, Пифагор изобрел специальную кружку: если налить в нее больше положенного, абсолютно вся вода выльется из сосуда. Это должно было поощрять рабов не брать больше положенного, иначе они рискуют остаться вообще без питья.

Эта кружка отличается от обычной наличием в ее центре колонки. Именно эта колонка и обуславливает такие свойства кружки Пифагора. Внутри нее располагается U-образная трубка с коленами разной длины. Короткое колено сообщается с самой кружкой, а длинное выходит через дно сосуда наружу. Работает вся эта конструкция по принципу сифона.

Источник

Урок на тему «Чаша правосудия (Чаша Пифагора)»

Разделы: Физика

Введение.

Чаша Пифагора, также известная как Справедливая Чаша или Стакан Пифагора является одним из уникальных изобретений философа, математика и мистика Пифагора Самосского (Рисунок 1).

Существует легенда о том, что на одной из критских строек работников кормили обедом и подавали вино. Рабочие подходили к человеку, который наливал его, со своей тарой: кто-то подходил с чашей, кто-то с амфорой, а кто-то с бочкой. И тогда Пифагор подарил человечеству чашу Правосудия.

Другая легенда гласит, Пифагор придумал эту кружку, чтобы все рабы пили одинаково, так как на Самосе было мало воды. Также существует мнение, что Пифагор изобрел чашу для того, чтобы пьяницы не пили сверх меры.

Чаша Пифагора сыграла важную роль в развитии некоторых гидравлических компонентов, которые были изобретены и использовались в мире.

Принцип действия Чаши Пифагора.

Чаша Пифагора (Рисунок 2) выглядит как обычная кружка для питья, но устроена как сифон. В центре кружки находится колонка, внутри которой проходит вертикальный канал, изогнутый вдвое. Канал изгибается в верхней части колонки и двумя концами опускается вниз, ко дну кружки. Оба конца выходят отверстиями в дне кружки, только один конец — внутрь кружки, у её дна, а второй конец — наружу кружки, насквозь через дно. Дно изготовлено толстым, таким образом между выходными отверстиями имеется разница по высоте в несколько сантиметров.

Когда кружку наполняют, жидкость, согласно закону о сообщающихся сосудах, через внутреннее отверстие у дна кружки поднимается по одному рукаву канала. Пока жидкости наливают не выше места изгиба канала, — а на внутренней стенке кружки имеется бортик, отмечающий этот уровень, — кружкой можно пользоваться по назначению. Когда жидкости наливают больше отмеченного уровня, она перетекает через внутренний изгиб канала во второй рукав, жидкость выливается через сквозное отверстие в дне кружки наружу. При этом сосуд опустошается полностью.

Создание Чаши Пифагора в домашних условиях.

Приборы и материалы: гвоздь, плоскогубцы, большой пластиковый стакан, 2 трубочки для напитков, плита или газовая горелка, пластилин.

Ход работы

1. Зажать гвоздь плоскогубцами, поднесла его к огню и нагреть. (Рисунок 3)

2. Взять стакан и проделала в его дне отверстие с помощью нагретого гвоздя. (Рисунок 4)

3. После чего взять две трубочки и скрепить их между собой. Один конец получившейся конструкции подрезать.

4. После этого вставить длинный конец трубочек в отверстие стакана так, чтобы короткий конец доходил до дна. (Рисунок 5)

5. Чтобы предотвратить вытекание воды, заклеить оставшееся пространство между трубочкой и стаканом пластилином. (Рисунок 6)

6. Чтобы проверить действие чаши, налить воды до изгиба трубочек — вода держится в стакане. (Рисунок 7)

7. Затем долить воды выше уровня изгиба — вода вылилась.

Чем объясняется принцип действия кружки?

Все дело в особом строении чаши. На оба конца трубки воздух давит с одинаковой силой, и вода в них была бы в равновесии, если бы оба отверстия были на одном уровне. Так как один конец трубки ниже другого, столб жидкости в нем тяжелее, чем в коротком колене, поэтому вода выливается из более длинного конца, а атмосферное давление вгоняет воду в отверстие короткого конца. Атмосферное давление поддерживает непрерывность струи, препятствуя ей выливаться из колен сифона ввиду того, что внутри трубки в верхней точке сифона образуется давление ниже атмосферного. Таким образом, вода как бы непрерывно втягивается в короткий конец.

Заключение.

На основе множества экспериментов, мы обратили внимание, что на скорость вытекания жидкости из отверстия влияет давление жидкости, обусловленное ее собственным весом, и форма отверстия трубки. Непосредственно механизм Чаши Пифагора основан на разнице в весе водяных столбов и на внутреннем сцеплении жидкости (Рисунок 8): когда кружка заполняется, жидкость поднимается по каналу до верхней части центральной колонки согласно закону о сообщающихся сосудах. Пока уровень жидкости не поднимается выше уровня камеры, кружка функционирует, как обычно. Если человек заполняет кружку только до определенного уровня, он может пить. Если он заполняет выше нормы, то содержимое выливается, что позволяет человеку пить жидкость дозированно.

Источники информации.

1. Перельман Я.И. “Знаете ли вы физику?”

2. Журнал “Потенциал” №11 2012 г. В.В. Майер, Е.И. Вараксина “Исследование свойств сифона обыкновенного”

3. Журнал “Наука и жизнь” № 10 2004 г. В.Свиридов “Загадки сифона”

Источник

Чаша Пифагора

Чаша Пифагора, также известная как Справедливая Чаша или Стакан Пифагора является одним из уникальных изобретений философа, математика и мистика, Пифагора Самосского. Чаша Пифагора – это специальный сосуд, который заставляет человека пить только в умеренных количествах. Читать в первоисточнике.

Если человек заполняет кружку только до определенного уровня, он может пить. Если он заполняет выше нормы, то содержимое выливается.

Кружка Пифагора выглядит как обычная кружка для питья. За исключением того, что в ней есть в центре колонка. Центральная колонка расположена на уровне риски. Внутри колонки проходит канал соединяющий отверстие в её нижней части на дне кружки с выходным отверстием.

Когда кружка заполняется, жидкость поднимается по каналу до верхней части центральной колонки, согласно закону о сообщающихся сосудах. Пока уровень жидкости не поднимается выше уровня камеры, кружка функционирует, как обычно. Если уровень поднимается выше, то гидростатическое давление создает сифон и через канал вся жидкость выливается наружу.

История:

Видео бонусы:

В следующем видео вы увидите чашу Пифагора в действии…

Хотите сделать чашу Пифагора своими руками? Тогда посмотрите наш видеоролик о том, как это сделать!

Объяснение принципа действия:

Чтобы понять действие Чаши Пифагора, рассмотрим очень простой аппарат, носящий название сифон.

Короткий конец согнутой трубки вставляется в сосуд, откуда вытекает вода, а длинный — в пустую банку (рис. 1). Если предварительно набрать воду в трубку и опустить ее короткий конец в верхний сосуд с водой, то достаточно будет открыть нижнее отверстие для того, чтобы пошла непрерывная струя воды.

Вода будет литься до тех пор, пока полностью не опорожнится верхний сосуд. Можно в верхний сосуд опустить конец пустой трубки, а затем втянуть воду ртом через длинный конец, после этого вода станет сама выливаться.

Чем объясняется действие сифона?

На оба конца трубки воздух давит с одинаковой силой, и вода в них была бы в равновесии, если бы оба отверстия были на одном уровне. Но так как один конец сифона ниже другого, столб жидкости в нем тяжелее, чем в коротком колене. Поэтому вода выливается из этого более длинного конца, а атмосферное давление вгоняет воду в отверстие короткого конца. Таким образом, вода как бы непрерывно втягивается в короткий конец. На самом деле это давление наружного воздуха вгоняет воду в короткую трубку.

Опыт с сифоном очень хорошо произвести, воспользовавшись резиновой трубкой. Тогда можно наблюдать, что чем ниже опускать свободный конец трубки, тем быстрее будет выливаться вода, а если поднять конец трубки до уровня более короткой части сифона, вода совсем перестанет выливаться. Если же этот подвижной конец поднять вместе со вторым сосудом выше поверхности жидкости в верхнем сосуде, то вся вода из сифона выльется в верхний сосуд обратно.

На рис. 2 показано, как можно провести воду из озера через горку и вывести ее в долину фонтаном.

Сифоном чаще всего пользуются автомобилисты, когда переливают бензин из одной канистры в другую, или из бака в канистру. Для этого используют резиновый шланг, который нужно сперва заполнить бензином, втянув воздух из шланга ртом. А потом расположить наполняемую канистру ниже уровнем, и наблюдать за ее наполнением. Часто такой способ переливания бензина заканчивается наполнением бензином рта, если не успеть вовремя убрать трубку при откачке воздуха. Так что, будьте осторожны с переливанием токсичных веществ!

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Кружка Пифагора – древнегреческое изобретение от безудержного пьянства

Чаша Пифагора — малоизвестное изобретение древнегреческого философа и математика, о жизни которого сохранилось немного сведений. Сосуд еще называют Кубком умеренности, так как если наполнить емкость до краев, жидкость из нее выльется. Механизм работает за счет помещенной в центр изогнутой трубки с коленами разной длины. Точно неизвестно, с какой целью Пифагор изобрел конструкцию, однако сегодня чаши с секретом — всего лишь забавный сувенир, который продается во всех туристических зонах Греции.

Происхождение чаши Пифагора

Биографии Пифагора были написаны уже после кончины философа, поэтому содержат множество легенд. По наиболее распространенной версии, ученый родился на острове Самос и в юности много лет путешествовал по странам Востока, где изучал астрономию и математику. После возвращения на родину Пифагор принял деятельное участие в строительстве системы водоснабжения острова.

По легенде, чашу он изобрел в 530 году до н. э., чтобы воспрепятствовать пьянству занятых на стройке рабочих. Когда в сосуд наливали более положенного, жидкость выливалась, и жадный оставался ни с чем.

Существует иное мнение по поводу происхождения чаши. Поскольку жители Самоса испытывали нехватку пресной воды, сосуды использовались в целях экономии. Чаши с секретом раздавали рабам, и тем приходилось внимательно следить за уровнем жидкости, чтобы впоследствии не страдать от жажды.

Разрез чаши Пифагора внутри

Проблема с водоснабжением острова была решена только после прихода к власти тирана Поликрата. Правитель распорядился пробить тоннель в горном массиве, по которому вода поступала в город из расположенного в горах крупного источника. Пифагор не принимал участие в строительстве акведука, так как к тому времени уже покинул Самос.

Греческие экскурсоводы предпочитают излагать туристам менее жесткую версию и связывают появление чаши с философским учением Пифагора. Во время путешествий по Востоку математик проникся идеей переселения душ и верил в последующие перевоплощения. Философ призывал последователей к аскетизму, выступал против убийства животных и придерживался вегетарианской диеты. Предполагают, что Пифагор создал чашу для своих учеников, чтобы призвать их к умеренности и отучить от пьянства и излишеств.

Принцип действия чаши Пифагора

Сосуд выглядит как обычная чаша для питья, с одним исключением — в центре находится столбик, внутри которого проходит изогнутый канал с конструкцией, напоминающей сифон. Один конец трубки выведен на дно чаши, а второй — наружу через небольшое отверстие. Нижняя часть при этом делается очень толстой, чтобы окончания трубки находились на разной высоте.

Устройство работает по принципу сообщающихся сосудов — пока уровень жидкости находится ниже отметки на внутренних стенках, кружкой можно пользоваться по назначению. Как только чаша переполняется, содержимое попадает в изогнутую трубку и вытекает наружу.

Принцип действия

Сохранились сведения, что идеи Пифагора успешно развил греческий математик и механик Герон Александрийский, живший в I веке н. э. В своих изобретениях он использовал гидравлические механизмы, которые работали по схожему принципу и приводили в движение фигуры в сложных фонтанах.

Другое применение чаши Пифагора — розыгрыши. Во время раскопок в Хорватии археологи обнаружили серебряный сосуд, изготовленный в IV веке н. э. Предполагают, что артефакт принадлежал императору Восточной Римской Империи Валенту, так как чаша была найдена в месте, где ранее располагался дворец правителя.

Кружка Пифагора сегодня

Чаша умеренности — оригинальный сувенир, который привозят туристы из путешествий в страны Средиземноморья. Бокалы продаются в сувенирных магазинчиках материковой Греции, на Крите, Кипре и Самосе. Оформление разное: встречаются как простые глиняные изделия со скромным рисунком, так и лакированные бокалы, украшенные сложной росписью в античном стиле. Большой ассортимент кружек с секретом представлен на азиатских маркетплейсах в разделах, посвященных розыгрышам.

Современный вариант

Кружку Пифагора при желании несложно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется пластиковый стакан и изогнутая трубочка для коктейлей. В дне емкости делают отверстие и протягивают через него соломинку, которой заранее придают U-образную форму. Разыграть друзей с помощью такой конструкции будет затруднительно, но провести увлекательный физический опыт вполне возможно.

Источник