اشارهآنچه با عنوان «چكيده» در اول مسابقهها و زنگتفريحها مشاهده ميكنيد صرفاً مخصوص معلمان، مربيان، كارشناسان محترم آموزشي و ساير علاقهمندان است.
مقدمهفوارهي هرون (Heron’s fountain) ماشين هيدروليكياي است كه مخترع، رياضيدان و فيزيكدان قرن اول ميلادي، هرون اسكندري اختراع كرد. شكل 1 - هرون(10 تا 70 پس از ميلاد).
شكل 1 - هرون(10 تا 70 پس از ميلاد).
وي دربارهي فشار هوا و بخار و ساختن اولين موتور بخار مطالعه ميكرد كه امروزه حتي بهعنوان يك اسباببازي استفاده ميشود. نام اين ماشين، «فوارهي هرون» (Heron's Fountain) است. شكلهاي متعددي از اين ابزار امروزه در فيزيك در بخش هيدروليك و نومانيك (Pneumatics) بهكار ميرود. نوماتيك بخشي از علم مكانيك است كه خواص گازها را در آن ميتوانيد مطالعه كنيد. شكل 2.
شكل 2.
لولهاي ديگر از بالاي مخزن پُر از هوا (مخزن وسطي) بهسمت بالا بهشكلي كاملاً غيرقابل نفوذ از هوا تا بالاي رويهي مخزني ديگر (بالاترين مخزن) قرار ميدهيم كه پُر از آب است.همچنين لولهاي را از عمق مخزن پُر از آب - كه مخزن فواره محسوب ميشود - تا بالا - كه دهانهي فواره را تشكيل خواهد داد - مهيا ميكنيم. وجود يك فيلتر كه داراي دهانهاي باشد كه از مركز ظرف پُر از آب بهسمت بالا امتداد داشته باشد لازم است. اين مخزنها ممكن است در يك ستوني قرار بگيرد كه آنها را احاطه ميكند بهگونهاي كه از بيرون مخزنها را نتوان مشاهده كرد. البته طول اين ستون بايد بهگونهاي باشد كه از دهانهي فواره پايينتر قرار بگيرد.
حالا مخزني كه براي پُر كردن آب در نظر گرفتهايم از آب پُر ميكنيم. آب بهدليل گرانش از مخزن بالايي به مخزن پُر از هوا جاري شده باعث جابهجايي هوا ميگردد. هوا بهسمت مخزن پُر از آب (مخزن وسطي) جريان مييابد و باعث جابه جايي آب درون آن ميشود. فشار آب راندهشده توسط هوا بهحدي است كه ميتواند تا ارتفاع بالاتري از لولهي فواره و مخزن بالايي جريان پيدا كند (شكل 3).
شكل 3.
براي اينكه جريان فواره مداوم باشد مخزن تغذيهكنندهي جريان هوا (مخزن پاييني) بايد كاملاً خالي از آب بوده و مرتباً جريان ورودي آب را يه مخزن پُر از آب (وسطي) و مخزن بالايي بهگونهاي باشد كه همواره از آب پُر باشند. بدينترتيب بالا بردن آب انرژي لازم براي جريان فواره را تأمين ميكند.