核心概念
物理
工程
土木工程
水
引言
灌溉，即人为地向农作物施水，已被人类使用了数千年。古代文明在没有现代技术或建筑设备的情况下建造了复杂的灌溉系统。你能用简单的家庭材料设计一个灌溉系统模型吗？试试这个项目来找出答案！
背景
灌溉系统对于在那些没有足够降雨来维持农作物生长的地区种植农作物至关重要。即使在靠近湖泊和河流等天然水源的地区，它们也被用来帮助在农作物中均匀地分配水。现代灌溉系统可以依靠重型建筑设备来挖掘数英里的沟渠和可以将水从地下深处抽上来的泵。电力使我们能够通过数英里的管道在农田中分配水。
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古代文明是如何在数千年前建造灌溉系统的？他们采取了许多不同的方法。例如，他们可以将河流的自然流向转移到他们的农作物，使用湖泊作为水库来储存旱季的额外用水，或者依靠重力驱动的系统来引导从山坡流下的雨水。在这个项目中，你将建造一个简单的灌溉系统模型，使用塑料杯和吸管，仅靠重力驱动。你能否设计一个系统，将水均匀地分配到不同的杯子中，模拟真实的灌溉系统如何将等量的水送到不同的田地？
材料
纸杯或塑料杯（至少四个；它们的大小可以不同）
饮用吸管
橡皮泥
剪刀
美工刀或工艺刀
自来水
一位成年帮手
可以泼水的区域，如水槽、浴缸、大型塑料盆或室外区域
如果在室内工作，用毛巾擦拭溢出的水
用于帮助压住杯子的硬币（可选）
准备工作
让你的成年帮手使用刀在杯子顶部三分之一处，在杯子的两侧各切开一个小的 X 形缝隙。
再拿两个杯子，在每个杯子的底部向上三分之一处切开一个 X 形缝隙，但要比第一个杯子的缝隙稍低（第一个杯子的缝隙应该比第二个杯子的缝隙高）。你认为为什么洞的高度不同很重要？
步骤
将一根饮用吸管穿过第一个杯子中的每个缝隙。然后将吸管的另一端穿过其他杯子中的缝隙。
使用小块橡皮泥在每个杯子内的吸管周围形成密封，以防止水从周围泄漏。
如果您难以使杯子平放，请在每个杯子的底部放一些硬币以帮助压住它们。
慢慢地将水倒入中心杯子。你认为会发生什么？你可以假设这个中心杯子代表天然水源，如河流或湖泊，或接收降雨的区域。假设其他杯子代表没有水的地方。当水到达吸管时会发生什么？为什么？
额外：让这个项目成为一个工程设计挑战。说明只告诉你如何建造一个非常简单的灌溉系统模型，但这应该足以让你开始。以下是一些您可以尝试的其他挑战。欢迎尝试使用上面材料部分中未列出的其他材料。
你能否设计一个更大的灌溉系统，其中更多的杯子都从中心杯子接收水？你能确保当你向中心杯子倒水时，它们都能收到相同量的水吗？
你能否设计一个“链式”灌溉系统，让水从一个杯子流到下一个杯子？是否有可能使每个杯子中的水量相同？你在设计和建造这个系统中遇到了哪些挑战？
你能否将水输送到更远的距离？你能否找出如何使杯子之间的距离超过一根吸管的长度？
额外：您还可以基于这个项目进行一些科学测试。如果您改变吸管的角度，使其更陡峭或更浅会发生什么？这会改变每个杯子接收的水量吗？如果您改变倒水的速度会怎么样（例如，倒水速度太快，第一个杯子在水通过吸管排出之前就装满了，而倒水速度很慢，水立即通过吸管排出）？
观察和结果
当您将水倒入中心杯子时，一旦水到达吸管，它应该开始流入其他杯子。发生这种情况的原因是，重力将水拉过向下倾斜的吸管——因为您在第一个杯子上打的孔高于其他杯子上的孔。为了使每个杯子中的水量相等，中心杯中的吸管都处于相同的高度非常重要。如果一根吸管高于另一根吸管，那么它通向的杯子将不会收到那么多水（或者根本没有水，这取决于你倒水的速度有多慢——如果你倒水足够慢，所有的水都可能通过较低的吸管）。
您可能会遇到一些通过橡皮泥密封泄漏的情况，这就是为什么最好在可以泼一些水的地方进行此项目！
此活动灵感来自：水流之路 - 水灌溉，由 eGFI 提供。
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