Флуиди
Тръба на Вентури
Гледай как скоростта на течението нараства в тесното сечение — налягането пада (Бернули).
Тръба на Вентури — интерактивна симулация Флуиди. Гледай как скоростта на течението нараства в тесното сечение — налягането пада (Бернули). Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Ефект на Бернули
В тръба на Вентури флуидът ускорява в тесното сечение и налягането пада.
Запазването на масата изисква по-бързо течение, където напречното сечение е по-малко. Уравнението на Бернули свързва по-високата скорост с по-ниско налягане в сечението.
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = константа
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Вода тече през тръба, която се стеснява по средата, като градинска маркуча с палец върху края. Какво става с налягането на водата в тесния участък?
Предсказвания за преценка
- Налягането нараства в тесния участък, защото водата е по-компресирана.
- Налягането намалява в тесния участък, защото водата ускорява.
- Налягането остава същото навсякъде — само скоростта се променя.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Площ на широкия участък A₁ (m²)
- Площ на сечението A₂ (m²)
- Входна скорост v₁ (m/s)
Какво измерваш:
- Скорост в сечението v₂ (m/s)
- Промяна на налягането ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
Как протича изследването
- Отвори настройката вентури флуид и натисни Нулирай. Водата тече установено през тръба с широк участък (A₁) и тесно сечение (A₂).
- Включи показанията за скорост в сечението и спад на налягането.
- Задай площта на широкия участък, площта на сечението и входната скорост за всеки опит и запиши показанията за скоростта в сечението и спада на налягането.
Управляващо уравнение
Уравнение на непрекъснатостта — A₁·v₁ = A₂·v₂
За несжимаем флуид в тръба дебитът (площ × скорост) трябва да е еднакъв навсякъде по тръбата: A₁v₁ = A₂v₂. Стесняването на тръбата принуждава флуида да ускорява.
Уравнение на Бернули — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
По хоризонтална линия на тока налягането на флуида плюс кинетичната му енергия на единица обем остават постоянни: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². Където скоростта расте, налягането трябва да намалява, за да компенсира.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли v₂ = A₁v₁/A₂ от непрекъснатостта, после ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) от уравнението на Бернули. Сравни и двете с показанията — ΔP излиза отрицателно, което е „налягането падна в сечението“ като число със знак.
- Обясни, в термини на запазване на енергията, защо налягането на флуид трябва да пада там, където скоростта му нараства в хоризонтална тръба.
Къде това се появява извън лабораторията
- Карбураторите и парфюмените пулверизатори ползват ефекта на Вентури, за да всмукват втори флуид в тесното сечение. С данните си за промяна на налягането обясни защо област с ниско налягане там може да дърпи течност нагоре през странична тръбичка.
- Експериментът крило ползва същия модел непрекъснатост + Бернули с въздух вместо вода. Очакваш ли разликата в налягането да е по-голяма или по-малка при същите скорости и площи? Защо?
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Добре дошъл при Вентури флуида
- Натисни Пусни
- Бързо сечение, ниско налягане
- Отвори панела Свойства
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →