Manòmetre de tub en U: diferència de pressió per alçada

1 · Prediu

Un tub en forma d'U conté aigua a alçades diferents a cada costat, obert a l'aire pels dos extrems. Què determina la diferència de pressió entre les dues columnes?

2 · Configura

  1. Obre el predefinit «Manòmetre de tub en U» i prem Restableix. L'aigua queda a nivells diferents als costats esquerre i dret del tub en U.
  2. Activa la lectura de diferència de pressió.
  3. Defineix les alçades d'aigua esquerra i dreta per a cada prova i enregistra la lectura de diferència de pressió.

3 · Recull dades

Alçada esquerra h_L (m)Alçada dreta h_R (m)Diferència de pressió ΔP (Pa)
0.100.16
0.080.20
0.050.22

Representa ΔP (eix y) contra la diferència d'alçada h_R − h_L (eix x) per a les tres proves. La línia és recta?

4 · Analitza

  1. Per a una prova, calcula ΔP = ρg(h_R − h_L) amb densitat de l'aigua de 1000 kg/m³ i g = 9.8 m/s², i compara-ho amb la lectura.
  2. Les tres proves fan servir alçades absolutes diferents però el mateix patró. Explica per què ΔP depèn només de la diferència d'alçada, no de com de ple està el tub en global.

5 · Amplia

  1. Un baròmetre de mercuri fa servir el mateix principi però amb mercuri (densitat 13,600 kg/m³) en lloc d'aigua. Per a la mateixa diferència d'alçada, la diferència de pressió seria més gran o més petita que amb aigua? Per quin factor aproximat?
  2. Els submarinistes noten la pressió augmentar com més fondo van. Fes servir ΔP = ρgΔh per explicar per què la pressió a 10 m sota l'aigua és aproximadament el doble que a 5 m.

La física al darrere d'aquest experiment

Pressió hidroestàtica

La pressió en un fluid augmenta linealment amb la profunditat: P = ρgh. En un tub en U obert a l'aire pels dos extrems, la diferència de pressió entre les dues columnes ve enterament de la seva diferència d'alçada.

← Torna a l'experiment

Fluids

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles