Tekutiny
Venturiho trubice
Sleduj, jak se proudění v úzkém hrdle zrychluje — tlak klesá (Bernoulli).
Venturiho trubice — interaktivní simulace Tekutiny. Sleduj, jak se proudění v úzkém hrdle zrychluje — tlak klesá (Bernoulli). Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Bernoulliho jev
Ve Venturiho trubici se tekutina v úzkém hrdle zrychluje a tlak klesá.
Zachování hmotnosti vyžaduje rychlejší proudění, kde je průřez menší. Bernoulliho rovnice spojuje vyšší rychlost s nižším tlakem v hrdle.
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = konstanta
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Voda teče trubkou, která se v půlce zužuje, jako hadice s palcem přes konec. Co se stane s tlakem vody v úzkém úseku?
Predikce k zvážení
- Tlak v úzkém úseku roste, protože voda je víc stlačená.
- Tlak v úzkém úseku klesá, protože voda zrychluje.
- Tlak zůstává všude stejný — mění se jen rychlost.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Plocha širokého úseku A₁ (m²)
- Plocha hrdla A₂ (m²)
- Vstupní rychlost v₁ (m/s)
Co měříš:
- Rychlost v hrdle v₂ (m/s)
- Změna tlaku ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu fluid-venturi a stiskni Resetovat. Voda teče ustáleně trubkou se širokým úsekem (A₁) a úzkým hrdlem (A₂).
- Zapni odečty rychlosti v hrdle a poklesu tlaku.
- Nastav plochu širokého úseku, plochu hrdla a vstupní rychlost pro každý pokus a zapiš odečty rychlosti v hrdle a poklesu tlaku.
Řídící rovnice
Rovnice kontinuity — A₁·v₁ = A₂·v₂
Pro nestlačitelnou tekutinu v trubce musí být průtok (plocha × rychlost) všude podél trubky stejný: A₁v₁ = A₂v₂. Zúžení trubky nutí tekutinu zrychlit.
Bernoulliho rovnice — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
Podél vodorovné proudnice zůstává součet tlaku a kinetické energie na jednotku objemu konstantní: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². Kde rychlost roste, musí tlak klesnout.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti v₂ = A₁v₁/A₂ z kontinuity, pak ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) z Bernoulliho rovnice. Porovnej obě s odečty — ΔP vyjde záporné, což je znaménkově „tlak v hrdle klesl“.
- Vysvětli ve smyslu zachování energie, proč musí tlak tekutiny klesnout tam, kde její rychlost roste ve vodorovné trubce.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Karburátory a parfémové rozprašovače používají Venturiho efekt k nasávání druhé tekutiny v úzkém hrdle. Použij svá data změny tlaku a vysvětli, proč oblast nízkého tlaku tam dokáže táhnout kapalinu vzhůru po postranní trubičce.
- Experiment fluid-wing používá tentýž model kontinuity + Bernoulliho s vzduchem místo vody. Očekával bys rozdíl tlaků větší, nebo menší při stejných rychlostech a plochách? Proč?
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Vítej ve Venturiho trubici
- Stiskni Spustit
- Rychlé hrdlo, nízký tlak
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →