Ρευστά

U-μανόμετρο

Εφαρμοζόμενο P₁ > P₂ κρατά την αριστερή επιφάνεια υγρού χαμηλότερα· ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.

U-μανόμετρο — διαδραστική προσομοίωση Ρευστά. Εφαρμοζόμενο P₁ > P₂ κρατά την αριστερή επιφάνεια υγρού χαμηλότερα· ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.

Υδροστατική πίεση

Ένα U-μανόμετρο δείχνει πώς διαφορές πίεσης δημιουργούν διαφορές ύψους σε συνεκτικό υγρό.

Εφαρμοσμένη P₁ > P₂ κρατά την αριστερή επιφάνεια του υγρού χαμηλότερα· ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.

• P = ρgh
• ΔP = ρgΔh

Σύνοψη έρευνας

Σχεδίασε την ερώτηση πριν ανοίξεις το εργαστήριο

Η σύνοψη κατοπτρίζει την προαποτυπωμένη σελίδα: η βασική ερώτηση, οι αντικρουόμενες προβλέψεις, οι ρόλοι των μεταβλητών, οι κύριοι νόμοι, η διάταξη, η ανάλυση και οι προεκτάσεις παραμένουν ορατά και με αυτή τη σειρά.

Βασική ερώτηση

Ένας σωλήνας σε σχήμα U κρατεί νερό σε διαφορετικά ύψη σε κάθε πλευρά, ανοιχτός στον αέρα και στα δύο άκρα. Τι καθορίζει τη διαφορά πίεσης μεταξύ των δύο στηλών;

Προβλέψεις προς σταθμίσει

• Η διαφορά πίεσης εξαρτάται από τη συνολική ποσότητα νερού στον σωλήνα.
• Δεν υπάρχει διαφορά πίεσης όσο και οι δύο πλευρές είναι ανοιχτές στον αέρα.
• Η διαφορά πίεσης εξαρτάται μόνο από τη διαφορά ύψους μεταξύ των δύο πλευρών.

Ρόλοι μεταβλητών

Τι ρυθμίζεις:

• Αριστερό ύψος h_L (m)
• Δεξί ύψος h_R (m)

Τι μετράς:

• Διαφορά πίεσης ΔP (Pa)

Πώς εκτελείται η έρευνα

1. Άνοιξε την προεπιλογή fluid-utube και πάτησε Επαναφορά. Το νερό κάθεται σε διαφορετικά επίπεδα στις αριστερές και δεξιές πλευρές του U-σωλήνα.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη διαφοράς πίεσης.
3. Ρύθμισε τα αριστερά και δεξιά ύψη νερού για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την ένδειξη διαφοράς πίεσης.

Κυρίαρχη εξίσωση

Υδροστατική πίεση — P = ρ·g·h

Η πίεση σε υγρό μεγαλώνει γραμμικά με το βάθος: P = ρgh. Σε U-σωλήνα ανοιχτό στον αέρα και στα δύο άκρα, η διαφορά πίεσης μεταξύ των δύο στηλών προέρχεται εξ ολοκλήρου από τη διαφορά ύψους τους.

Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας

• Για μία δοκιμή, υπολόγισε ΔP = ρg(h_R − h_L) χρησιμοποιώντας πυκνότητα νερού 1000 kg/m³ και g = 9.8 m/s², και σύγκρινέ την με την ένδειξη.
• Οι τρεις δοκιμές σου χρησιμοποιούν διαφορετικά απόλυτα ύψη αλλά το ίδιο σχήμα. Εξήγησε γιατί το ΔP εξαρτάται μόνο από τη διαφορά ύψους, όχι από το πόσο γεμάτος είναι ο σωλήνας συνολικά.

Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο

• Ένα βαρόμετρο υδραργύρου χρησιμοποιεί την ίδια αρχή αλλά με υδράργυρο (πυκνότητα 13.600 kg/m³) αντί για νερό. Για την ίδια διαφορά ύψους, θα ήταν η διαφορά πίεσης μεγαλύτερη ή μικρότερη από με νερό; Κατά περίπου ποιον παράγοντα;
• Οι δύτες νιώθουν την πίεση να μεγαλώνει όσο πιο βαθιά πηγαίνουν. Χρησιμοποίησε το ΔP = ρgΔh για να εξηγήσεις γιατί η πίεση στα 10 m κάτω από το νερό είναι περίπου διπλάσια της πίεσης στα 5 m.

• AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
• General High School Physics — Fluids & pressure
• NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law

1. Καλώς όρισες στο U-μανόμετρο
2. Πάτησε Αναπαραγωγή
3. Διάβασε τη διαφορά ύψους
4. Άνοιξε το πάνελ Ιδιότητες
5. Το κατάφερες!

Άνοιξε τη διαδραστική προσομοίωση για να χτίσεις τη σκηνή, πάτησε Αναπαραγωγή και εξερεύνησε με ζωντανές μετρήσεις και καθοδηγούμενο μάθημα.

Άνοιγμα Διαδραστικού Εργαστηρίου →

Λήψη φύλλου εργασίας →

Υδροστατική πίεση