Φαινόμενο Venturi: Ταχύτητα πάνω, πίεση κάτω

1 · Πρόβλεψε

Το νερό ρέει μέσα από σωλήνα που στενεύει εν μέρει στη διάρκεια, όπως λάστιχο κήπου με τον αντίχειρά σου πάνω στην άκρη. Τι θα γίνει με την πίεση του νερού στη στενή διατομή;

• Η πίεση μεγαλώνει στη στενή διατομή επειδή το νερό είναι πιο συμπιεσμένο.
• Η πίεση μειώνεται στη στενή διατομή επειδή το νερό επιταχύνει.
• Η πίεση μένει ίδια παντού — μόνο η ταχύτητα αλλάζει.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή fluid-venturi και πάτησε Επαναφορά. Το νερό ρέει σταθερά μέσα από σωλήνα με πλατιά διατομή (A₁) και στενό στένωμα (A₂).
2. Ενεργοποίησε τις ενδείξεις ταχύτητας στενώματος και πτώσης πίεσης.
3. Ρύθμισε το εμβαδόν πλατιάς διατομής, εμβαδόν στενώματος και ταχύτητα εισόδου για κάθε δοκιμή, και κατέγραψε τις ενδείξεις ταχύτητας στενώματος και πτώσης πίεσης.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε τη μεταβολή πίεσης ΔP (άξονας y) έναντι της ταχύτητας στενώματος v₂ (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου.

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε v₂ = A₁v₁/A₂ από τη συνέχεια, μετά ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) από την εξίσωση Bernoulli. Σύγκρινε και τα δύο με τις ενδείξεις — το ΔP βγαίνει αρνητικό, που είναι αυτό που «η πίεση έπεσε στο στένωμα» φαίνεται ως αριθμός με πρόσημο.
2. Εξήγησε, με όρους διατήρησης ενέργειας, γιατί η πίεση ενός υγρού πρέπει να πέφτει όπου η ταχύτητά του μεγαλώνει σε οριζόντιο σωλήνα.

5 · Επέκταση

1. Τα καρμπυρατέρ και οι ψεκαστήρες αρώματος χρησιμοποιούν το φαινόμενο Venturi για να αντλήσουν δεύτερο υγρό στο στενό στένωμα. Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα μεταβολής πίεσης, εξήγησε γιατί μια περιοχή χαμηλής πίεσης εκεί μπορεί να τραβήξει υγρό προς τα πάνω μέσα από πλάγιο σωλήνα.
2. Το πείραμα πτέρυγας-ρευστού χρησιμοποιεί το ίδιο μοντέλο συνέχειας + Bernoulli με αέρα αντί νερό. Θα περίμενες τη διαφορά πίεσης μεγαλύτερη ή μικρότερη για τις ίδιες ταχύτητες και εμβαδά; Γιατί;

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής