Fluidid
Venturi toru
Jälgi, kuidas vool kitsas kurus kiireneb — rõhk langeb (Bernoulli).
Venturi toru — interaktiivne Fluidid simulatsioon. Jälgi, kuidas vool kitsas kurus kiireneb — rõhk langeb (Bernoulli). Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Bernoulli efekt
Venturi torus vedelik kiireneb kitsas kurus ja rõhk langeb.
Massi jäävus nõuab kiiremat voolu, kus ristlõige on väiksem. Bernoulli võrrand seob kõrgema kiiruse madalama rõhuga kurus.
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = konstant
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Vesi voolab läbi toru, mis teel kitseneb — nagu aiavoolik, mille otsa on pöidlaga kinni pandud. Mis juhtub vee rõhuga kitsas lõigus?
Kaalutavad ennustused
- Rõhk kasvab kitsas lõigus, sest vesi on seal kokkusurutum.
- Rõhk langeb kitsas lõigus, sest vesi kiireneb.
- Rõhk jääb kõikjal samaks — ainult kiirus muutub.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Laias lõigus pindala A₁ (m²)
- Kurgu pindala A₂ (m²)
- Sissevoolu kiirus v₁ (m/s)
Mida sa mõõdad:
- Kurgu kiirus v₂ (m/s)
- Rõhu muutus ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava Venturi eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Vesi voolab ühtlaselt läbi toru laia lõiguga (A₁) ja kitsa kuruga (A₂).
- Lülita sisse kurgu kiiruse ja rõhulanguse näidud.
- Sea iga katse jaoks laia lõigu pindala, kurgu pindala ja sisenemiskiirus ning kirjuta üles kurgu kiiruse ja rõhulanguse näidud.
Juhtiv võrrand
Pidevuse võrrand — A₁·v₁ = A₂·v₂
Kokkusurumatu vedeliku jaoks torus peab vooluhulk (pindala × kiirus) olema kõikjal torus sama: A₁v₁ = A₂v₂. Toru kitsenemine sunnib vedelikku kiirenema.
Bernoulli võrrand — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
Piki rõhtsat voolujoont jääb vedeliku rõhk pluss tema kineetiline energia ruumalaühiku kohta konstantseks: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². Kus kiirus kasvab, peab rõhk kahinema, et tasakaalu hoida.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses pidevusest v₂ = A₁v₁/A₂, seejärel Bernoulli võrrandist ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²). Võrdle mõlemat näitudega — ΔP tuleb negatiivne, mis ongi märgiga arvuna see, kuidas näeb välja „rõhk kurgus langes“.
- Selgita energia jäävuse mõistes, miks vedeliku rõhk peab rõhttorus langema seal, kus tema kiirus kasvab.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Karburäätorid ja parfüümiatomisaatorid kasutavad Venturi efekti, et kitsas kurgus teist vedelikku sisse tõmmata. Kasutades oma rõhumuutuse andmeid, selgita, miks madalrõhu piirkond seal võib vedeliku külgtoru kaudu üles tõmmata.
- Tiiva eksperiment kasutab sama pidevuse + Bernoulli mudelit õhuga vee asemel. Kas sa ootaksid rõhu erinevust samade kiiruste ja pindalade juures suuremat või väiksemat? Miks?
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Tere tulemast Venturi juurde
- Vajuta Esita
- Kiire kuru, madal rõhk
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.