Fluidit
U-putkimanometri
Sovellettu P₁ > P₂ pitää vasemman nestepinnan alempana; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.
U-putkimanometri – interaktiivinen Fluidit-simulaatio. Sovellettu P₁ > P₂ pitää vasemman nestepinnan alempana; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.
Hydrostaattinen paine
U-putkimanometri osoittaa, miten paine-erot luovat korkeuseroja yhtenäisessä fluidissa.
Sovellettu P₁ > P₂ pitää vasemman nestepinnan alempana; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.
- P = ρgh
- ΔP = ρgΔh
Tutkimustiivistelmä
Suunnittele kysymys ennen laboratorion avaamista
Tiivistelmä vastaa esirendattua sivua: tutkimuskysymys, kilpailevat ennusteet, muuttujien roolit, hallitsevat lait, kokoonpano sekä analyysi- ja laajennuskysymykset pysyvät näkyvissä tässä järjestyksessä.
Tutkimuskysymys
U-muotoinen putki pitää vettä eri korkeuksilla kummallakin puolella, molemmat päät avoimia ilmalle. Mikä määrää paine-eron kahden pylvään välillä?
Punniteltavat ennusteet
- Paine-ero riippuu putken kokonaisvesimäärästä.
- Paine-eroa ei ole, kunhan molemmat puolet ovat avoimia ilmalle.
- Paine-ero riippuu vain korkeuserosta kahden puolen välillä.
Muuttujien roolit
Mitä asetat:
- Vasen korkeus h_L (m)
- Oikea korkeus h_R (m)
Mitä mittaat:
- Paine-ero ΔP (Pa)
Miten tutkimus etenee
- Avaa fluid-utube-esiasetus ja paina Nollaa. Vesi on eri tasoilla U-putken vasemmalla ja oikealla puolella.
- Ota käyttöön paine-eron lukema.
- Aseta vasen ja oikea vesikorkeus jokaiselle suoritukselle ja kirjaa paine-eron lukema.
Hallitseva yhtälö
Hydrostaattinen paine — P = ρ·g·h
Paine fluidissa kasvaa lineaarisesti syvyyden mukaan: P = ρgh. U-putkessa, joka on avoin ilmalle molemmista päistä, kahden pylvään välinen paine-ero tulee kokonaan niiden korkeuserosta.
Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään
- Yhdelle suoritukselle laske ΔP = ρg(h_R − h_L) käyttäen veden tiheyttä 1000 kg/m³ ja g = 9.8 m/s² ja vertaa sitä lukemaan.
- Kolme suoritustasi käyttää eri absoluuttisia korkeuksia mutta samaa kuviota. Selitä, miksi ΔP riippuu vain korkeuserosta, ei siitä, kuinka täynnä putki on kokonaisuudessaan.
Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella
- Elohopeabarometri käyttää samaa periaatetta, mutta elohopealla (tiheys 13 600 kg/m³) veden sijaan. Samalla korkeuserolla olisiko paine-ero suurempi vai pienempi kuin vedellä? Suunnilleen millä kertoimella?
- Sukeltajat tuntevat paineen kasvavan syvemmin mentäessä. Käytä kaavaa ΔP = ρgΔh selittääksesi, miksi paine 10 m:n syvyydessä on suunnilleen kaksinkertainen paineeseen 5 m:ssä nähden.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Tervetuloa U-putkeen
- Paina Toista
- Lue korkeusero
- Avaa Ominaisuudet-paneeli
- Onnistuit!
Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.
Avaa interaktiivinen laboratorio →