Venturi-hatás: gyorsulás, nyomáscsökkenés

1 · Jóslás

Víz áramlik egy csőben, amely egy szakaszon keskenyedik, mint egy kerti slag, ha a hüvelykujjaddal elszorítod a végét. Mi történik a víz nyomásával a szűk szakaszon?

• A nyomás nő a szűk szakaszon, mert a víz összesűrűsödik.
• A nyomás csökken a szűk szakaszon, mert a víz felgyorsul.
• A nyomás végig ugyanaz — csak a sebesség változik.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a fluid-venturi előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A víz egyenletesen áramlik egy csőben, széles szakasszal (A₁) és szűk torokkal (A₂).
2. Engedélyezd a toroksebesség- és nyomásesés-kijelzőket.
3. Állítsd be a széles szakasz felületét, a torok felületét és a belépési sebességet minden mérésnél, és rögzítsd a toroksebesség- és nyomásesés-leolvasásokat.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a ΔP nyomásváltozást (y-tengely) a v₂ toroksebességgel (x-tengely) szemben a három mérésedhez.

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki a v₂ = A₁v₁/A₂-t a folytonosságból, majd a ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²)-t a Bernoulli-egyenletből. Hasonlítsd mindkettőt a leolvasásokhoz — a ΔP negatív adódik, és pontosan így néz ki előjeles számként az, hogy „a nyomás a torokban csökkent”.
2. Magyarázd meg energiamegmaradási szempontból, miért kell csökkennie egy folyadék nyomásának ott, ahol a sebessége nő, vízszintes csőben.

5 · Kiterjesztés

1. A karburátorok és a parfüm-porlasztók a Venturi-hatást használják egy második folyadék beszívására a szűk toroknál. A nyomásváltozás-adataiddal magyarázd meg, miért tud egy ottani alacsony nyomású régió folyadékot felfelé húzni egy oldalcsövön.
2. A fluid-wing kísérlet ugyanezt a folytonosság + Bernoulli modellt használja levegővel a víz helyett. Nagyobbra vagy kisebbre várnád a nyomáskülönbséget ugyanazon sebességeknél és felületeknél? Miért?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap