Fluidi
Venturi caurule
Vēro, kā plūsma paātrinās šaurajā kakliņā — spiediens krītas (Bernoulli).
Venturi caurule — interaktīva Fluidi simulācija. Vēro, kā plūsma paātrinās šaurajā kakliņā — spiediens krītas (Bernoulli). Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Bernoulli efekts
Venturi caurulē šķidrums paātrinās šaurajā kakliņā, un spiediens krītas.
Masas saglabāšanās prasa ātrāku plūsmu tur, kur šķērsgriezums ir mazāks. Bernoulli vienādojums saista lielāku ātrumu ar zemāku spiedienu kakliņā.
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = konstanta
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Ūdens plūst caur cauruli, kas pa daļai sašaurinās, kā dārza šļūtene ar īkšķi pāri galam. Kas notiek ar ūdens spiedienu šaurajā daļā?
Prognozes, ko svērt
- Spiediens aug šaurajā daļā, jo ūdens ir vairāk saspiests.
- Spiediens krītas šaurajā daļā, jo ūdens paātrinās.
- Spiediens paliek tas pats visur — mainās tikai ātrums.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Platās daļas laukums A₁ (m²)
- Kakliņa laukums A₂ (m²)
- Ieejas ātrums v₁ (m/s)
Ko tu mēri:
- Kakliņa ātrums v₂ (m/s)
- Spiediena izmaiņa ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
Kā izpēte norit
- Atver Venturi eksperimentu un nospied Atiestatīt. Ūdens plūst pastāvīgi caur cauruli ar platu daļu (A₁) un šauru kakliņu (A₂).
- Ieslēdz kakliņa ātruma un spiediena krituma rādījumus.
- Iestati platās daļas laukumu, kakliņa laukumu un ieejas ātrumu katram mēģinājumam un ieraksti kakliņa ātruma un spiediena krituma rādījumus.
Noteicošais vienādojums
Nepārtrauktības vienādojums — A₁·v₁ = A₂·v₂
Nesaspiežamam šķidrumam caurulē caurplūde (laukums × ātrums) jābūt vienādai visur gar cauruli: A₁v₁ = A₂v₂. Caurules sašaurināšana piespiež šķidrumu paātrināties.
Bernoulli vienādojums — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
Gar horizontālu plūsmas līniju šķidruma spiediens plus tā kinētiskā enerģija uz tilpumu paliek nemainīgs: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². Kur ātrums aug, spiedienam jākrīt, lai kompensētu.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini v₂ = A₁v₁/A₂ no nepārtrauktības, tad ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) no Bernoulli vienādojuma. Salīdzini abus ar rādījumiem — ΔP iznāk negatīvs, un tieši tā izskatās „spiediens kakliņā nokrita” kā zīmēts skaitlis.
- Izskadyro, enerģijas saglabāšanās terminos, kāpēc šķidruma spiedienam jākrīt tur, kur tā ātrums aug horizontālā caurulē.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Karburatori un smaržu smidzinātāji izmanto Venturi efektu, lai iesūktu otru šķidrumu šaurajā kakliņā. Izmantojot savus spiediena izmaiņas datus, izskaidro, kāpēc zema spiediena apgabals tur var vilkt šķidrumu augšup caur sāna cauruli.
- Spārna eksperiments izmanto to pašu nepārtrauktības + Bernoulli modeli ar gaisu ūdens vietā. Vai tu sagaidītu, ka spiediena starpība būtu lielāka vai mazāka tiem pašiem ātrumiem un laukumiem? Kāpēc?
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Sveicināts Venturi eksperimentā
- Nospied „Atskaņot”
- Ātrs kakliņš, zems spiediens
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →