U-नलिका दाबमापक: उंचीतून दाबांतर
1 · अनुमान
U-आकाराच्या नळीत दोन्ही बाजूंना वेगळ्या उंच्यांवर पाणी आहे, दोन्ही टोके हवेला उघडी. दोन स्तंभांमधील दाबांतर काय ठरवते?
- दाबांतर नळीतील पाण्याच्या एकूण प्रमाणावर अवलंबून.
- दोन्ही बाजूंना हवेला उघड्या असताना दाबांतर नसते.
- दाबांतर फक्त दोन बाजूंमधील उंची-फरकावर अवलंबून.
2 · मांडणी
- फ्लुइड-यूट्यूब प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. U-नळीच्या डाव्या व उजव्या बाजूंना पाणी वेगवेगळ्या पातळ्यांवर आहे.
- दाबांतर-वाचन सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी डावी व उजवी पाण्याची उंची निश्चित करा व दाबांतर-वाचन नोंदवा.
3 · डेटा गोळा करा
| डावी उंची h_L (m) | उजवी उंची h_R (m) | दाब-फरक ΔP (Pa) |
|---|---|---|
| 0.10 | 0.16 | |
| 0.08 | 0.20 | |
| 0.05 | 0.22 |
तुमच्या तीन फेर्यांसाठी ΔP (y-अक्ष) विरुद्ध उंची-फरक h_R − h_L (x-अक्ष) काढा. रेषा सरळ आहे का?
4 · विश्लेषण
- एका फेरीसाठी, पाण्याची घनता 1000 kg/m³ व g = 9.8 m/s² सह ΔP = ρg(h_R − h_L) काढा, व वाचनाशी तुलना करा.
- तुमच्या तीन फेर्यांच्या परम उंच्या वेगळ्या पण आकृती तशीच. ΔP फक्त उंची-फरकावर का अवलंबून, नळी एकूण किती भरली आहे यावर नाही, ते स्पष्ट करा.
5 · विस्तार
- पारा-बॅरोमीटर तेच तत्त्व पण पाण्याऐवजी पाऱ्यासह (घनता 13,600 kg/m³) वापरते. त्याच उंची-फरकासाठी दाबांतर पाण्यापेक्षा जास्त की कमी असेल? सुमारे कोणत्या गुणकाने?
- डायव्हरला जितके खोल गेलं तितके दाब वाढत जाणवतो. ΔP = ρgΔh वापरून 10 m खोलीला दाब 5 m खोलीच्या दाबाच्या जवळपास दुप्पट का असते ते स्पष्ट करा.
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
द्रवस्थैतिक दाब
द्रवात दाब खोलीसह रेषीयरित्या वाढतो: P = ρgh. दोन्ही टोके हवेला उघडी असलेल्या U-नळीत दोन स्तंभांमधील दाबांतर पूर्णपणे त्यांच्या उंची-फरकातून येते.