Płyny
Manometr U-rurkowy
Przyłożone P₁ > P₂ trzyma powierzchnię cieczy po lewej niżej; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.
Manometr U-rurkowy — interaktywna symulacja: Płyny. Przyłożone P₁ > P₂ trzyma powierzchnię cieczy po lewej niżej; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.
Ciśnienie hydrostatyczne
Manometr U-rurkowy pokazuje, jak różnice ciśnień tworzą różnice wysokości w połączonej cieczy.
Przyłożone P₁ > P₂ trzyma powierzchnię cieczy po lewej niżej; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.
- P = ρgh
- ΔP = ρgΔh
Krótki opis badania
Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię
Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.
Pytanie badawcze
U-rurka trzyma wodę na różnych wysokościach po obu stronach, otwarta na powietrze z obu końców. Co wyznacza różnicę ciśnień między dwiema kolumnami?
Prognozy do rozważenia
- Różnica ciśnień zależy od całkowitej ilości wody w rurce.
- Nie ma różnicy ciśnień, dopóki obie strony są otwarte na powietrze.
- Różnica ciśnień zależy tylko od różnicy wysokości między dwiema stronami.
Role zmiennych
Co ustawiasz:
- Wysokość lewa h_L (m)
- Wysokość prawa h_R (m)
Co mierzysz:
- Różnica ciśnień ΔP (Pa)
Jak przebiega badanie
- Otwórz preset manometru i naciśnij Reset. Woda stoi na różnych poziomach po lewej i prawej stronie U-rurki.
- Włącz odczyt różnicy ciśnień.
- Ustaw wysokości wody po lewej i prawej dla każdej próby i zapisz odczyt różnicy ciśnień.
Równanie rządzące
Ciśnienie hydrostatyczne — P = ρ·g·h
Ciśnienie w cieczy rośnie liniowo z głębokością: P = ρgh. W rurce U otwartej do powietrza z obu końców różnica ciśnień między dwiema kolumnami bierze się całkowicie z różnicy ich wysokości.
Co karta do druku każe uczniom wyliczyć
- Dla jednej próby oblicz ΔP = ρg(h_R − h_L), używając gęstości wody 1000 kg/m³ i g = 9.8 m/s², i porównaj z odczytem.
- Twoje trzy próby używają różnych wysokości bezwzględnych, ale tego samego wzorca. Wyjaśnij, dlaczego ΔP zależy tylko od różnicy wysokości, a nie od ogólnego napełnienia rurki.
Gdzie to wychodzi poza pracownię
- Barometr rtęciowy używa tej samej zasady, ale z rtęcią (gęstość 13 600 kg/m³) zamiast wody. Przy tej samej różnicy wysokości różnica ciśnień byłaby większa czy mniejsza niż dla wody? W przybliżeniu o jaki czynnik?
- Nurkowie czują wzrost ciśnienia im głębiej zanurzają się. Użyj ΔP = ρgΔh, by wyjaśnić, dlaczego ciśnienie na 10 m pod wodą jest mniej więcej dwukrotnością ciśnienia na 5 m.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Witamy w manometrze U-rurkowym
- Naciśnij Play
- Odczytaj różnicę wysokości
- Otwórz panel Właściwości
- Udało się!
Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.
Otwórz interaktywną pracownię →