Płyny
Rurka Venturiego
Obserwuj, jak przepływ przyspiesza w wąskim gardle — ciśnienie spada (Bernoulli).
Rurka Venturiego — interaktywna symulacja: Płyny. Obserwuj, jak przepływ przyspiesza w wąskim gardle — ciśnienie spada (Bernoulli). Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.
Efekt Bernoulliego
W rurce Venturiego ciecz przyspiesza w wąskim gardle, a ciśnienie spada.
Zasada zachowania masy wymaga szybszego przepływu tam, gdzie przekrój jest mniejszy. Równanie Bernoulliego wiąże wyższą prędkość z niższym ciśnieniem w gardle.
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = const
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
Woda płynie przez rurę, która w połowie się zwęża, jak wąż ogrodowy z kciukiem na końcu. Co dzieje się z ciśnieniem wody w wąskiej sekcji?
Prognozy do rozważenia
- Ciśnienie rośnie w wąskiej sekcji, bo woda jest bardziej ściśnięta.
- Ciśnienie maleje w wąskiej sekcji, bo woda przyspiesza.
- Ciśnienie pozostaje takie samo wszędzie — zmienia się tylko prędkość.
Role zmiennych
Co ustawiasz:
- Pole sekcji szerokiej A₁ (m²)
- Pole gardła A₂ (m²)
- Prędkość wlotu v₁ (m/s)
Co mierzysz:
- Prędkość w gardle v₂ (m/s)
- Zmiana ciśnienia ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
Jak przebiega badanie
- Otwórz preset Venturiego i naciśnij Reset. Woda płynie jednostajnie przez rurę z sekcją szeroką (A₁) i wąskim gardłem (A₂).
- Włącz odczyty prędkości w gardle i spadku ciśnienia.
- Ustaw pole szerokiej sekcji, pole gardła i prędkość wlotu dla każdej próby, i zapisz odczyty prędkości w gardle i spadku ciśnienia.
Równanie rządzące
Równanie ciągłości — A₁·v₁ = A₂·v₂
Dla cieczy nieściśliwej w rurze wydatek objętościowy (pole × prędkość) musi być wszędzie taki sam wzdłuż rury: A₁v₁ = A₂v₂. Zwężenie rury wymusza przyspieszenie cieczy.
Równanie Bernoulliego — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
Wzdłuż poziomej linii prądu suma ciśnienia cieczy i jej energii kinetycznej na jednostkę objętości pozostaje stała: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². Tam, gdzie prędkość rośnie, ciśnienie musi spaść w rekompensacie.
Co karta do druku każe uczniom wyliczyć
- Dla jednej próby oblicz v₂ = A₁v₁/A₂ z ciągłości, a potem ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) z równania Bernoulliego. Porównaj obie wartości z odczytami — ΔP wychodzi ujemne: tak „ciśnienie spadło w gardzieli” wygląda jako liczba ze znakiem.
- W kategoriach zasady zachowania energii wyjaśnij, dlaczego ciśnienie cieczy musi spaść tam, gdzie jej prędkość rośnie w poziomej rurze.
Gdzie to wychodzi poza pracownię
- Gaźniki i pulveryzatory perfum używają efektu Venturiego, by zassać drugą ciecz w wąskim gardle. Danymi zmiany ciśnienia wyjaśnij, dlaczego obszar niskiego ciśnienia może tam ciągnąć ciecz w górę przez boczną rurkę.
- Eksperyment ze skrzydłem używa tego samego modelu ciągłość + Bernoulli z powietrzem zamiast wody. Czy oczekujesz, że różnica ciśnień będzie większa czy mniejsza przy tych samych prędkościach i polach? Dlaczego?
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Witamy w rurce Venturiego
- Naciśnij Play
- Szybkie gardło, niskie ciśnienie
- Otwórz panel Właściwości
- Udało się!
Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.
Otwórz interaktywną pracownię →