Manometr U-rurkowy: różnica ciśnień z wysokości

1 · Prognoza

U-rurka trzyma wodę na różnych wysokościach po obu stronach, otwarta na powietrze z obu końców. Co wyznacza różnicę ciśnień między dwiema kolumnami?

• 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.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset manometru i naciśnij Reset. Woda stoi na różnych poziomach po lewej i prawej stronie U-rurki.
2. Włącz odczyt różnicy ciśnień.
3. Ustaw wysokości wody po lewej i prawej dla każdej próby i zapisz odczyt różnicy ciśnień.

3 · Zbieranie danych

Narysuj ΔP (oś y) względem różnicy wysokości h_R − h_L (oś x) dla trzech prób. Czy linia jest prosta?

4 · Analiza

1. 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.
2. 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.

5 · Rozszerzenie

1. 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?
2. 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.

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu