Efekt Venturiego: przyspieszenie i spadek ciśnienia

1 · Prognoza

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?

• 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.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset Venturiego i naciśnij Reset. Woda płynie jednostajnie przez rurę z sekcją szeroką (A₁) i wąskim gardłem (A₂).
2. Włącz odczyty prędkości w gardle i spadku ciśnienia.
3. Ustaw pole szerokiej sekcji, pole gardła i prędkość wlotu dla każdej próby, i zapisz odczyty prędkości w gardle i spadku ciśnienia.

3 · Zbieranie danych

Narysuj zmianę ciśnienia ΔP (oś y) względem prędkości w gardle v₂ (oś x) dla trzech prób.

4 · Analiza

1. 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.
2. W kategoriach zasady zachowania energii wyjaśnij, dlaczego ciśnienie cieczy musi spaść tam, gdzie jej prędkość rośnie w poziomej rurze.

5 · Rozszerzenie

1. 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.
2. 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?

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu