Эффект Вентури: скорость вверх, давление вниз

1 · Прогноз

Вода течёт по трубе, частично сужающейся, как садовый шланг с прикрытым пальцем концом. Что происходит с давлением воды в узкой части?

• Давление в узкой части растёт, потому что вода сильнее сжата.
• Давление в узкой части падает, потому что вода ускоряется.
• Давление везде одинаково — меняется только скорость.

2 · Подготовка

1. Откройте пресет Вентури и нажмите «Сброс». Вода равномерно течёт по трубе с широкой секцией (A₁) и узким горлом (A₂).
2. Включите показания скорости в горле и перепада давления.
3. Задайте площадь широкой секции, площадь горла и скорость на входе для каждой пробы и запишите скорость в горле и перепад давления.

3 · Сбор данных

Постройте изменение давления ΔP (ось y) против скорости в горле v₂ (ось x) для трёх проб.

4 · Анализ

1. Для одной пробы вычислите v₂ = A₁v₁/A₂ из неразрывности, затем ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) из уравнения Бернулли. Сравните оба значения с показаниями — ΔP выходит отрицательным: именно так «давление упало в горловине» выглядит со знаком.
2. С точки зрения сохранения энергии объясните, почему давление жидкости должно падать там, где растёт её скорость в горизонтальной трубе.

5 · Развитие

1. Карбюраторы и парфюмерные пульверизаторы используют эффект Вентури, чтобы втягивать вторую жидкость в узком горле. По своим данным об изменении давления объясните, почему область низкого давления там может тянуть жидкость вверх через боковую трубку.
2. Эксперимент с крылом использует ту же модель неразрывности + Бернулли, но с воздухом вместо воды. Ожидаете ли вы больший или меньший перепад давления при тех же скоростях и площадях? Почему?

Физика этого эксперимента

← Вернуться к эксперименту