Tekutiny
Venturiho trubica
Sleduj, ako sa rýchlosť prúdenia zvyšuje v úzkom hrdle — tlak klesá (Bernoulli).
Venturiho trubica — interaktívna simulácia Tekutiny. Sleduj, ako sa rýchlosť prúdenia zvyšuje v úzkom hrdle — tlak klesá (Bernoulli). Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Bernoulliho efekt
Vo Venturiho trubici sa kvapalina zrýchľuje v úzkom hrdle a tlak klesá.
Zachovanie hmotnosti vyžaduje rýchlejší tok tam, kde je prierez menší. Bernoulliho rovnica spája vyššiu rýchlosť s nižším tlakom v hrdle.
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = konštanta
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Voda tečie rúrkou, ktorá sa v polovici zužuje, ako záhradná hadica s palcom na konci. Čo sa stane s tlakom vody v úzkom úseku?
Predikcie na zváženie
- Tlak rastie v úzkom úseku, pretože voda je viac stlačená.
- Tlak klesá v úzkom úseku, pretože voda zrýchli.
- Tlak zostáva rovnaký v celku — mení sa len rýchlosť.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Plocha širokého úseku A₁ (m²)
- Plocha hrdla A₂ (m²)
- Vstupná rýchlosť v₁ (m/s)
Čo meriaš:
- Rýchlosť v hrdle v₂ (m/s)
- Zmena tlaku ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu Venturi a stlač Resetovať. Voda prúdi stabilne rúrkou so širokým úsekom (A₁) a úzkym hrdlom (A₂).
- Zapni odčítania rýchlosti v hrdle a poklesu tlaku.
- Nastav plochu širokého úseku, plochu hrdla a vstupnú rýchlosť pre každý pokus a zaznamenaj odčítania rýchlosti v hrdle a poklesu tlaku.
Riadiaca rovnica
Rovnica kontinuity — A₁·v₁ = A₂·v₂
Pre nestlačiteľnú kvapalinu v rúrke musí byť prietok (plocha × rýchlosť) rovnaký všade pozdĺž rúrky: A₁v₁ = A₂v₂. Zúženie rúrky núti kvapalinu zrýchliť.
Bernoulliho rovnica — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
Pozdĺž vodorovnej prúdnice zostáva tlak kvapaliny plus jej kinetická energia na jednotku objemu konštantná: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². Kde rýchlosť rastie, tlak musí klesnúť na kompenzáciu.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj v₂ = A₁v₁/A₂ z kontinuity, potom ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) z Bernoulliho rovnice. Porovnaj obe s odčítaniami — ΔP vyjde záporné, čo je „tlak v hrdle klesol“ v podobe znamienkového čísla.
- Vysvetli v termínoch zachovania energie, prečo tlak kvapaliny musí klesnúť tam, kde jej rýchlosť rastie vo vodorovnej rúrke.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Karburátory a parfémové atomizéry používajú Venturiho efekt na nasávanie druhej kvapaliny v úzkom hrdle. Pomocou svojich údajov o zmene tlaku vysvetli, prečo oblasť nízkého tlaku tam môže vytiahnuť kvapalinu nahor bočnou trubičkou.
- Experiment krídlo používa tento istý model kontinuity + Bernoulliho vzťah so vzduchom namiesto vody. Očakával by si väčší alebo menší rozdiel tlakov pri rovnakých rýchlostiach a plochách? Prečo?
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Vitaj pri Venturiho trubici
- Stlač Prehrať
- Rýchle hrdlo, nízky tlak
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →