Fluidi
Venturijeva cev
Opazuj, kako se pretok pospeši v ozkem grlu — tlak pade (Bernoulli).
Venturijeva cev — interaktivna simulacija Fluidi. Opazuj, kako se pretok pospeši v ozkem grlu — tlak pade (Bernoulli). Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Bernoullijev učinek
V Venturijevi cevi se fluid pospeši v ozkem grlu in tlak pade.
Ohranitev mase zahteva hitrejši pretok, kjer je presek manjši. Bernoullijeva enačba povezuje višjo hitrost z nižjim tlakom v grlu.
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = konstanta
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Voda teče skozi cev, ki se na pol poti zoži, kot vrt s prstom čez konec. Kaj se zgodi s tlakom vode v ozkem delu?
Predvidevanja za pretehtanje
- Tlak raste v ozkem delu, ker je voda bolj stisnjena.
- Tlak pada v ozkem delu, ker se voda pospeši.
- Tlak ostane enak povsod — spremeni se samo hitrost.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Površina širokega dela A₁ (m²)
- Površina grla A₂ (m²)
- Vhodna hitrost v₁ (m/s)
Kaj izmeriš:
- Hitrost v grlu v₂ (m/s)
- Sprememba tlaka ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev fluid-venturi in pritisni Ponastavi. Voda enakomerno teče skozi cev s širokim delom (A₁) in ozkim grlom (A₂).
- Omogoči odčitka hitrosti v grlu in padca tlaka.
- Nastavi površino širokega dela, površino grla in vhodno hitrost za vsak poskus in zabeleži odčitka hitrosti v grlu in padca tlaka.
Vodilna enačba
Enačba kontinuitete — A₁·v₁ = A₂·v₂
Za nestisljiv fluid v cevi mora biti pretok (površina × hitrost) enak povsod vzdolž cevi: A₁v₁ = A₂v₂. Zožitev cevi prisili fluid, da se pospeši.
Bernoullijeva enačba — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
Vzdolž vodoravne tokovnice ostane vsota tlaka in kinetične energije na prostornino fluida konstantna: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². Kjer hitrost raste, mora tlak pasti v kompenzacijo.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj v₂ = A₁v₁/A₂ iz kontinuitete, nato ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) iz Bernoullijeve enačbe. Primerjaj oba z odčitki — ΔP izide negativen, kar je tako izgleda „tlak je padel v grlu“ kot predznačena številka.
- Razloži z ohranitvijo energije, zakaj se tlak fluida mora znižati tam, kjer se njegova hitrost poveča v vodoravni cevi.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Karburatorji in parfumski pršilniki uporabljajo Venturijev učinek, da vlečejo drugi fluid v ozkem grlu. Z svojimi podatki o spremembi tlaka razloži, zakaj nizkotlačno območje tam lahko vleče tekočino navzgor skozi stransko cev.
- Poskus krila uporablja ta isti model kontinuitete + Bernoulli z zrakom namesto z vodo. Ali bi pričakoval, da je razlika tlakov večja ali manjša pri istih hitrostih in površinah? Zakaj?
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Dobrodošli pri Venturijevi cevi
- Pritisni Predvajaj
- Hitro grlo, nizek tlak
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →