U-గొట్టం మానోమీటర్: ఎత్తు నుండి పీడన భేదం
1 · ఊహించండి
U-ఆకార గొట్టం రెండు వైపులా వేర్వేరు ఎత్తుల్లో నీటిని పట్టుకుంటుంది, రెండు చివరలూ గాలికి తెరిచి ఉంటాయి. రెండు నిలువు వరుసల మధ్య పీడన భేదాన్ని ఏమి నిర్ణయిస్తుంది?
- పీడన భేదం గొట్టంలోని మొత్తం నీటి పరిమాణంపై ఆధారపడుతుంది.
- రెండు వైపులా గాలికి తెరిచి ఉన్నంత కాలం పీడన భేదం ఉండదు.
- పీడన భేదం రెండు వైపుల ఎత్తు భేదంపైనే ఆధారపడుతుంది.
2 · అమరిక
- fluid-utube ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. U-గొట్టం ఎడమ, కుడి వైపులా నీరు వేర్వేరు మట్టాల్లో ఉంటుంది.
- పీడన-భేద రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి ఎడమ, కుడి నీటి ఎత్తులను సెట్ చేసి, పీడన-భేద రీడింగ్ను నమోదు చేయండి.
3 · డేటా సేకరించండి
| ఎడమ ఎత్తు h_L (m) | కుడి ఎత్తు h_R (m) | పీడన భేదం ΔP (Pa) |
|---|---|---|
| 0.10 | 0.16 | |
| 0.08 | 0.20 | |
| 0.05 | 0.22 |
మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం ఎత్తు భేదం h_R − h_L (x-అక్షం) పై ΔP (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. రేఖ సరళమా?
4 · విశ్లేషించండి
- ఒక ప్రయత్నానికి, నీటి సాంద్రత 1000 kg/m³, g = 9.8 m/s² ఉపయోగించి ΔP = ρg(h_R − h_L) లెక్కించి, రీడింగ్తో పోల్చండి.
- మీ మూడు ప్రయత్నాలు వేర్వేరు సంపూర్ణ ఎత్తులను వాడుతాయి కానీ ఒకే నమూనా. ΔP మొత్తంగా గొట్టం ఎంత నిండి ఉందో కాదు, ఎత్తు భేదంపైనే ఎందుకు ఆధారపడుతుందో వివరించండి.
5 · విస్తరించండి
- పాదరస బారోమీటర్ అదే సూత్రాన్ని వాడుతుంది కానీ నీటి బదులు పాదరసంతో (సాంద్రత 13,600 kg/m³). అదే ఎత్తు భేదానికి, పీడన భేదం నీటి కంటే పెద్దదా చిన్నదా? సుమారు ఎన్ని రెట్లు?
- డైవర్లు లోతు పెరిగేకొద్దీ పీడనం పెరుగుతుందని గ్రహిస్తారు. నీటిలో 10 m లోతు వద్ద పీడనం 5 m వద్ద కంటే సుమారు రెట్టింపు ఎందుకో ΔP = ρgΔh ఉపయోగించి వివరించండి.
ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం
ద్రవస్థితి పీడనం
ద్రవంలో పీడనం లోతుతో సరళంగా పెరుగుతుంది: P = ρgh. రెండు చివరలూ గాలికి తెరిచిన U-గొట్టంలో, రెండు నిలువు వరుసల మధ్య పీడన భేదం పూర్తిగా వాటి ఎత్తు భేదం నుండే వస్తుంది.