Akışkanlar
Venturi borusu
Akışın dar boğazda hızlanmasını ve basıncın düşmesini izleyin (Bernoulli).
Venturi borusu — etkileşimli Akışkanlar simülasyonu. Akışın dar boğazda hızlanmasını ve basıncın düşmesini izleyin (Bernoulli). Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Bernoulli etkisi
Venturi borusunda akışkan dar boğazda hızlanır ve basınç düşer.
Kütle korunumu, kesit alanı küçük olduğu yerde daha hızlı akış gerektirir. Bernoulli denklemi, daha yüksek hızı boğazda daha düşük basınçla ilişkilendirir.
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = sabit
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Su, başparmağınız ucuna gelecek şekilde, bahçe hortumu gibi kısmen daralan bir borunun içinden akar. Dar bölümde suyun basıncına ne olur?
Tartılacak tahminler
- Dar kısımda su daha fazla sıkıştırıldığı için basınç artar.
- Dar kısımda su hızlandığı için basınç düşer.
- Basınç baştan sona aynı kalır; yalnızca hız değişir.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Geniş kesit alanı A₁ (m²)
- Boğaz bölgesi A₂ (m²)
- Giriş hızı v₁ (m/s)
Ölçtüğünüz şey:
- Boğaz hızı v₂ (m/s)
- Basınç değişimi ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Sıvı-venturi ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Su, geniş kesitli (A₁) ve dar boğazlı (A₂) bir borudan düzenli olarak akar.
- Boğaz hızı ve basınç düşüşü okumalarını etkinleştirin.
- Her deneme için geniş kesit alanını, boğaz alanını ve giriş hızını ayarlayın ve boğaz hızını ve basınç düşüşü okumalarını kaydedin.
Yönetim denklemi
Süreklilik Denklemi — A₁·v₁ = A₂·v₂
Bir borudaki sıkıştırılamaz bir akışkan için akış hızı (alan x hız) boru boyunca her yerde aynı olmalıdır: A₁v₁ = A₂v₂. Borunun daraltılması sıvının hızlanmasına neden olur.
Bernoulli Denklemi — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
Yatay bir akım çizgisi boyunca, bir akışkanın basıncı artı hacim başına kinetik enerjisi sabit kalır: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². Hız arttığında bunu telafi etmek için basıncın azalması gerekir.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için süreklilikten v₂ = A₁v₁/A₂'yi, ardından Bernoulli denkleminden ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²)'yi hesaplayın. Her ikisini de okumalarla karşılaştırın — ΔP negatif çıkar; bu da işaretli bir sayı olarak "boğazda basınç düştü" ifadesinin karşılığıdır.
- Enerji tasarrufu açısından, yatay bir boruda hızı arttığında akışkanın basıncının neden düşmesi gerektiğini açıklayın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Karbüratörler ve parfüm atomizörleri, dar boğazdan ikinci bir sıvıyı çekmek için Venturi etkisini kullanır. Basınç değişimi verilerinizi kullanarak, oradaki düşük basınç bölgesinin neden sıvıyı yan borudan yukarı doğru çekebildiğini açıklayın.
- Akışkan kanat deneyi, su yerine hava ile aynı süreklilik + Bernoulli modelini kullanır. Aynı hız ve alanlar için basınç farkının daha büyük veya daha küçük olmasını bekler miydiniz? Neden?
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Venturi borusuna hoş geldiniz
- Oynat'a basın
- Hızlı boğaz, düşük basınç
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.