U-Tüp Manometre: Yükseklikten Basınç Farkı
1 · Tahmin Et
U şeklindeki bir tüp, suyu her iki tarafta farklı yüksekliklerde tutar ve her iki ucu da havaya açıktır. İki sütun arasındaki basınç farkını ne belirler?
- Basınç farkı tüpteki toplam su miktarına bağlıdır.
- Her iki tarafı da havaya açık olduğu sürece basınç farkı yoktur.
- Basınç farkı yalnızca iki taraf arasındaki yükseklik farkına bağlıdır.
2 · Kurulum
- Sıvı tüpü ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Su, U tüpünün sol ve sağ taraflarında farklı seviyelerde bulunur.
- Basınç farkı okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için sol ve sağ su yüksekliklerini ayarlayın ve basınç farkı okumasını kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Sol yükseklik h_L (m) | Sağ yükseklik h_R (m) | Basınç farkı ΔP (Pa) |
|---|---|---|
| 0.10 | 0.16 | |
| 0.08 | 0.20 | |
| 0.05 | 0.22 |
Üç denemeniz için ΔP'yi (y ekseni) h_R − h_L (x ekseni) yükseklik farkına karşı çizin. Çizgi düz mü?
4 · Analiz et
- Bir deneme için, su yoğunluğunu 1000 kg/m³ ve g = 9.8 m/s², kullanarak ΔP = ρg(h_R − h_L) değerini hesaplayın ve bunu okumayla karşılaştırın.
- Üç denemeniz farklı mutlak yükseklikler kullanıyor ancak aynı model. ΔP'nin neden tüpün genel olarak ne kadar dolu olduğuna değil, yalnızca yükseklik farkına bağlı olduğunu açıklayın.
5 · Uzat
- Cıva barometresi de aynı prensibi kullanır ancak su yerine cıva (yoğunluk 13.600 kg/m³) kullanılır. Aynı yükseklik farkı için basınç farkı sudakinden daha mı büyük yoksa daha mı küçük olur? Yaklaşık olarak hangi faktöre göre?
- Dalgıçlar derine indikçe baskının arttığını hissederler. Su altında 10 m'deki basıncın neden 5 m'deki basıncın kabaca iki katı olduğunu açıklamak için ΔP = ρgΔh'yi kullanın.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
Hidrostatik Basınç
Bir sıvıdaki basınç derinlikle doğrusal olarak artar: P = ρgh. Her iki ucu havaya açık bir U-boruda, iki kolon arasındaki basınç farkı tamamen yükseklik farkından kaynaklanmaktadır.