Механіка рідин
U-подібний манометр
Прикладений P₁ > P₂ тримає ліву поверхню рідини нижче; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.
U-подібний манометр — інтерактивне моделювання: Механіка рідин. Прикладений P₁ > P₂ тримає ліву поверхню рідини нижче; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.
Гідростатичний тиск
U-подібний манометр показує, як різниці тисків створюють різниці висот у з'єднаній рідині.
Прикладений зліва тиск P₁ більший за P₂ і тримає ліву поверхню рідини нижче; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.
- P = ρgh
- ΔP = ρgΔh
Короткий опис дослідження
Сплануйте запитання, перш ніж відкрити лабораторію
Короткий відповідає передрендереній сторінці: рушійне запитання, конкуруючі прогнози, ролі змінних, керівні закони, установка, аналіз і підсилення лишаються видимими та в цьому порядку.
Рушійне запитання
U-подібна трубка містить воду на різних висотах з обох боків, відкрита до повітря з обох кінців. Що визначає різницю тисків між двома стовпцями?
Прогнози для зважування
- Різниця тисків залежить від загальної кількості води в трубці.
- Різниці тисків немає, доки обидві сторони відкриті до повітря.
- Різниця тисків залежить лише від різниці висот між двома сторонами.
Ролі змінних
Що ви задаєте:
- Ліва висота h_L (m)
- Права висота h_R (m)
Що ви вимірюєте:
- Різниця тисків ΔP (Pa)
Як проходить дослідження
- Відкрийте пресет «U-подібний манометр» та натисніть «Скинути». Вода стоїть на різних рівнях ліворуч і праворуч у U-трубці.
- Увімкніть показ різниці тисків.
- Задайте ліву та праву висоти води для кожного заміру та запишіть показ різниці тисків.
Керівне рівняння
Гідростатичний тиск — P = ρ·g·h
Тиск у рідині зростає лінійно з глибиною: P = ρgh. У U-трубці, відкритій до повітря з обох кінців, різниця тисків між стовпцями походить винятково з різниці їхніх висот.
Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити
- Для одного заміру обчисліть ΔP = ρg(h_R − h_L) з густиною води 1000 кг/м³ та g = 9.8 м/с² і порівняйте з показом.
- Ваші три заміри мають різні абсолютні висоти, але той самий патерн. Поясніть, чому ΔP залежить лише від різниці висот, а не від того, наскільки трубка заповнена загалом.
Де це трапляється за межами лабораторії
- Ртутний барометр використовує той самий принцип, але з ртуттю (густина 13,600 кг/м³) замість води. Для тієї самої різниці висот різниця тисків буде більшою чи меншою, ніж з водою? Приблизно в скільки разів?
- Нирці відчувають зростання тиску з глибиною. Використайте ΔP = ρgΔh, щоб пояснити, чому тиск на 10 м під водою приблизно вдвічі більший за тиск на 5 м.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Вітаємо в U-трубці
- Натисніть «Запустити»
- Прочитайте різницю висот
- Відкрийте панель властивостей
- У вас вийшло!
Відкрийте інтерактивне моделювання, щоб зібрати сцену, натиснути «Запустити» та дослідити з живими вимірюваннями й керованим заняттям.
Відкрити інтерактивну лабораторію →
Завантажити лабораторний аркуш →