|
|
DEMONŠTRAČNÉ
EXPERIMENTY: HYDROSTATIKA
6. NEMENNÁ
VÝTOKOVÁ RÝCHLOSŤ
Pomôcky:
Mariottova nádoba, voda, fotografická miska, zarážka
Realizácia pokusu:
Na
pracovný stôl umiestnime nádobu s postranným otvorom naplnenú
vodou a vzduchotesne uzavretú zátkou. Zátkou prechádza tenká
sklenená rúrka siahajúca do istej výšky nad postranným otvorom.
Pod postranný otvor sme položili misku na zachytávanie vytekajúcej
vody. Po odstránení zátky z otvoru voda vyteká konštantnou rýchlosťou,
pokiaľ je voľná hladina vody nad ústím dutej rúrky. Pozorujeme
rovnakú vzdialenosťou
dopadu vytekajúcej vody od nádoby.
Fyzikálna
interpretácia:
Nádoba
je vzduchotesne uzavretá zátkou, ktorou prechádza dutá rúrka.
Atmosferický tlak pôsobí na voľnú hladinu kvapaliny vo vnútri
dutej rúrky. Otvorením postranného otvoru, časť vody z nádoby
vytečie, nad hladinou kvapaliny vznikne podtlak. Hladina vody v rúrke,
na ktorú pôsobí atmosferický tlak,
klesne do takej hĺbky, kde je tiež atmosferický tlak. Pod ústim
trubice je súčet " podtlaku " a hydrostatického tlaku práve
rovný atmosferickému tlaku. Vzduch je vháňaný do nádoby cez dutú
rúrku, kompenzuje vytváranie podtlaku nad hladinou spôsobené
vytekajúcou vodou. Pri ústi trubice sa teda udržiava atmosferický
tlak. Výtoková rýchlosť vody, vytekajúcej postranným otvorom, je
ovplyvnená iba výškou vodného stĺpca medzi ústim trubice a
postranným otvorom. Táto výška sa počas pokusu nemení a preto výtoková
rýchlosť ostáva konštantná.
Realizačná poznámka:
Mariottovu
nádobu je potrebné vzduchotesne uzavrieť, aby popri zátke s
trubicou do vnútra nevnikal vzduch.
Otázky:
Vysvetlite
fyzikálnu príčinu nemennej výtokovej rýchlosti kvapaliny z
Mariottovej nádoby.
Nájdite
výšku vodného stĺpca (vysvetlite jej opodstatnenie), ktorá
vplýva na výtokovú rýchlosť vody vytekajúcej z nádoby.
|
|
|
|