FYZIKÁLNE EXPERIMENTY

FYZIKA

 
FYZIKÁLNE ÚLOHY

EXPERIMENTY
UČEBNÉ TEXTY
TESTY
VÝUČBA
DIDAKTIKA FYZIKY
WWW STRÁNKY
ENV. FYZIKA
PUBLIKÁCIE
DIPLOMOVÉ  PRÁCE
UČEBNÉ POMÔCKY
ĎALŠIE VZDELÁVANIE
KUF - KLUB UČITEĽOV
DIDFYZKE
AKTUALITY

 

Školský Informačný
Servis

 

 Pošlite e-mail - odkaz na ŠIS fyzika


DEMONŠTRAČNÉ EXPERIMENTY: HYDROSTATIKA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
7. MARIOTTOVA NÁDOBA S TROMA OTVORMI

Pomôcky:
Mariottova nádoba s troma postrannými  otvormi, voda, gumené zátky

Realizácia pokusu:
Nádobu s troma uzavretými postrannými otvormi umiestnenými v rôznych výškach naplníme zafarbenou vodou. Pod otvory položíme misku na zachytávanie vytekajúcej vody. Nádobu vzduchotesne uzavrieme zátkou, ktorou prechádza tenká sklenená rúrka. Ústie rúrky sa nachádza medzi dvoma najnižšími otvormi. Najprv otvoríme spodný otvor. Voda ním začína vytekať a voľná hladina vody v rúrke klesne až k jej ústiu. Pozorujeme, že rúrkou prebubláva vzduch do vody v nádobe. Po otvorení druhého otvoru sa voľná hladina vody v  rúrke zodvihne do jeho výšky a voda ním začne prebublávať. Voda vyteká ešte stále spodným otvorom. Po otvorení najvyššieho otvoru  voľná hladina vody v rúrke vystúpi do jeho úrovne a voda ním začne prebublávať. Pozorujeme, že voda začne vytekať aj stredným otvorom.

Fyzikálna interpretácia:
V prípade, že otvoríme dolný otvor ( stredný a horný otvor sú uzavreté) vzniká situácia ako v Mariottovej nádobe s jedným otvorom.
Pri ústi trubice je hydrostatický tlak, nad touto úrovňou je tlak v kvapaline menší ako atmosferický. Pri strednom otvore je teda tlak menší ako atmosferický. Po otvorení stredného otvoru pôsobí na vodu v tejto časti  z vonkajšej strany väčší tlak ako z vnútra a teda cez otvor prebubláva vzduch do vnútra nádoby. Hladina atmosferického tlaku je teraz na úrovni stredného otvoru. V tej istej výške je aj úroveň vody v sklenenej rúrke. Výtoková rýchlosť vytekajúcej vody spodným otvorom narástla ( výška vodného stĺpca ovplyvňujúca výtokovú rýchlosť je daná vzdialenosťou medzi spodným a stredným otvorom. Vzduch nasávaný stredným otvorom znižuje veľkosť podtlaku nad hladinou vody v nádobe a preto aj úroveň hladiny s atmosferickým tlakom v kvapaline kolíše. Prejaví sa to pohybom hladiny kvapaliny v sklenenej rúrke.
Na úrovni stredného otvoru je v kvapaline atmosferický tlak. Nad touto úrovňou je tlak v kvapaline menší ako atmosferický. Pri ústi horného otvoru je teda menší tlak ako je atmosferický a po jeho otvorení ním vzduch prebubláva do vody v nádobe. Úroveň atmosferického tlaku v kvapaline sa posunula na úroveň horného otvoru. Hladina kvapaliny v sklenenej rúrke vystúpila na úroveň horného otvoru. Voda začala vytekať aj stredným otvorom, jej výtoková rýchlosť ( ovplyvnená výškou vodného stĺpca medzi stredným a horným otvorom ) je menšia ako výtoková rýchlosť vody vytekajúcej spodným otvorom ( ovplyvnená výškou vodného stĺpca medzi spodným a horným otvorom ).

Realizačná poznámka:
Vzdialenosť horného otvoru od hladiny vody v nádobe musí byť dostatočná, aby sme mohli ukázať postupne otváranie všetkých troch otvorov.

Otázky:
Prečo po otvorení stredného otvoru ním začne vzduch prebublávať dovnútra a výtoková rýchlosť vody zo spodného otvoru sa zvýši? 
Prečo pri otvorení vrchného otvoru sa zvýši výtoková rýchlosť vody vytekajúcej zo spodných dvoch otvorov?
Aké praktické využitie by mohlo mať toto zariadenie?

Posledná aktualizácia: 09.02.2001