PRAKTICKÉ  CVIČENIE  Z FYZIKY                                Gymnázium Partizánske

 

˘
 

7. URCENIE VÝTOKOVEJ RÝCHLOSTI KVAPALINY.
 

Vypracoval :                                                                                            Školský rok :

Dátum   :                                                                                                   Ročník :  1.

Trieda   :                                                                                                    

_______________________________________________________________________________________

 

 Teoretický úvod :

 

Takmer každú fyzikálnu veličinu môžeme merať viacerými metódami. Keď dostaneme pritom rôzne výsledky, musíme nájsť príčinu tejto odlišnosti a rozborom meracích metód určiť, ktorý výsledok je najpresnejší. Výtokovú rýchlosť kvapaliny môžeme merať a zistiť použitím Bernoulliho rovnice, rovnice kontinuity a použitím vzťahov pre vodorovný vrh hmotného bodu.

Na určenie výtokovej rýchlosti pomocou rôznych metód použijeme nádobu v tvare valca s podstavou s obsahom S1 . V spodnej časti nádoby  je vodorovne umiestnená trubička, ktorej prierez má plošný obsah S2, oveľa menší ako S1.

                                  S1

 

 


                     h1                                    S2

        

 

   h2

 
 
           

 

 

 


                                                           

                                                          l  

Trubičku uzavrieme zátkou. Nádobu naplníme vodou tak, aby hladina vody bola vo výške h1 nad pozdľžnou osou trubičky. Po odstránení zátky začne z trubičky vytekať voda. Veľkosť rýchlosti vody v trubičke ( t.j. výtokovej rýchlosti ) môžeme určiť z Bernoulliho rovnice vzťa

hom                                            , z rovnice kontinuity    

Textové pole: v = 2 . g . h                                                                                       

 
 
Keď nádobu postavíme na vhodný podstavec tak, aby pozdĺžna os trubičky bola vo výške h2 nad vodorovnou doskou stola, potom vodný lúč má rovnaký tvar ako trajektória, po ktorej by sa pohyboval hmotný bod vodorovne vrhnutý istou začiatočnou rýchlosťou, ktorá sa rovná výtokovej rýchlosti. Veľkosť výtokovej rýchlosti potom vyjadríme zo vzťahov pre vodorovný vrh

                                                       

Úloha :  Odmerajte  veľkosť výtokovej  rýchlosti  kvapaliny rôznymi metódami. Získané

               hodnoty porovnajte a zdôvodnite rozdiely medzi nimi.

 

Pomôcky : valcovitá nádoba s otvorom, plytká miska, nádoba s vodou,  stopky,  posuvné  me-

                  meradlo s nóniom .

 

Postup : 1. Pred naplnením nádoby s vodou odmerajte vnútorný priemer d1 nádoby, vnútorný

                  priemer  d2  výtokovej  trubičky a vzdialenosť h2 pozdĺžnej osi vodorovnej trubičky

                  od vodorovnej dosky stola.

              2. Merania opakujte 5 krát.

              3. Nalejte vodu do výšky  h1  nad pozdĺžnou osou  výtokovej trubičky. Výšku   h1  od-

                  merajte 5 krát.

              4. Nechajte vodu vytekať čas  t   ( 5 s až 10 s ).  Miesto dopadu vodného lúča označte

                  ceruzkou.

              5. Odmerajte pokles vodnej hladiny v nádobe  Dh  a  vzdialenosť dopadu vodného lú-

                  ča l.

              6. Meranie opakujte 5 krát podľa postupu od bodu 3.

 

 

Otázky :

1. Zdvôvodnite  rozdiely  hodnôt  výtokovej rýchlosti, ktoré ste získali  rôznymi  metóda-

    mi.

2. Ako sa mení výtoková rýchlosť, keď hladina kvapaliny v nádobe postupne klesá ?

3. Závisí presnosť merania výtokovej rýchlosti od času, ktorý necháme vodu vytekať ?