|
|
|
| Anotácia:
Pomôcku na demonštrovanie hydrostatického tlaku v kvapaline
poznáme v profesionálnej podobe – dutý sklenený valec a plastová
koncovka s očkom, na ktorej je priviazaný špagát. V tomto
prípade ide o zhotovenie jej jednoduchšej verzie pomôcky z bežne
dostupných pomôcok.
Pomôcky: plastová fľaša (0,5l), plastová fľaša (2l) alebo akvárium, niť (približne 30cm), matica, plastový vrchnák od jogurtu alebo masla s priemerom väčším ako priemer 0,5l plastovej fľaše (najlepšie priehľadný), prírodné farbivo alebo manganistan draselný, špendlík na urobenie otvoru. Postup: Najprv si zhotovíme pomôcku. Vodorovným rezom vo výške približne 5cm odrežeme dno 0,5l fľaši. Ak nemáme k dispozícii akvárium, tak vodorovným rezom odrežeme vrch 2l plastovej fľaši. Na plastový vrchnák si obkreslíme kruhový prierez menšej fľaše a vo vzdialenosti 0,5cm od tejto čiary vystrihneme kruh s väčším priemerom ako priemer 0,5l fľaše. Do stredu kruhu urobíme pomocou špendlíka malú dierku (zjednodušiť si to môžeme zohriatím špendlíka nad plameňom sviečky), ktorou prevlečieme niť. Na jednom konci urobíme uzlík, aby sa niť z dierky nevyvliekla a na druhý koniec navlečieme maticu. Niť ďalej prevlečieme cez hrdlo 0,5l fľaše – vystrihnutý kruh tvorí jej dno. Chytíme niť a celú fľašu ponoríme do určitej hĺbky do vody v akváriu. Dbáme, aby náhradné dno fľaše bolo vycentrované. Keď pustíme niť, pozorujeme, že dno zostáva na fľaši. Keďže dno netesní, do fľaše postupne preniká voda. Niť je uvoľnená a dno je stále na fľaši. Keď sa hladina vody vo fľaši vyrovná s hladinou vody v akváriu, dno odpadne. |
|
|
|
|
Vysvetlenie: Na dno, ponorené do vody pôsobia sily vo všetkých smeroch. Keďže sa všetky sily okrem síl pôsobiacich zvislo nahor vykompenzujú, dno od fľaše neodpadáva. Označme si veľkosť výslednej sily pôsobiacej na dno smerom nahor F a hĺbku, do ktorej je fľaša ponorená h. Dno odpadne, ak bude vo fľaši výška vodného stĺpca h. Veľkosť tiaže takéhoto množstva vody je G = m×g = r×V×g = r×S×h×g, pričom S je veľkosť prierezu dna fľaše. Kritický okamih, keď dno odpadáva, nastáva práve vtedy, keď F = G. Zaujíma nás tlak p v hĺbke h. Platí p = F/S = r×S×h×g / S = r×h×g. Takýmto spôsobom sme odvodili vzťah pre hydrostatický tlak v hĺbke h. Poznámka: Farbivo alebo manganistan draselný môžeme použiť na zafarbenie vody vo fľaši – predtým ako ju ponoríme, na dno nasypeme pár zrniečok. Otázky: 1. Naozaj dno odpadáva vtedy, keď sa hladina vody o fľaši vyrovná s hladinou vody v akváriu? Od čoho to závisí? 2. Zmenilo by sa niečo, keby sme namiesto vody z vodovodného kohútika použili soľný roztok? 3. Čo by sme pozorovali, keby sme do fľaše prilievali soľný roztok a v akváriu by bola voda z vodovodu? |
|
