F8 - Hydrostatický tlak

závislost tlaku v kapalině na hloubce

Cíl

Demonstrovat závislost tlaku na hloubce

Pomůcky

• modul manometr
• dlouhá skleněná nádoba s výpustí u dna, pokud možno s připevněným centimetrovým měřítkem
• dlouhá spojovací trubička z plastu ukončená skleněnou trubičkou

Provedení

V programu nastavíme celkový čas měření asi 200 s a vzorkovací frekvenci 0,1 Hz. Budeme tedy měřit pouze 1x za 10 sekund. Tato prodleva nám umožní v klidu posunout trubičku a nastavit ji do správné polohy. Oživíme kanál A, ke kterému připojíme modul manometr. Na manometru volíme rozsah 0 až 10 kPa. Vybereme manuální start a grafické i digitální zobrazení. Nádobu naplníme vodou do výšky asi jednoho metru. Spojovací trubičku propojíme s manometrem. Poté ji nastavíme do hloubky 0.1m a odstartujeme měření. Trubičku každých 10 sekund posouváme o 10 cm. Na grafu sledujeme lineární nárůst tlaku, digitální zobrazovač nám ukazuje okamžitou hodnotu tlaku v hloubce, ve které se právě nachází konec trubičky.

Vysvětlení

Tlak v kapalině závisí na hloubce a na hustotě podle vztahu Pozn.:
Nepozorujeme-li nárůst tlaku, je třeba zkontrolovat, zda jsou všechny spoje dobře utěsněné. Rostoucí tlak v kapalině působí na vzduch v trubičce a stlačuje jej (zmenšuje jeho objem). Proto se určité množství vody dostává i do trubičky. Při přesných měřeních je toto zapotřebí objasnit.

Modifikace experimentu:

Chceme-li vynést přímo XY závislost - tedy závislost tlaku p na hloubce h, můžeme měřit hloubku ponoření h pomocí snímače polohy. Skleněný konec trubičky, který ponořujeme do kapaliny, je zavěšen na provázku a ten je veden přes kladku snímače polohy. Pro dokonalejší sejmutí polohy je vhodné na skleněný konec trubičky přidat závaží.

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014