Fyzika Určenie výtokovej rýchlosti kvapaliny

Laboratórne cvičenie č.5
Dátum: 29.4.2002
Meno: Miroslav Čurilla
Téma: Určenie výtokovej rýchlosti kvapaliny.
Teória: Na určenie výtokovej rýchlosti kvapaliny používame:
1.Bernoulliho rovnicu , pričom pre rýchlosť platí:

2.Rovnicu kontinuity, pričom pre rýchlosť platí:

3.Vsťah pre vodorovný vrh hmotného bodu:

Úloha: Odmerajte veľkosť výtokovej rýchlosti kvapaliny (vody) rôznymi metódami. Získané hodnoty porovnajte a zdôvodnite rozdiely medzi nimi.
Pomôcky: valcovitá nádoba s otvorom, fotografická miska, stopky, posuvné meradlo, podstavec pod nádobu, nádoba s vodou
Nákres:


Postup: 1.Zostavte zariadenie podľa nákresu.
2.Pred naplnením nádoby vodou odmerajte vnútorný priemer d, nádoby vzdialenosť h2 a vnútorný prierez d2 výtokovej trubičky.
3.Vodu nalejte do výšky h1, ktorú si potom označte.
4.Vodu nechajte vytekať za čas t. Miesto, kde dopadá vodný lúč označte ceruzkou. Označte aj výšku h1 hladiny vody po uplynutí času t.
5.Urč rýchlosť klesania hladiny v nádobe.
6.Namerané hodnoty dosaďte do vzťahu na výpočet výtokovej rýchlosti v2.
7.hodnoty zapíšte do tabuľky.
8.Zdôvodni rozdiely hodnôt rýchlosti, ktoré ste získali rôznymi metódami.
Tabuľka:
Číslo merania Bernoulliho rovnica Rovnica kontinuty Vodorovný vrh
h1 v1 d1 S1 d2 S2 h1-h2 t v1 v2 l h2 v3
10-2m m.s-1 10-2m m2 10-2m m2 10-2m s m.s-1 m.s-1 10-2m 10-2m m.s-1
1. 11,5 1,502 6,27 0,003086 0,38 0,000011 3,3 13,05 0,00253 0,71 18 11,3 1,197
2. 11,5 1,502 6,27 0,003086 0,38 0,000011 3,3 12 0,00275 0,77 19 11,3 1,264
3. 11,5 1,502 6,27 0,003086 0,38 0,000011 3,3 12,2 0,00270 0,76 17,5 11,3 1,164
4. 11,5 1,502 6,27 0,003086 0,38 0,000011 3,3 11,85 0,00278 0,78 18,5 11,3 1,231
5. 11,5 1,502 6,27 0,003086 0,38 0,000011 3,3 12,65 0,00261 0,73 16,9 11,3 1,124

Vzorový výpočet:




Doplňujúce úloha:
1. Ako sa zemní výtoková rýchlosť, keď hladina kvapaliny v nádobe postupne klesá?
-výtoková rýchlosť sa zmenšuje.
2. Závisí presnosť merania výtokovej rýchlosti od času, za ktorý necháme vodu vytekať? Pri meraní budete voliť pre vytekanie vody kratšie alebo dlhšie časové úseky?
-Áno, presnosť merania výtokovej rýchlosti závisí od času.

Na meranie výtokovej v1 je vhodnejší kratší čas a na meranie rýchlosti v2 je vhodnejší dlhší čas.
3. Ktorá vlastnosť kvapaliny umožnila použiť v našom prípade rovnicu kontinuity?
-Tekutosť.
4. Závisia výsledky merania od hustoty použitej kvapaliny? Zdôvodnite.
- Nie, nezávisia lebo čím väčšia hustota, tým menšia rýchlosť a naopak, ale závisí od viskozity kvapaliny.
Záver: V tomto laboratórnom cvičení sme si výpočtom dokázali, že výtokovú rýchlosť kvapaliny si môžeme vypočítať na základe viacerých postupov za pomoci rovníc. V našom prípade sa však náročnosť tohto laboratórneho cvičenia prejavila pri porovnaní výsledných troch veličín, rýchlosti, ktoré boli značne rozdielne. To bolo zapríčinené chybným meraním. CAB-Data2002
Pozdravuje CABIK: Dj Pejsi, Ucho, straus-Gessler, Šuťo, Ďoďo, Paľo, Cepluha, KIS, Pali, Sači, Lenu bolševicku, Miru , Aďu, atď.