Сполучені посудини

Схематичне зображення незакритої U-подібної трубки, наповненої водою

Якщо U-подібну трубку - таку, як на рисунку - наповнити водою, рівні води з обох боків завжди будуть на одній висоті. Проте так буває лише тоді, коли з обох боків тиск однаковий. У цьому випадку йдеться про незакриту U-подібну трубку, на обидва боки якої діє тільки атмосферний тиск .

Атмосферний тиск може змінюватися залежно від місця й погоди і в середньому становить приблизно:

Попередні знання

Учні вже мають базово розуміти, як виникає і як діє тиск.

Принцип

Якщо на жодному з кінців U-подібної трубки не створювати додаткового тиску на рідину - у цьому випадку воду, - рівні води завжди перебуватимуть у рівновазі. Це явище не залежить від того, чи змінюють положення або форму трубки.

Одиницею тиску зазвичай беруть або бар , або паскаль .

Навчальна мета

Учні мають засвоїти, що висота рівня води зовсім не залежить від того, як змінюють положення чи форму трубки.

Завдання

На гнучкій U-подібній трубці з двох скляних дзвонів і шматка шланга учні мають дослідити, як поводиться рівень води в обох колінах, коли змінювати їхнє взаємне положення.

Далі вони мають замінити один із дзвонів на скляну трубку і повторити дослід.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Схематичне зображення U-подібного трубчастого манометра

Так званий U-подібний трубчастий манометр - це прилад для вимірювання тиску, яким можна, наприклад, вимірювати або показувати різниці тисків. Зазвичай на двох кінцях U-подібної трубки тиски різні, і це призводить до різниці висот рівнів рідини у відповідних колінах.

Якщо тиски з обох боків однакові (див. ліворуч), то й обидва рівні рідини стоять на одній висоті. Завдяки цьому принципу можна, наприклад, знайти дві точки однакової висоти на стіні, коли під рукою немає рівня.

У цьому досліді ти працюватимеш із рівнями води в трубці.

Дослідь у цьому досліді так звану U-подібну трубку.

Наповни U-подібну трубку водою і спостерігай за рівнями води в обох колінах, коли рухаєш їх одне відносно одного.

На гнучкій U-подібній трубці з двох скляних дзвонів і шматка шланга дослідь, як поводиться рівень води в обох колінах, коли змінювати їхнє взаємне положення.

Потім повтори цей дослід, замінивши один із дзвонів на скляну трубку.

Складання штативної основи

Скручування штативного стрижня

Складання штатива

Закріплення тримача скляних трубок на штативному стрижні

Закріпи тримач скляних трубок на штативному стрижні.

Затисни обидва скляні дзвони в тримачі

З'єднай їх шматком шланга завдовжки приблизно 50 см.

З'єднання скляних дзвонів шлангом

Наповни обидва скляні дзвони водою до половини.

Схема досліду з U-подібною трубкою

• Тепер тримай обидва скляні дзвони по черзі в чотирьох різних положеннях. Орієнтуйся на рисунок нижче і на зображення на наступній сторінці.
• Для кожного положення спостерігай рівень води в обох дзвонах.

1. Зміна положення правого скляного дзвона

2. Зміна положення правого скляного дзвона з нахилом

3. Зміна положення правого скляного дзвона

Заміна скляного дзвона на скляну трубку

• Заміни правий скляний дзвін на скляну трубку.
• Тримай скляну трубку по черзі в чотирьох різних положеннях.
• Для кожного положення спостерігай рівень води в обох посудинах.

1. Зміна положення скляної трубки

2. Зміна положення скляної трубки з нахилом

3. Зміна положення скляної трубки

• Щоб розібрати штативну основу, натисни кнопки посередині й розведи обидві половини.

Візьми олівець і аркуш паперу та зроби на ньому рисунки, як поруч. Накресли на них рівні води, які ти спостерігав.

Порівняння рівнів води в досліді з двома скляними дзвонами

Порівняння рівнів води в досліді з двома скляними дзвонами

Рівень води при нахилі дзвона

Схема досліду зі скляною трубкою