Média
Filmek
Jelenség leírása
A nagyobbik kémcsőbe öntsünk vizet, tartsuk függőlegesen, és illesszük bele a kissebbiket. Várjuk meg, hogy a kisebb kémcső stabilan ússzon a nagyobban, majd fordítsuk meg a rendszert. A kisebb kémcső nem esik ki, sőt fokozatosan felúszik a nagyobban, miközben abból vizet szorít ki.
Összeállítás
A nagyobbik kémcsőbe öntsünk vizet, tartsuk függőlegesen, és illesszük bele a kissebbiket. Várjuk meg, hogy a kisebb kémcső stabilan ússzon a nagyobban, majd fordítsuk meg a rendszert.
Eszközök
Egymásba illeszthető kémcsövek, üvegkád., víz
Magyarázat
125. Hidrosztatikai kísérlet két kémcsõvel
Válasszunk két olyan kémcsövet, hogy a nagyobba éppen beleférjen a kicsi, de ne szoruljon meg, hanem szabadon mozoghasson benne. Töltsük meg a nagy kémcsövet vízzel, tegyük bele a kicsit, és várjuk meg, amíg beáll az úszás állapota. Ilyenkor a nagy kémcsõben, mint egy tóban úszik a kicsi, mint egy hajó. Ezek után fordítsuk meg a nagy kémcsövet, és figyeljük meg, hogy a kis kémcsõ nem esik ki belõle, sõt ahogy víz csepeg ki a nagy kémcsõbõl, úgy emelkedik fel a kicsi. Ahogy a csepegés egyre gyorsabb, ugyanúgy a kis kémcsõ felúszása, felfelé emelkedése is egyre gyorsabb.
A jelenséget a hidrosztatikai nyomás alapján magyarázhatjuk meg. Közönséges úszás esetén az úszó test alján a hidrosztatikai nyomás hozzáadódik a légnyomáshoz, és a kialakuló felhajtóerõ egyensúlyt tart az úszó testre ható nehézségi erõvel. Kísérletünkben szokatlan módon a folyadék (a víz) a felszíne felett található, ezért a hidrosztatikai nyomás nem hozzáadódik, hanem levonódik a légnyomásból. Tehát a kis kémcsõ belsejében légköri nyomás van, felette viszont a légköri nyomásnál kisebb a nyomás. Ez úgy lehetséges, hogy a felületi feszültség a két kémcsõ közötti szûk gyûrûben stabilizálja a folyadék felszínét (legfeljebb lassú csepegést enged meg). Ha a nyomáskülönbség elegendõen nagy, akkor a kis kémcsõre eredõ felfelé mutató erõ hat, ami felfelé mozgatja a kis kémcsövet, kiszorítva a nagy kémcsõbõl a vizet. Végül a két kémcsõ között annyi folyadék marad, hogy erõegyensúly álljon be, a csepegés megszûnik, a felhajtóerõ pontosan ugyanúgy megegyezik a nehézségi erõvel, mint a közönséges úszás esetén.
