Folyadékok és gázok mechanikája » Vízkifolyás tölcsérből

Jelenség leírása

Függõlegesen álló, leszûkített nyílású tölcsért - miközben nyílását alul befogjuk, - töltsünk tele vízzel. Ezután a nyílást szabaddá téve hagyjuk a vizet kifolyni. Mérjük a vízszint helyzetét az idõ függvényében! Hogyan változik a vízszint süllyedésének sebessége?

Eszközök

hosszú vonalzó vagy mérőszalag., stopper, Tölcsér

Magyarázat

A tölcsér kiválasztásának szempontjait Vigh Máté (Pécs, Babits M. Gyak. Gimn., 11. évf.) így összegzi: ,,A mérésnél nem célszerû túl kicsiny tölcsért használni, mert a víz viszonylag rövid idõ alatt kifolyik belõle. Fontos szempont az is, hogy a tölcsér átlátszó legyen, mert csak így tudjuk kényelmesen mérni a vízszint helyzetét.'' A legnagyobb tölcsért (kb. 5-6 litereset) valószínûleg Dani Tímea (Pécs, Leövey Klára Gimn., 9. évf.) használta. Néhányan igazi tölcsér hiányában mûanyag flakonból fabrikáltak ,,vízkifolyató alkalmatosságot''.

A legtöbben klasszikus mérõeszközöket (stoppert vagy metronómot, illetve vonalzót vagy mérõszalagot) használtak a méréshez. Néhányan a modern technika adta lehetõségek valamelyikét vették igénybe: Vigh Máté digitális fényképezõgéppel készített 3 másodpercenként felvételeket, Dani Tímea videokamerát használt, Balogh László (Fazekas M. Fõv. Gyak. Gimn., 12. évf.) pedig számítógéppel mérte az idõt. A legrafináltabb modern megoldást Szilágyi Péter (Debrecen, Kossuth L. Gyak. Gimn., 11. évf.) alkalmazta, aki a mérés céljára speciálisan kipreparált egy (számítógépes!) egeret. Beszámolója szerint: ,,az egér tetejét leszedtem, és eltávolítottam a fölösleges belsõségeket, így a golyót, a golyót beszorító görgõt és az y irányú érzékelõtárcsát. Az x irányú érzékelõtárcsa tengelyére vékony szigetelõszalagot tekertem, és erre egy cérnaorsót húztam ... Az orsóról legördülõ cérna az egér burkolatának alján lévõ lyukon keresztül az úszóhoz csatlakozott ... Az úszót a tölcsérben lévõ vízre helyeztem. Az úszó a vízszinttel együtt süllyedve folyamatosan tekerte le az orsóról a cérnát,'' és küldte a helyzetjelentést a számítógépnek.

Ahány tölcsér, annyiféle eredmény! Ami minden mérésben közös: a vízszint magassága az idõ függvényében csökken. (Egy kivétel azért itt is akadt, de ez csak hibás értelmezés szüleménye lehet!) De hogy hogyan csökken a vízmagasság, az erõsen ,,tölcsérfüggõ''. A szintváltozás sebességét a v=\Deltah/\Deltat összefüggés segítségével határozták meg a versenyzõk. A sebesség változása az idõ (esetleg a vízszint) függvényében sem teljesen azonos különbözõ tölcséreknél. Általában a tölcsér kiürülésének végefelé a vízszint sebessége gyorsan növekszik, majd egy éles maximum után (amikor a vízszint eléri a tölcsér kúpos részének alját), a sebesség lecsökken.

!!\small!!27 dolgozat érkezett. 6 pontot kapott Balogh László, Szilágyi Péter és Vigh Máté megoldása, 5 pontos Dani Tímea, Komjáthy Júlia, Rakyta Péter, Szabó Áron, Szakál Alex, Szekeres Balázs és Tátrai Dávid dolgozata. Hiányos (1-4 pont) 15, hibás 2 dolgozat.

Szerzők

  • Gnadig Péter

Forrás, irodalom, hivatkozás

  • Balogh László
  • Szilágyi Péter
  • Szilva Attila
  • Vigh Máté
  URI STRING  
/show/238/F-B-G
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
607,344 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0003
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0072
Total Execution Time  0.0075
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0004   INSERT INTO `sessions` (`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('6e157526caf13d8ec181c798f9e10032', '3.138.118.194', 'Mozilla/5.0 AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko;', 1732411283) 
0.0005   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM (`categories`) 
0.0006   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '238' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywords` ON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '238' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categories` ON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '238' 
0.0002   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '238' 
0.0002   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '238' 
0.0004   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authors` ON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '238' 
0.0004   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_type` ON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mda` ON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '238'