Άνοιξε τη μικροεφαρμογή (applet) PhET "Πίεση και ροή υγρού". Κάνε κλικ στην οθόνη "Πίεση" και βρες:

Transcript

1 1. ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗΣ ΠΙΕΣΗΣ Το 1ο μέρος του φύλλου εργασίας του Applet PhET "Πίεση και Ροή ρευστού" προτείνεται σε μαθητές που έχουν διδαχθεί από το Γυμνάσιο το νόμο της υδροστατικής πίεσης και θέλουν να τον εφαρμόσουν για να κάνουν προβλέψεις και να εμβαθύνουν στις μεταβλητές τις οποίες περιέχει αυτός ο νόμος. 1.1 Εισαγωγή Άνοιξε τη μικροεφαρμογή (applet) PhET "Πίεση και ροή υγρού". Κάνε κλικ στην οθόνη "Πίεση" και βρες: Πώς επιλέγουμε δοχείο Πώς γεμίζουμε και αδειάσουμε το δοχείο με υγρό Πώς αλλάζουμε την πυκνότητα του υγρού και την επιτάχυνση της βαρύτητας Πώς χρησιμοποιούμε το μανόμετρο, το χάρακα και το πλέγμα Πώς ανοίγουμε και κλείνουμε αεροστεγώς το δοχείο Θυμήσου το νόμο της υδροστατικής πίεσης, που έχεις μάθει στο Γυμνάσιο: p = ρhg+pατμ Γράψε τη σημασία των συμβόλων και τις μονάδες μέτρησης των αντίστοιχων μεγεθών στον πίνακα 1.1. Πίνακας 1.1 Σύμβολο Μέγεθος που συμβολίζεται Μονάδα μέτρησης (SI) p ρ h g pατμ 1.2 Η υδροστατική πίεση συναρτήσει του βάθους Στις δραστηριότητες που ακολουθούν θα έχεις ως ανεξάρτητη μεταβλητή το βάθος, και ως εξαρτημένη μεταβλητή την πίεση. Η πυκνότητα του υγρού και η επιτάχυνση της βαρύτητας θα είναι σταθερές. Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 1

2 Να επιλέξεις το αριστερό εικονίδιο που δείχνει ένα δοχείο με κατακόρυφα τοιχώματα. Γέμισε το δοχείο με νερό. Επίλεξε πυκνότητα υγρού 1000kg/m 3, Βαρύτητα 9,8m/s 2, "Ατμόσφαιρα: ανοικτό" (δηλαδή το δοχείο είναι ανοικτό) και Σύστημα μέτρησης: μετρικό (Μονάδες πίεσης = kpa και μήκους = m) Πρόβλεψη: Αν βάλεις το μανόμετρο ακριβώς πάνω από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού, τι θα δείξει: μεγαλύτερη, ίση ή μικρότερη πίεση σε σύγκριση με την πίεση 101,300kPa; Απάντηση με αιτιολόγηση: Δοκιμασία και σχολιασμός του αποτελέσματος: Η ένδειξη του μανομέτρου κοντά στην ελεύθερη επιφάνεια του νερού είναι:... Αυτό συμβαίνει επειδή: Διαδικασία: Κάνε κλικ στο χάρακα, ώστε αυτός να τοποθετηθεί κατακόρυφα μπροστά στο δοχείο, με το μηδέν στην ελεύθερη επιφάνεια του υγρού. Χρησιμοποιώντας το χάρακα, βύθισε το μανόμετρο σε βάθος 1m. Η ένδειξη του μανομέτρου με ακρίβεια 0,1kPa είναι: Προβλέψεις: Συμπλήρωσε τον πίνακα 1.2 με τις τιμές πίεσης των βημάτων 1.2.1, και Ποιες θα είναι οι ενδείξεις του μανομέτρου, όταν αυτό τοποθετηθεί σε βάθος 2m και 3m αντίστοιχα; Γράψε τις προβλέψεις σου στη δεύτερη του πίνακα 1.2. Πίνακας 1.2 Ανεξάρτητη μεταβλητή Εξαρτημένη μεταβλητή (πίεση) Βάθος μανομέτρου (m) Προβλεπόμενη πίεση (kpa) Μετρούμενη Πίεση (kpa) Απάντηση με αιτιολόγηση: Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 2

3 1.2.7 Δοκιμασία και σχολιασμός του αποτελέσματος: Έλεγξε την ορθότητα των απαντήσεών σου με το μανόμετρο και γράψε τις αντίστοιχες μετρήσεις στην τρίτη στήλη του πίνακα 1.2. Σύγκρινε τις προβλέψεις σου με τις μετρήσεις που πήρες και σχολίασέ τες Κατασκευή: Κατασκεύασε τη γραφική παράσταση της συνάρτησης της υδροστατικής πίεσης με το βάθος. P (kpa) h (m) Ερώτηση: Σε ποια μαθηματική συνάρτηση αντιστοιχεί η καμπύλη την οποία κατασκεύασες; Συμφωνεί αυτή η συνάρτηση με το νόμο της υδροστατικής πίεσης, έτσι όπως τον εφάρμοσες; 1.3 Η υδροστατική πίεση συναρτήσει της πυκνότητας του υγρού. Στις δραστηριότητες που ακολουθούν θα έχεις ως ανεξάρτητη μεταβλητή την πυκνότητα του υγρού και ως εξαρτημένη μεταβλητή την πίεση. Το βάθος και η επιτάχυνση της βαρύτητας θα είναι σταθερές Ολοκλήρωση φύλλου εργασίας: Μία καθηγήτρια σχεδίασε το παρακάτω φύλλο εργασίας για να μελετήσουν οι μαθητές της με τη βοήθεια της μικροεφαρμογής "Πίεση και ροή υγρού" πώς μεταβάλλεται η υδροστατική πίεση σε συνάρτηση με την πυκνότητα του υγρού. Μία σύντομη ανακοπή (break down) στον υπολογιστή της, όμως, έσβησε αρκετά τμήματα του σχεδίου εργασίας. Μπορείτε να τη βοηθήσετε να το συμπληρώσει; Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 3

4 Στη μικροεφαρμογή PhET "Πίεση και ροή υγρού" να επιλέξεις την οθόνη "Πίεση" και εκεί να επιλέξεις το αριστερό εικονίδιο που δείχνει ένα δοχείο με κατακόρυφα τοιχώματα. Γέμισε το δοχείο με νερό και βάλε το χάρακα κατακόρυφο στο εσωτερικό του. Κάνε κλικ στην Π......, ώστε να μπορείς κάθε φορά να λαμβάνεις υγρά με διαφ και επίλεξε Βαρύτητα 9,8m/s 2, "Ατμόσφαιρα: ανοικτό" (δηλαδή το δοχείο είναι ανοικτό) και Σύστημα μέτρησης: μετρικό (Μονάδες πίεσης = kpa και μήκους = m). Μέτρησε την πίεση στην επιφάνεια του υγρού και σημείωσέ την στον πίνακα 1.3. Στη συνέχεια βάλε το μανόμετρο σε... σημείο στο εσωτερικό του υγρού. Με τη βοήθεια του χάρακα μέτρησε το βάθος στο οποίο τοποθέτησες το μανόμετρο εντός του υγρού και σημείωσέ το στον πίνακα 1.3. Κατόπιν διάλεξε 5 υγρά με διαφ......, ώστε να καλύπτεις ένα ευρύ φάσμα των διαθέσιμων πυκνοτήτων και κάθε φορά σημείωνε την... που δείχνει το... Μετά από κάθε πείραμα να καταγράφεις τις αντίστοιχες τιμές στον πίνακα Εφαρμογή του συμπληρωμένου φύλλου εργασίας. Αφού συμφωνήσεις με τους συμμαθητές και τον καθηγητή σου για τις συμπληρώσεις που έκανες στο παραπάνω φύλλο εργασίας, ακολούθησε τις οδηγίες και συμπλήρωσε τον πίνακα 1.3. Πίνακας 1.3 Ανεξάρτητη μεταβλητή Εξαρτημένη μεταβλητή Βάθος μανομέτρου (m) Αριθμός πειράματος (...) (...) Θεωρητικός έλεγχος: Συμφωνούν οι τιμές που έλαβες με τις τιμές που προβλέπει ο νόμος της υδροστατικής πίεσης; Απάντησε αιτιολογώντας την απάντησή σου: Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 4

5 1.3.4 Αναστοχασμός: Προσπάθησε να απαντήσεις στις εξής ερωτήσεις, αιτιολογώντας τις απαντήσεις σου Μπορείς να συμπεράνεις αν η καθηγήτρια απευθυνόταν σε μαθητές που είχαν διδαχθεί ή δεν είχαν διδαχθεί το νόμο της υδροστατικής πίεσης; Αιτιολόγησε την απάντησή σου Στη σειρά αυτή των πειραμάτων το είδος του υγρού ήταν η ανεξάρτητη μεταβλητή και η πίεση ήταν η εξαρτημένη μεταβλητή. Πώς μπόρεσε η καθηγήτρια να παρακάμψει την επίδραση της μεταβλητής "βάθος"; Η υδροστατική πίεση σε δοχείο με απίθανο σχήμα Α Πρόβλημα - πρόβλεψη: Tο δοχείο με το παραπάνω σχήμα έχει υγρό σε βάθος 2,5m. Ποια είναι υδροστατική πίεση στο σημείο Α; Υπολογισμοί και απάντηση: Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 5

6 1.4.2 Δοκιμασία και σχολιασμός του αποτελέσματος: Μέτρησε με το μανόμετρο την υδροστατική πίεση στο σημείο Α και σχολίασε τη μέτρηση. Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 6

7 2. ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΗΣ ΣΥΝΕΧΕΙΑΣ Το 2 ο μέρος του φύλλου εργασίας για το Applet PhET "Πίεση και Ροή ρευστού" προτείνεται σε μαθητές που εισάγονται στην Εξίσωση της Συνέχειας των ρευστών. Ο σκοπός είναι να δοθεί στους μαθητές η ευκαιρία να συλλογιστούν πώς και αν μεταβάλλεται η ταχύτητα του υγρού στα διάφορα σημεία ενός σωλήνα όταν αυτός είναι ομοιόμορφος και όταν είναι ανομοιόμορφος και να προσεγγίσουν το μέγεθος "Παροχή" συνδυάζοντας την έμφυτη αντίληψή τους με τα εργαλεία του συγκεκριμένου Applet. 2.1 Εισαγωγή και διορθώσεις όρων Άνοιξε το περιβάλλον τη μικροεφαρμογή (applet) PhET "Πίεση και ροή υγρού". Η αρχική εφαρμογή ονομάζεται "Fluid Pressure and Flow", που σημαίνει "Πίεση και ροή ρευστού". Γι' αυτό, ο όρος "υγρό" που χρησιμοποιείται να αντικατασταθεί από τον όρο "ρευστό". Επίσης, στον επιλογέα που βρίσκεται στο επάνω μέρος αριστερά της οθόνης ο όρος "Ταχύτητα ροής" δεν είναι ο σωστός. Να αντικατασταθεί με τον όρο "Παροχή" Βρες το κουμπί εκκίνησης και τερματισμού της προσομοίωσης Πώς αναπαριστούμε τα μόρια του ρευστού και πώς αναπαριστούμε το ρευστό μακροσκοπικά Πώς μετράμε την ταχύτητα με την οποία ρέει το ρευστό εντός του σωλήνα Πώς μετράμε την πίεση του ρευστού εντός του σωλήνα Πώς αλλάζουμε την ταχύτητα του υγρού που ρέει εντός του σωλήνα Πώς επιλέγουμε να αναπαραστήσουμε τη ροή του ρευστού σε αργή κίνηση, σε γρήγορη κίνηση, με βήματα και πώς παγώνουμε την κίνηση Πώς διαβιβάζουμε στο σωλήνα μικρές ποσότητες ρευστού Πώς διαμορφώνουμε τη διατομή του σωλήνα και πώς τον επαναφέρουμε σε σταθερή κατά μήκος διατομή 2.2 Η ταχύτητα του υγρού σε ομοιόμορφο και ανομοιόμορφο σωλήνα Πάτησε επαναφορά όλων και ξεκίνησε την προσομοίωση. Κάνε αποεπιλογή στον επιλογέα "Κουκκίδες" ώστε να μην παριστάνονται τα μόρια του ρευστού. Αρχικά θα αγνοήσουμε την τριβή που αναπτύσσεται στο ρευστό, γι' αυτό κάνε αποεπιλογή στην "Τριβή". Με αυτό τον τρόπο θα προσομοιώσουμε ένα ιδανικό υγρό. Τα ιδανικά υγρά δεν παρουσιάζουν τριβές ανάμεσα στα μόριά τους και με τα τοιχώματα του σωλήνα και είναι ασυμπίεστα. Διάλεξε το μετρικό σύστημα και πυκνότητα υγρού 1000kg/m Πρόβλεψη ταχύτητας υγρού σε ομοιόμορφο σωλήνα: Η ταχύτητα των μορίων του ρευστού που ρέει στο εσωτερικό του σωλήνα πιστεύεις ότι είναι σταθερή ή μεταβάλλεται στα διάφορα μέρη του σωλήνα; Γράψε την απάντησή σου και αιτιολόγησέ την: Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 7

8 2.2.2 Δοκιμασία και σχολιασμός του αποτελέσματος: Τοποθέτησε τον μετρητή ταχύτητας σε διάφορες θέσεις του σωλήνα. Η ένδειξή του: Δώσε μια εξήγηση: Πρόβλεψη ταχύτητας υγρού σε σωλήνα με στένωση. Απάντηση με αιτιολόγηση και συμπλήρωση. Θα εξακολουθήσει να παραμένει σταθερή η ταχύτητα του υγρού όταν ο σωλήνας παρουσιάζει στένωση σε κάποια περιοχή; Διάγραψε όποιες λέξεις ή φράσεις νομίζεις ότι είναι λανθασμένες. Ναι / Όχι, η ταχύτητα του υγρού δεν θα είναι η ίδια σε όλο το μήκος του σωλήνα. Η ταχύτητα του υγρού θα αυξάνει / μειώνεται στα τμήματα του σωλήνα που παρουσιάζουν στένωση. Αυτό συμβαίνει επειδή: Δοκιμασία και σχολιασμός του αποτελέσματος: Με τη βοήθεια των λαβών δημιούργησε μια στένωση στο μέσο του σωλήνα. Με τον μετρητή ταχύτητας σύγκρινε την ταχύτητα του υγρού στα πλατιά και στα στενά σημεία του σωλήνα. Η πρόβλεψή σου επιβεβαιώθηκε/δεν επιβεβαιώθηκε (διάγραψε ανάλογα). Αν η πρόβλεψή σου δεν επιβεβαιώθηκε, προσπάθησε να προσδιορίσεις το λάθος στο συλλογισμό που έκανες στο Υπάρχει ποσοτική σχέση;. Προηγουμένως παρατήρησες ότι στη στένωση του σωλήνα η ταχύτητα αυξάνεται. Στο συλλογισμό αυτό υπάρχουν δύο μεταβλητές: η διατομή του σωλήνα (Α), δηλαδή το εμβαδόν μιας τομής του σωλήνα κάθετης στον άξονά του και η ταχύτητα του υγρού (u). Παρακάτω θα εξετάσεις αν υπάρχει ποσοτική σχέση μεταξύ των δύο μεταβλητών Λήψη και καταγραφή διαφόρων τιμών ταχυτήτων και διατομών. Με το μετρητή ροής μπορείς να μετράς τη διατομή του σωλήνα, η οποία αναφέρεται ως "Περιοχή". Ενώ με Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 8

9 το μετρητή της ταχύτητας μπορείς να μετράς την ταχύτητα του υγρού στα διάφορα σημεία. Διαμόρφωσε το σωλήνα με διάφορες στενώσεις και διαπλατύνσεις. Πάρε τις τιμές της διατομής και της ταχύτητας σε διάφορα σημεία κατά μήκος του σωλήνα και συμπλήρωσε τον παρακάτω πίνακα. Πρόσεχε κατά τις μετρήσεις της ταχύτητας να βάζεις το μετρητή στο κέντρο του 'δαχτυλιδιού' που ορίζει την αντίστοιχη διατομή. Πίνακας 2.3 Αριθμός μέτρησης Διατομή (m 2 ) Ταχύτητα υγρού (m/s) Συμπερασμός. Εξέτασε ποια μαθηματική σχέση συνδέει τις δύο μεταβλητές. Δηλαδή εξέτασε έχουν σταθερό άθροισμα ή σταθερό γινόμενο (αντιστρόφως ανάλογες) ή σταθερό πηλίκο (ανάλογες) ή κάποια άλλη σχέση. Προσπάθησε να διατυπώσεις το νόμο στον οποίο κατέληξες με λόγια Γενίκευση. Μην ξεχνάς ότι ως τώρα εργάστηκες με νερό και σε συνθήκες βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης. Ποιες άλλες μεταβλητές πρέπει να εξετάσεις για να γενικεύσεις για οποιοδήποτε υγρό, σε οποιεσδήποτε συνθήκες βαρύτητας; Μελέτη. Ως τώρα έχεις προσεγγίσει ένα νέο μέγεθος το οποίο ονομάζεται Παροχή και συμβολίζεται με Π. Για τη θεωρητική εξήγηση του νόμου στον οποίο κατέληξες μπορείς να διαβάσεις τις παραγράφους 3.3 και 3.4 του σχολικού βιβλίου. Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 9

10 3. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΞΙΣΩΣΗ ΜΠΕΡΝΟΥΛΙ (BERNOULLI) Το 3 ο μέρος του φύλλου εργασίας για το Applet PhET "Πίεση και Ροή ρευστού" προτείνεται σε μαθητές που εισάγονται στην Εξίσωση Μπερνούλι. Ο σκοπός είναι να δοθεί στους μαθητές η ευκαιρία να συλλογιστούν αν και πώς μεταβάλλεται η πίεση ενός ρευστού κατά μήκος ενός ανομοιόμορφου σωλήνα. Επίσης ζητείται από τους μαθητές να αιτιολογήσουν τις προβλέψεις τους και να τις αντιπαραβάλλουν με τα πειραματικά δεδομένα του Applet. Δεν ζητείται ποσοτική εξαγωγή ή επιβεβαίωση της εξίσωσης Μπερνούλι. 3.1 Εισαγωγή και διορθώσεις όρων Άνοιξε το περιβάλλον τη μικροεφαρμογή (applet) PhET "Πίεση και ροή υγρού". Η αρχική εφαρμογή ονομάζεται "Fluid Pressure and Flow", που σημαίνει "Πίεση και ροή ρευστού". Γι' αυτό, ο όρος "υγρό" που χρησιμοποιείται να αντικατασταθεί από τον όρο "ρευστό". Επίσης, στον επιλογέα που βρίσκεται στο επάνω μέρος αριστερά της οθόνης ο όρος "Ταχύτητα ροής" δεν είναι ο σωστός. Να αντικατασταθεί με τον όρο "Παροχή". Αν δεν έχεις ακόμα εξοικειωθεί με το περιβάλλον του applet, επανάλαβε τις ενέργειες 2.1 ως 2.8. Πάτησε επαναφορά όλων και ξεκίνησε την προσομοίωση. Κάνε αποεπιλογή στον επιλογέα "Κουκκίδες" ώστε να μη φαίνονται τα μόρια του ρευστού. Αρχικά θα αγνοήσουμε την τριβή που αναπτύσσεται στο ρευστό, γι' αυτό κάνε αποεπιλογή στην "Τριβή". Με αυτό τον τρόπο θα προσομοιώσουμε ένα ιδανικό ρευστό. Διάλεξε το μετρικό σύστημα και πυκνότητα υγρού 1000kg/m Πρόβλεψη πίεσης ρευστού σε διάφορα σημεία που βρίσκονται πάνω στην ίδια κατακόρυφο εντός του σωλήνα: Η πίεση του ρευστού που ρέει στο εσωτερικό του οριζόντιου σωλήνα πιστεύεις ότι είναι σταθερή ή μεταβάλλεται σε διάφορα σημεία που βρίσκονται πάνω σε μια κατακόρυφο στο εσωτερικό του σωλήνα; Αν μεταβάλλεται, πώς πιστεύεις ότι μεταβάλλεται; Γράψε την απάντησή σου και προσπάθησε να την αιτιολογήσεις: Η πίεση του ρευστού σε διάφορα σημεία που βρίσκονται στην ίδια κατακόρυφη ευθεία εντός του σωλήνα επειδή Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 10

11 3.2.2 Δοκιμασία και σχολιασμός του αποτελέσματος: Τοποθέτησε το χάρακα στο εσωτερικό του σωλήνα, έτσι ώστε το σημείο 0 να ταυτίζεται με το κατώτερο σημείο του εσωτερικού του σωλήνα. Βάλε το μανόμετρο σε διάφορα ύψη πάνω από το σημείο 0 του χάρακα και κατάγραψε την πίεση σε κάθε σημείο. Πίνακας 3.2 Βάθος μανομέτρου (m) Πίεση (kpa) Συμφωνούν τα πειραματικά δεδομένα με την πρόβλεψή σου ή όχι; Αν όχι, γράψε πού οφείλεται η αρχική εσφαλμένη αντίληψή σου Πρόβλεψη πίεσης ρευστού σε διάφορα σημεία που βρίσκονται πάνω στην ίδια οριζόντια ευθεία εντός ομοιόμορφου σωλήνα: Η πίεση του ρευστού που ρέει στο εσωτερικό του οριζόντιου σωλήνα πιστεύεις ότι είναι σταθερή ή μεταβάλλεται σε διάφορα σημεία που βρίσκονται πάνω σε μια οριζόντια ευθεία στο εσωτερικό του σωλήνα; Αν μεταβάλλεται, πώς πιστεύεις ότι μεταβάλλεται; Γράψε την απάντησή σου και προσπάθησε να την αιτιολογήσεις: Η πίεση του ρευστού σε διάφορα σημεία που βρίσκονται στο ίδιο ύψος εντός ενός ομοιόμορφου σωλήνα: επειδή Δοκιμασία και σχολιασμός του αποτελέσματος: Τοποθέτησε το χάρακα στο εσωτερικό του σωλήνα, έτσι ώστε το σημείο 0 να ταυτίζεται με το κατώτερο σημείο του εσωτερικού του σωλήνα. Διάλεξε ένα τυχαίο ύψος από 0m ως 2m. Βάλε το μανόμετρο σε αυτό το σημείο του χάρακα και κατάγραψε την πίεση. Στη συνέχεια, μετακίνησε 3-4 φορές χάρακα και μανόμετρο κατά μήκος του σωλήνα και κάθε φορά κατάγραψε την πίεση. Συμπλήρωσε τις μετρήσεις στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 3.3 Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 11

12 Μέτρηση 1η 2η 3η 4η Βάθος μανομέτρου... (m) Πίεση (kpa) Συμφωνούν τα πειραματικά δεδομένα με την πρόβλεψή σου ή όχι; Αν όχι, γράψε πού οφείλεται η αρχική εσφαλμένη αντίληψή σου Πρόβλεψη πίεσης ρευστού σε διάφορα σημεία που βρίσκονται στο ίδιο βάθος εντός ανομοιόμορφου σωλήνα: Η πίεση του ρευστού που ρέει στο εσωτερικό του οριζόντιου σωλήνα πιστεύεις ότι είναι σταθερή ή μεταβάλλεται σε διάφορα σημεία που βρίσκονται στο ίδιο βάθος στο εσωτερικό του σωλήνα; Αν μεταβάλλεται, πώς πιστεύεις ότι μεταβάλλεται; Γράψε την απάντησή σου και προσπάθησε να την αιτιολογήσεις: Η πίεση του ρευστού σε διάφορα σημεία που βρίσκονται στο ίδιο βάθος εντός ενός ομοιόμορφου σωλήνα: επειδή Δοκιμασία και σχολιασμός του αποτελέσματος: Δώσε στον σωλήνα το σχήμα που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Τοποθέτησε το χάρακα στο εσωτερικό του σωλήνα, έτσι ώστε το σημείο 1m να ταυτίζεται με το ανώτερο σημείο του εσωτερικού του σωλήνα. Διάλεξε ένα τυχαίο σημείο του σωλήνα, μέτρησε τη διατομή του και την πίεση σε τυχαίο βάθος μεταξύ 0m και 1m. Κάνε τις ίδιες μετρήσεις για 3-4 άλλα σημεία του σωλήνα στο ίδιο βάθος. Συμπλήρωσε τις μετρήσεις στον παρακάτω πίνακα. Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 12

13 Πίνακας 3.4 Βάθος μανομέτρου... m Μέτρηση Διατομή (m 2 ) Πίεση (kpa) 1η 2η 3η 4η Σχολιασμός των μετρήσεων και συμπερασμός. Συμφωνούν τα πειραματικά δεδομένα με την πρόβλεψή σου ή όχι; Προσπάθησε να εξαγάγεις ένα γενικό συμπέρασμα ως προς τον τρόπο που επηρεάζει η διατομή του σωλήνα την πίεση του ρευστού Μελέτη. Ως τώρα έχεις προσεγγίσει ένα φαινόμενο το οποίο δυσκολεύεσαι ίσως να εξηγήσεις. Η θεωρητική εξήγησή του δίνεται στην παράγραφο 3.5 του σχολικού βιβλίου. Φ.Ε. Για το άππλετ PhET Πίεση και Ροή Υγρού - ΠΑΥΛΟΣ ΣΙΝΙΓΑΛΙΑΣ Σελίδα 13