Další experiment dokazující kvalitativní závěry Bernoulliho rovnice lze provést velmi jednoduše. Popis experimentu následuje.
Velmi jednoduchý experiment lze provést s roličkou obyčejného toaletního papíru (viz obr. 1); stačí k tomu rolička, na které zůstane několik vrstev papíru. Během experimentu se toaletnímu papíru sice nic nestane, nicméně pro původní účel jej pak není možné z hygienických důvodů již použít!
1. Pomůcky k experimentu Autor díla: Jaroslav Reichl |
Roličku se zbytkem toaletního papíru uchopíme do obou rukou tak, aby osa symetrie roličky byla vodorovná a přitom kolmá na směr pohledu experimentátora. Důležité je odmotat kousek papíru o délce cca 25 cm tak, aby tato část visela z roličky na straně, která je dále od těla experimentátora (viz obr. 2). Roličku zvedneme do úrovně obličeje, nadechneme se, a pokud možno ve vodorovném směru vyfoukneme proud vzduchu z plic přes horní okraj roličky. Pozorujeme, že do té doby volně visící část papíru se narovnala do vodorovného směru a vlaje v něm. Tato situace je zobrazena na obr. 3 a obr. 4.
2. Průběh experimentu – první krok Autor díla: Jaroslav Reichl |
3. Průběh experimentu – druhý krok Autor díla: Jaroslav Reichl |
4. Průběh experimentu – třetí krok Autor díla: Jaroslav Reichl |
Správnou výšku roličky před tělem, vzdálenost od úst, množství vydechovaného vzduchu, ... je nutné natrénovat, ale je to opravdu snadné. Navíc velmi efektní a levné.
Vysvětlení experimentu vyplývá z kvalitativního závěru Bernoulliho rovnice. Vlivem rychle proudícího vzduchu nad roličkou s papírem se v tomto místě vytvoří podtlak vzduchu vzhledem k okolnímu atmosférickému tlaku. Síla, která vzniká vlivem tohoto tlakového rozdílu, zvedne volný konec papíru směrem vzhůru. Třepotání papíru je způsobeno zejména nestálým proudem vzduchu z úst. Vliv na tento experiment může mít tepelné proudění v místnosti, kde experiment předvádíme. Proto je vhodné před začátkem experimentu zavřít okna i dveře učebny.
Ačkoliv je Bernoulliho rovnice na úrovni střední školy odvozována, resp. prezentována, v kvantitativní podobě pouze pro ideální kapalinu, lze její kvalitativní závěry použít i pro chování plynů. Obecně totiž v tekutinách s rostoucí velikostí rychlosti proudění této tekutiny klesá její tlak a naopak s poklesem velikosti rychlosti proudící tekutiny její tlak roste.
Bernoulliho rovnice pro ideální kapalinu má tvar , kde je velikost rychlosti proudící kapaliny v užší části potrubí, je tlak kapaliny v této části potrubí, je velikost rychlosti proudící kapaliny v širší části potrubí, je tlak kapaliny v tomto místě potrubí a `rho` je hustota dané kapaliny.
Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons BY-NC-ND.
Článek nebyl prozatím komentován.
Pro vložení komentáře je nutné se nejprve přihlásit.
Tento článek je zařazen do seriálu Bernoulliho rovnice.
Ostatní články seriálu: