Πειράματα υδροστατικής με απλά υλικά

Πείραμα: Συγκοινωνούντα Δοχεία

Διδακτικοί Στόχοι:

  • Να διαπιστώσουν οι μαθητές ότι η ελεύθερη επιφάνεια του υγρού, σε όλα τα συγκοινωνούντα δοχεία, βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο.

Υλικά που χρειαζόμαστε:

  • Ένα μεγάλο πλαστικό μπουκάλι από νερό ή αναψυκτικό
  • Κωνικό ελαστικό πώμα εργαστηρίου με μια τρύπα
  • Ελαστικό σωλήνα ενός μέτρου (λάστιχο παροχής βενζίνης από
    ανταλλακτικά αυτοκινήτων)
  • Ένα μικρό κομμάτι γυάλινο σωλήνα εργαστηρίου με μήκος περίπου 10 εκ.)
    (πως θα κόψω ένα γυάλινο σωλήνα;)
  • Νερό χρωματισμένο με υπερμαγγανικό κάλιο.

Διαδικασία

Κόβουμε τον πάτο του μπουκαλιού με ένα μαχαίρι. Επειδή το ελαστικό πώμα δεν εφαρμόζει στο στόμιο του μπουκαλιού
(για τα συνήθη μπουκάλια εμπορίου), ζεσταίνουμε με φλόγιστρο το στόμιο του μπουκαλιού (από απόσταση για να μην λιώσει)
και ταυτόχρονα πιέζουμε το κωνικό πώμα μέσα στο στόμιο ώστε η περιφέρεια του
στομίου να μεγαλώσει ομοιόμορφα.

Περνάμε το κομμάτι γυάλινου σωλήνα από την τρύπα του πώματος (αν δεν σταθεροποιείται ο σωλήνας στο πώμα μπορούμε να
αυξήσουμε την περιφέρεια του τυλίγοντας γύρω του κολλητική ταινία). Τέλος συνδέουμε τον
γυάλινο σωλήνα με τον ελαστικό σωλήνα
στο εξωτερικό άκρο του. Γεμίζουμε το μπουκάλι με χρωματισμένο νερό κρατώντας σε ανάλογο
ύψος τον ελαστικό σωλήνα, όπως δείχνει το σχήμα. Μπορούμε να στηρίξουμε την όλη διάταξη χρησιμοποιώντας
δύο λαβίδες και ένα ορθοστάτη.

Ερμηνεία

Η υδροστατική πίεση εξαρτάται από το ύψος του υγρού και όχι από την ποσότητα του (αφού αυτή οφείλεται στην
βαρυτική έλξη που ασκείται στα μόρια του υγρού). Παρόλο που μέσα στο μπουκάλι η ποσότητα είναι πολύ μεγαλύτερη σε σχέση με τον ελαστικό σωλήνα η στάθμες βρίσκονται στο ίδιο ύψος. Μια συχνή παρανόηση των μαθητών είναι ότι για το ίδιο βάθος η μεγαλύτερη ποσότητα υγρού θα ασκεί και μεγαλύτερη πίεση.

Μοιραστείτε: