Πειράματα υδροστατικής με απλά υλικά

Πείραμα: Υδραυλικό Πιεστήριο

Διδακτικοί Στόχοι:

  • Να διαπιστώσουν ότι η πίεση που προέρχεται από έμβολο μεταφέρεται αυτούσια σε όλα τα σημεία του υγρού.
  • Να διαπιστώσουν ότι η αναλογία επιφανειών συνεπάγεται αναλογία δυνάμεων

Υλικά που χρειαζόμαστε:

  • Μία σακούλα ουροσυλλέκτη (από φαρμακείο)
  • Μια μεγάλη σύριγγα των 60 ml
  • Μια μεγάλη στοίβα από σχολικά βιβλία και ένα χάρακα

Διαδικασία

Γεμίζουμε τη σακούλα με νερό (χωρίς να εγκλωβιστεί καθόλου αέρας). Με πιεσμένο το έμβολο της σύριγγας (ώστε να μην υπάρχει καθόλου αέρας μέσα) συνδέουμε τη σύριγγα με το σωλήνα της σακούλας. Τοποθετούμε τη στοίβα με τα βιβλία πάνω στη σακούλα και δίπλα στη στοίβα το χάρακα σε όρθια θέση, όπως δείχνει η εικόνα.

Τραβάμε το έμβολο από τη σύριγγα και τη δίνουμε στους μαθητές για να πιέσουν το έμβολο με τον αντίχειρα τους. Διαπιστώνουν ότι με ευκολία ανέβασαν τη στοίβα με τα βιβλία αλλά μόλις μισό εκατοστό.

Αναφέρουμε το παράδειγμα διατήρησης της μηχανικής ενέργειας: Αν θέλω να φορτώσω ένα βαρέλι σε ένα φορτηγό μπορώ να το κάνω
με δύο τρόπους α) να το σηκώσω με τα χέρια (μικρή διαδρομή-μεγάλη δύναμη) β) να το
κυλήσω πάνω σε μία σανίδα (μεγάλη διαδρομή-μικρή δύναμη).

Επίσης μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το υδραυλικό μας πιεστήριο για να σηκώσουμε ένα μαθητή αντί μια στοίβα βιβλία.

Για το λόγο αυτό πρέπει να βρούμε μια ξύλινη επιφάνεια και να την τοποθετήσουμε πάνω στην γεμάτη με νερό σακούλα. Στην φωτογραφία έχω χρησιμοποιήσει την πλάτη από ένα χαλασμένο σχολικό κάθισμα που βολεύει ιδιαίτερα λόγο του ελαφρά καμπυλωτού σχήματος που έχει και προσαρμόζεται πολύ καλά η σακούλα. Στη συνέχεια ακολουθούμε τη διαδικασία όπως παραπάνω χρησιμοποιώντας ένα χάρακα.

Ερμηνεία

Η πίεση του νερού μέσα στο σύστημα σύριγγα-σακούλα είναι ενιαία. Από τη εξίσωση ορισμού της πίεσης (δύναμη ανά επιφάνεια) συμπεραίνουμε ότι μικρή δύναμη σε μικρή επιφάνεια (σύριγγα) συνεπάγεται μεγάλη δύναμη σε μεγάλη επιφάνεια (σακούλα).

Παραλλαγή

Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

vgargan Written by:

Είμαι ο Βασίλης Γαργανουράκης και ζω στο Ηράκλειο Κρήτης. Σπούδασα Φυσικός και εργάζομαι στη δημόσια δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Όποτε βρίσκω χρόνο, αποτυπώνω και μοιράζομαι τις σκέψεις μου με φίλους, γνωστούς και αγνώστους μέσω του vgargan.gr.