Kezdőlap


Feladat:	32. fizika mérési feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Balogh László , Csató István , Horváth István , Kucsera Gábor
Füzet:	1980/május, 237 - 238. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Mechanikai mérés, Folyadékhozam, Bernoulli-törvény, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1980/január: 32. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Balogh László (Nagykanizsa, Landler J. Jenő Gimn., IV. o. t.) egy egyenes falú átlátszó műanyag flakont használt. A flakon aljára forró tűvel elég pontos kör alakú lyukat lehet fúrni. Sajnos, Balogh László dolgozatában nem közölte a lyuk méreteit, csupán a kifolyási sebességet, amit a kifolyt vízmennyiségből határozott meg. A lyuk alá egy edényt helyezett, és egy bizonyos ideig $(t)$ folyatta az edénybe a vizet, és a térfogatot $(V)$ mérte. Ha $A$ a lyuk keresztmetszete, a kifolyt víz sebessége

\begin{matrix} v = v / (A t) \end{matrix}

A mérés során kiértékelési nehézséget okoz, hogy a felső edényben a vízszint állandóan csökken. Ezt a hibát úgy lehet elkerülni, hogy egy-egy magasságnál rövid ideig mérünk, de ekkor a kifolyt vízmennyiség is kevés, ami megnöveli a sebességmérés hibáját. Olyan kifolyási időt kell választani, hogy a kifolyt vízmennyiség még jól mérhető legyen, de a vízszint csökkenése ne legyen túl nagy. A vízszint csökkenéséből származó hibán még javítani lehet, ha a. kezdeti és végső szintet átlagoljuk:

\begin{matrix} h = \frac{h_{kezdeti} + h_{végső}}{2} \end{matrix}

Ilyen mérési feltételek mellett a sebességet

0, 1 m/s

hibával, a víz szintjét

3 mm

pontossággal lehet megkapni. A mérési adatokat a táblázat tartalmazza:

\begin{matrix} h(mm) & 20 & 40 & 60 & 80 & 100 & 120 & 140 & 160 \\ v(m/s) & 0,4 & 0,65 & 0,85 & 0,95 & 1,05 & 1,15 & 1,20 & 1,25 \end{matrix}

1. ábra

A táblázat adatait ábrázoltuk grafikonon is. Látszik, hogy az összefüggés négyzetgyökös, ami a kifolyási törvényből várható is. Az 1. ábrára ezt az elméleti görbét is felrajzoltuk (folytonos vonal), és így látszik a szisztematikus eltérés. Ennek az eltérésnek az az oka, hogy a kifolyás után a folyadéksugár beszűkül. A beszűkülést szabad szemmel is látni lehet, és ennek értéke Balogh László szerint

70 %

.
A kísérleti feladat megoldását majdnem minden megoldó más módszerrel végezte. Egyesek a vízszint magasságát utántöltéssel, mások a Mariotte-palack (2. ábra) vagy a csirkeitató elve (3. ábra) alapján stabilizálták. A kifolyás sebességét is lehet a vízszintcsökkenés sebességével mérni.

2. ábra

3. ábra