Kezdőlap


Feladat:	45. fizika mérési feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Balogh András , Bocsák Barnabás , Csörgő Tamás , Grédics Szilárd , Gunyhó Gábor , Horváth István , Kiss Péter , Megyesi Gábor , Rácz Attila , Szakács Tamás , Szövényi-Lux Mátyás
Füzet:	1981/december, 237 - 238. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Mechanikai mérés, Légköri nyomás, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1981/május: 45. fizika mérési feladat

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

A feladat módszert keres, amivel megmérhető a légnyomás. A megoldók sok lehetőséget mutattak meg, és ezek alapján mérték a légnyomást. Itt most felsorolunk vázlatosan néhány egyszerűbb és elég pontos mérést.

Csörgő Tamás (Gyöngyös, Bene Nagy J. G., III. o. t.) üvegről tépett le egy tapadókorongot, és az erőt fürdőszobamérleggel mérte. Az elszakadás pillanatában a mérleg 9 kg-ot mutatott, a korong átmérője 3 cm volt. Ebből a nyomás a mérés pontosságával együtt

\begin{matrix} p = \frac{9 kg \cdot 9,81 m / s^{2}}{{(1,5 cm)}^{2} π} = (1, 10 \pm 0, 07) \cdot 10^{5} {N/m}^{2} . \end{matrix}

Megyesi Gábor (Szeged, Juhász Gy. Tanárképző Főisk. Gyak. Ált. Isk.. 8. o. t.) és Balogh András (Nagykanizsa, Landler J. G., II. o. t.) orvosi fecskendővel végezte a mérést. Ebben az esetben lényeges a súrlódást lehetőleg lecsökkenteni és korrekcióba venni. Balogh András vízzel töltötte meg a fecskendőt, óvatosan lezárta, leragasztotta, hogy ne legyen benne levegő, és vizesvödröt akasztott rá. Amikor a vödör vízzel együtt 3 kp súlyú volt, a víz felett légüres tér (pontosabban a víz parciális nyomásának megfelelő nyomású vízgőz) keletkezett. A fecskendő dugattyújának belső átmérője 19,8 mm, így

\begin{matrix} p = (0, 96 \pm 0, 03) \cdot 10^{5} {N/m}^{2} . \end{matrix}

A súrlódás elkerülése végett a fecskendő dugattyúját erősen beolajozta.

Megyesi Gábor is hasonlóan mért, és a mérést külöböző fecskendőkkel is elvégezte. Kimérte, hogy a súrlódási erő

8 - 10

N, de a dugattyú bezsírozása után már csak

2 - 3

N. Korrekcióba véve a súrlódási erőt

\begin{matrix} p = (0, 99 \pm 0, 03) \cdot 10^{5} {N/m}^{2} -t \end{matrix}

kapott.

Rácz Attila (Dunaújváros, Münnieh F. G., IV. o. t.) két bevizezett üveglapot tépett szét. Ez a módszer 10 % pontosságú volt. Grédics Szilárd (Nagykanizsa, Landler J. G., IV. o. t.) és Szakács Tamás (Salgótarján, Bolyai J. G., II. o. t.) egyik végén zárt üvegcsövet ‐ melybe egy hosszabb vízoszlop zár be levegőt ‐, állított függőlegesre és vízszintesre. Amikor a cső vízszintesen áll, a nyomás benne

p_{0}

. Ha függőlegesre állítjuk, a nyomás

\begin{matrix} p_{1} = p_{0} - l γ_{víz} . \end{matrix}

Boyle-Mariotte törvénye szerint

\begin{matrix} p_{0} V_{0} = p_{1} V_{1}, \end{matrix}

ami esetünkben

\begin{matrix} p_{0} a = p_{1} b, \end{matrix}

ahol

a

a vízszintesen fektetett,

b

pedig a zárt végével függőlegesen felfelé állított csőben a vízoszlop és a csővég távolsága

p_{1}

-et egyenleteinkből kiküszöbölve

\begin{matrix} p_{0} = \frac{l γ_{víz} b}{b - a} \end{matrix}

20 cm-es vízoszlopot választva. Grédics Szilárd 5 % hibával, Szakács Tamás hosszabb vízoszloppal (90 cm; 3 % hibával mért. A hibát felére lehetett volna csökkenteni, ha kétféle függőleges helyzet között számoltak volna. Ekkor

\begin{matrix} (p_{0} - l γ_{víz}) b = (p_{0} + l γ_{víz}) c, \end{matrix}

itt

c

a vízoszlop és a lefelé fordított zárt csővég közötti távolság, amiből

\begin{matrix} p_{0} = \frac{l γ_{víz} (b + c)}{b - c} . \end{matrix}

Sajnálatos, hogy több megoldó nem írt az általa kidolgozott mérés pontosságáról.