Feladat: 342. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Mészáros Gy. ,  Torner Zoltán 
Füzet: 1963/december, 236. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Bernoulli-törvény, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1963/március: 342. fizika feladat

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

A csap megnyitásakor csak a benyúló csőben kezd süllyedni a víz szintje, mert az edény többi része felülről zárt edénynek tekinthető, amelyből csak akkor folyik ki a víz, ha a hidrosztatikai nyomás nagyobb, mint 1 at. A kifolyó víz sebességét a csőben levő vízfelszín magassága szabja meg. Az energiamegmaradás elve alapján ez egyenlő a h magasságból leeső test végsebességével: v=2gh.

 
 

Tehát a víz v=2⋅9,8⋅1m/sec≈4,5 m/sec sebességgel kezd kifolyni, majd ez rohamosan csökken, és a cső végénél, ahol h=0,4 m, vx=2,8 m/sec.
Ezen a ponton azonban döntő változás következik be. Ugyanis ettől kezdve az edény aljától 40 cm-re minden pontban a nyomás a felette levő vízmennyiségtől függetlenül mindig 1 at lesz, mert a benyúló csőben csak levegő van, az edény többi részén pedig a még ott levő vízmennyiség és a beáramlott levegő együttes nyomása biztosítja az állandó 1 at-t. De ez éppen azt jelenti, hogy az edény alján csak 0,04 kp/cm2 a nyomás. Ezért a kifolyó víz sebessége mindaddig a vx=2,8 m/sec lesz, amíg a felszín 40 cm alá nem süllyed.
Ezután pedig a víz újra úgy folyik ki, mintha egy felül nyitott edényről volna szó, vagyis v a felszín magasságának négyzetgyökével lesz arányos.
 
 Torner Zoltán (Bpest, Piarista gimn. III. o. t.)