Feladat: 381. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Magyar Gábor ,  Szabó P. ,  Szenczi Árpád 
Füzet: 1964/március, 141 - 142. oldal  PDF file
Témakör(ök): Légköri nyomás, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1963/szeptember: 381. fizika feladat

Nyitott végével higanyba merülő Torricelli-csövet rugós mérleg tart. Mit mutat a mérleg, ha változik a légnyomás?
 
 


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

I. megoldás. Eltekintve attól a felfelé irányuló nyomóerőtől, melyet a cső nyitott végének peremére a higany gyakorol, mely vékony falú cső esetén elhanyagolhatóan kicsi, a csőre a következő erők hatnak: a felső lezárt felületére lefelé hat a légnyomás kívülről (belül vákuum van, ezt a felületet lefelé nem nyomja, tehát semmi), a nehézségi erő lefelé, és a rugó felfelé húzó ereje. E három erő tart egyensúlyt. Így, ha a légnyomás nő, nőnie kell a rugó által kifejtett erőnek is: a rugó megnyúlik.

 
 Szenczi Árpád (Budapest, Könyves K. Gimn., IV. o. t.)
 
 

II. megoldás. Gondolatban vegyük el a csészét a cső alól. Semmi változást nem észlelünk, mert most a levegő nyomása fogja a Hg-t a csőben tartani. Tehát a rugó által jelzett húzóerő a cső súlyának és a levegő nyomásával egyensúlyt tartó higanyoszlop súlyának összege, ez az erő tehát függ a légnyomástól. Az eredmény azonos a fentivel.
 
 Magyar Gábor (Sopron, Berzsenyi D. Gimn., IV. o. t.)
 
Megjegyzés. Eddig elhanyagoltuk a felhajtóerőt, amely a higanyban levő csődarabra hat. Ha a légnyomás nő, a csészében süllyed a higanyszint, ugyanakkor a rugó megnyúlik, a cső is valamennyivel lejjebb kerül. Ezek figyelembevétele azonban csak a megnyúlás mértékét befolyásolja.