Feladat: 238. fizika mérési feladat Korcsoport: - Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Balogh László ,  Dani Tímea ,  Komjáthy Júlia ,  Rakyta Péter ,  Szabó Áron ,  Szakál Alex ,  Szekeres Balázs ,  Szilágyi Péter ,  Tátrai Dávid ,  Vigh Máté 
Füzet: 2003/április, 250 - 251. oldal  PDF file
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2002/december: 238. fizika mérési feladat

Függőlegesen álló, leszűkített nyílású tölcsért ‐ miközben nyílását alul befogjuk, ‐ töltsünk tele vízzel. Ezután a nyílást szabaddá téve hagyjuk a vizet kifolyni. Mérjük a vízszint helyzetét az idő függvényében! Hogyan változik a vízszint süllyedésének sebessége?

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

Megoldás. A tölcsér kiválasztásának szempontjait Vigh Máté (Pécs, Babits M. Gyak. Gimn., 11. évf.) így összegzi: ,,A mérésnél nem célszerű túl kicsiny tölcsért használni, mert a víz viszonylag rövid idő alatt kifolyik belőle. Fontos szempont az is, hogy a tölcsér átlátszó legyen, mert csak így tudjuk kényelmesen mérni a vízszint helyzetét.'' A legnagyobb tölcsért (kb. 5‐6 litereset) valószínűleg Dani Tímea (Pécs, Leövey Klára Gimn., 9. évf.) használta. Néhányan igazi tölcsér hiányában műanyag flakonból fabrikáltak ,,vízkifolyató alkalmatosságot''.
A legtöbben klasszikus mérőeszközöket (stoppert vagy metronómot, illetve vonalzót vagy mérőszalagot) használtak a méréshez. Néhányan a modern technika adta lehetőségek valamelyikét vették igénybe: Vigh Máté digitális fényképezőgéppel készített 3 másodpercenként felvételeket, Dani Tímea videokamerát használt, Balogh László (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn., 12. évf.) pedig számítógéppel mérte az időt. A legrafináltabb modern megoldást Szilágyi Péter (Debrecen, Kossuth L. Gyak. Gimn., 11. évf.) alkalmazta, aki a mérés céljára speciálisan kipreparált egy (számítógépes!) egeret. Beszámolója szerint: ,,az egér tetejét leszedtem, és eltávolítottam a fölösleges belsőségeket, így a golyót, a golyót beszorító görgőt és az y irányú érzékelőtárcsát. Az x irányú érzékelőtárcsa tengelyére vékony szigetelőszalagot tekertem, és erre egy cérnaorsót húztam ... Az orsóról legördülő cérna az egér burkolatának alján lévő lyukon keresztül az úszóhoz csatlakozott ... Az úszót a tölcsérben lévő vízre helyeztem. Az úszó a vízszinttel együtt süllyedve folyamatosan tekerte le az orsóról a cérnát,'' és küldte a helyzetjelentést a számítógépnek.

 
 

Ahány tölcsér, annyiféle eredmény! Ami minden mérésben közös: a vízszint magassága az idő függvényében csökken. (Egy kivétel azért itt is akadt, de ez csak hibás értelmezés szüleménye lehet!) De hogy hogyan csökken a vízmagasság, az erősen ,,tölcsérfüggő''. A szintváltozás sebességét a v=Δh/Δt összefüggés segítségével határozták meg a versenyzők. A sebesség változása az idő (esetleg a vízszint) függvényében sem teljesen azonos különböző tölcséreknél. Általában a tölcsér kiürülésének végefelé a vízszint sebessége gyorsan növekszik, majd egy éles maximum után (amikor a vízszint eléri a tölcsér kúpos részének alját), a sebesség lecsökken.