![]() |
Форма звіту до лабораторної роботи 127.
1. Завдання. 2. Рисунок установки. 3. Робоча формула з розшифруванням величин. 4. Формули для обчислення похибок :
5. Результати вимірювань та обчислень :
6. Кінцеві результати :
7. Висновки. Лабораторна робота 128. ДОСЛІДНА ПЕРЕВІРКА РІВНЯННЯ БЕРНУЛЛІ
Завдання: перевірити дослідним шляхом правильність рівняння Бернуллі. Приладдя: експериментальна установка; мензурка; секундомір. Теоретичний матеріал, який потрібно засвоїти під час підготовки до виконання роботи: ідеальна рідина; лінії та трубка течії; поле швидкостей; стаціонарний рух рідини; теорема про нерозривність струменя; закон збереження енергії; рівняння Бернуллі; динамічний, гідростатичний та статичний тиски.
Література 1. § 28, с.80-81; § 42-48, с.105-120. 2. § 5.10, с.87-89; § 8.1-8.5, с.103-111. 3. § 17.1-17.6, с.203-214. 4. § 7.1-7.7, с.147-175.
Ідея роботи та виведення робочих формул. Перевірку справджуваності рівняння Бернуллі здійснюють шляхом порівняння об’ємної витрати води, визначеної розрахунком за різницею тисків у перерізах (на підставі рівняння Бернуллі), з об’ємною витратою води, виміряною експериментально за допомогою мензурки та секундоміра. Застосовуючи закон збереження енергії до стаціонарної течії ідеальної нестисливої рідини, Бернуллі вивів рівняння, згідно з яким сума статичного, гідростатичного та динамічного тисків уздовж довільної лінії течії є сталою:
Нехай площі попе-речних перерізів трубки дорівнюють S1 і S2, а відповідні їм швидкості руху води і тиски – v1 i v2 та р1 i р2 (рис.2). Тоді рівняння Бернуллі для горизонтальної трубки та умову нерозривності потоку запишемо так:
і S1v1= S2v2 або
де D1 і D2 – діаметри трубки у відповідних перерізах. Розв’язавши систему рівнянь (2) і (3) щодо v2 , отримаємо
Витрату води (об’єм води, який проходить через поперечний переріз за одну секунду) визначимо за формулою
Різниця тисків, виміряна за допомогою манометра, становить
де r – густина води; h – різниця висот стовпів води в колінах манометра.
Підставивши значення p1 – р2 з (5) у (4) i беручи до уваги, що
Другу робочу формулу
отримаємо безпосередньо вимірюванням об’єму води V, що натікає в мензурку за час t. Порівнюючи витрату води Q зі значенням Q1, переконуємося в справджуваності рівняння Бернуллі. Порядок виконання роботи 1. Гумовий шланг, з’єднаний з великим перерізом трубки, сполучити з водопровідним краном, а гумовий шланг, з’єднаний з малим перерізом, спрямувати у водозлив. 2. Встановити трубку горизонтально. Контроль за горизонтальним положенням трубки здійснюють за допомогою виска. 3. Частково відкривши водопровідний кран, пустити воду через установку. У цьому разі кран помпи повинен бути закритий. 4. Зробити відлік різниці рівнів h води в обох колінах манометра. У разі потреби висоту стовпів у колінах манометра можна змінити додатковим тиском над ними, накачавши повітря помпою. 5. Помістити водозливний шланг у мензурку, увімкнувши одночасно секундомір; вимкнути секундомір у момент відведення шланга від мензурки. Вимірювання повторити п’ять разів. 6. Результати вимірювань записати в таблицю. 7. Розрахувати за формулами (7) і (8) об’ємні витрати води Q і Q1 та порівняти їх. 8. Розрахувати абсолютні і відносні похибки експерименту. Контрольні запитання 1. Яку рідину називають ідеальною? Що таке лінія течії, трубка течії, поле швидкостей, стаціонарна течія? 2. Сформулюйте теорему про нерозривність струменя. 3. Сформулюйте i доведіть закон збереження механічної енергії. 4. Сформулюйте i виведіть рівняння Бернуллі. 5. Що таке питома кінетична енергія рідини, питома потенціальна енергія рідини, питома енергія тиску? 6. Наведіть приклади застосування наслідків, які випливають з рівняння Бернуллі. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|