Pradžia
Įdomybių aruodas
Mokymosi medžiaga
Fizikos bandymai
Žymiausi fizikai
Interaktyvioji galerija
Nuorodos
Testai
Gyvenimiški klausimai

Hey.lt - Interneto reitingai, lankomumo statistika, lankytojų skaitliukai

Pradžia arrow Įdomybių aruodas arrow Įdomioji fizika, II dalis arrow Skysčių ir dujų savybės - 2 arrow Lyg ir paprastas uždavinys
Lyg ir paprastas uždavinys

30 stiklinių talpos virtuvas pripildytas vandens. Dedate stiklinę po jo čiaupu ir su laikrodžiu rankose sekate pagal sekundžių rodyklę, per kiek laiko stiklinė pribėga ligi kraštų. Tarsime, kad per pusę minutės. Dabar kelkime klausimą: per kiek laiko ištuštės visas virtuvas, palikus atsuktą čiaupą?

Atrodytų, kad čia vaikiškai paprastas aritmetikos uždavinys: viena stiklinė išbėga per 1/2 minutės, – taigi 30 stiklinių ištekės per 15 minučių.

Tačiau padarykite bandymą. Pasirodo, kad virtuvas ištuštėja ne per ketvirtį valandos, kaip tikėtasi, o per pusę valandos.

Kas gi čia yra? Juk apskaičiavimas toks paprastas!

Paprastas, bet neteisingas. Negalima manyti, kad tekėjimo greitis nuo pradžios lig galo lieka toks pat. Kai pirmoji stiklinė išbėgo iš virtuvo, srovę veikia mažesnis slėgis, nes vandens lygis virtuve sumažėjo; aišku, kad antroji stiklinė tepribėgs per ilgesnį laiką, negu per pusę minutės; trečioji pribėgs dar lėčiau ir t. t.

Kiekvieno skysčio ištekėjimo greitis pro angą atdarame inde priklauso nuo viršum angos stovinčio skysčio stulpo aukščio. Galilėjaus mokinys Toričeli pirmas nurodė šią priklausomybę ir išreiškė ją paprasta formule:

v2 = 2gh,

kur v – ištekėjimo greitis, g – svorio pagreitis, o h – skysčio lygio aukštis viršum angos. Iš tos formulės išeina, kad ištekančios srovės greitis visiškai nepriklauso nuo skysčio tankio: lengvas spiritas ir sunkus gyvasis sidabras, esant vienodam lygiui, išbėga pro angą vienodai greitai (56 pav.). Iš formulės matyti, kad Mėnulyje, kur svorio įtampa 6 kartus mažesnė, negu Žemėje, stiklinei pripilti reikėtų, apytikriai, 2,5 karto daugiau laiko, negu Žemėje.

Image
56 pav. Kas greičiau ištekės: gyvasis sidabras ar spiritas? Skysčių lygis induose vienodas

Bet grįžkime prie mūsų uždavinio. Jei, išbėgus iš virtuvo 20 stiklinių vandens, jo lygis (skaitant nuo čiaupo angos) nusileido keturis kartus, tai 21-moji stiklinė pribėgs dvigubai lėčiau negu 1-moji. Ir jei vėliau vandens lygis nukris 9 kartus, tai paskutiniosioms stiklinėms pripildyti reikės jau trigubai daugiau laiko, negu pirmajai. Visi žino, kaip lėtai teka vanduo iš virtuvo čiaupo, kai jis beveik ištuštėjęs. Sprendžiant šį uždavinį aukštosios matematikos metodais, galima įrodyti, kad laikas, reikalingas indui visai ištuštinti, yra du kartus didesnis už laiką, per kurį ištekėtų toks pat skysčio tūris, esant nekintamam pradiniam lygiui.

 

 
< Ankstesnis   Kitas >