Δύο ερωτήσεις που αναδεικνύουν την ανεπάρκεια ίσως του θεωρητικού υπόβαθρου του βιβλίου στην ερμηνεία ακόμη και πολύ απλών και καθημερινών φαινομένων.
1. Η λειτουργία της βρύσης
Όσο κλείνουμε μία βρύση, δηλαδή όσο ελαττώνουμε το εμβαδόν της οπής, τόσο ελαττώνεται και η ταχύτητα εξαγωγής του νερού. Δηλαδή συμβαίνει το ακριβώς αντίθετο από αυτό που συμβαίνει όταν ελαττώνουμε με το χέρι μας το εμβαδόν σε ένα λάστιχο ποτίσματος, που εκεί η ταχύτητα του νερού αυξάνεται. Γιατί;
2. Ο ορός
Μία συσκευή ορού διακλαδίζεται στο κάτω μέρος του σε δύο δρόμους (1) και (2).
Η παροχή από την κάθε έξοδο εξαρτάται από το αν η άλλη έξοδος είναι ανοικτή ή κλειστή. Γιατί;
Καλημέρα Πάνο.
Μήπως επειδή εμείς διδάσκουμε ιδανικό ρευστό, ενώ το νερό είναι πραγματικό ρευστό με ιξώδες;
Ακριβώς Διονύση. Και ένας λόγος που έκανα αυτή τη δημοσίευση είναι η αφαίρεση της εσωτερικής τριβής από τα ρευστά. Οι εκπτώσεις καλά κρατούν. Αλήθεια ήθελα να μπω στο μυαλό αυτών των αγνώστων x που καθόρισαν την εξεταστέα ύλη. Με ποιά λογική αφαίρεσαν αυτή την παράγραφο; Με ποια λογική αφαίρεσαν τα κύματα; Με ποια λογική δεν έβαλαν το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο όπως είχαμε προτείνει αφού υπάρχουν περίπου 8000 συσκευές στα ντουλάπια των Λυκείων της χώρας μας; Δεν θα επαρκούσαν οι 6-7 ώρες την εβδομάδα με την προσθήκη των παραπάνω;
Αλήθεια πως θα απαντούσαμε έστω και ποιοτικά στις παραπάνω ερωτήσεις που μπορεί να μας θέσει κάποιος μαθητής μας;
Καλησπέρα και πάλι Πάνο.
Μιας και δεν βλέπω κάποια απάντηση, ας το προσπαθήσω.
Στη βρύση το κλείσιμό της συνοδεύεται από το πέρασμα του νερού από στενότερη διατομή οπότε αναπτύσσεται μεγαλύτερη δύναμη τριβής (υ/l) οπότε δεν αφήνει τη φλέβα να αποκτήσει μεγάλη ταχύτητα. Αν είχαμε το νόμο Poiseuille θα αναφερόμουν στην 4η δύναμη του R…
Στον ορό, το άνοιγμα της δεύτερης διακλάδωσης σημαίνει μεγαλύτερη ταχύτητα ροής στον κεντρικό σωλήνα, οπότε και πάλι μεγαλύτερη τριβή σε όλη τη μάζα του νερού που κινείται προς τα κάτω.
Καλό μεσημέρι.
Επειδή μάλλον πήγε για βουτιές ο Πάνος, για να μην μείνει στη μέση η συζήτηση, ας δούμε το:
Πώς λειτουργεί ο βρύση
Διαβάστε το …μάθημα!
Αλλά και ένα βίντεο:
Συγνώμη φίλοι μου αλλά η καθυστέρηση της απάντησής μου οφείλεται στην ασθένεια συγγενικού μου προσώπου, που με υποχρέωσε να πηγαινοέρχομαι στο νοσοκομείο.
Πως λειτουργεί μία βρύση;
Όταν η βρύση είναι κλειστή υπάρχει υδροστατική πίεση 1ατμ+ρgh. Ανοίγοντας τη βρύση, ανοίγουμε στην πραγματικότητα μία μικρή τρυπούλα οπότε το νερό έρχεται σε επαφή με την ατμόσφαιρα αποκτώντας πίεση 1ατμ. Η ταχύτητα του νερού στην τρυπούλα είναι σταθερή (θεωρητικά ίση με (2gh)^0,5 όπως επιβάλει ο νόμος Torricelli πρακτικά όμως αρκετά μικρότερη) ενώ το πόσο μεγάλη είναι η τρυπούλα καθορίζει την παροχή του νερού. Ανοίγοντας περισσότερο την τρυπούλα, αυξάνουμε την παροχή. Το νερό γεμίζει γρήγορα έναν χώρο και τρέχει από την έξοδο αυτού του χώρου που είναι και η έξοδος της βρύσης και έχει σταθερό εμβαδόν. Έτσι η ταχύτητα εξόδου του νερού από τη βρύση, αφού το εμβαδόν εξόδου είναι σταθερό, καθορίζεται από την παροχή στην τρυπούλα. Έτσι ανοίγοντας περισσότερο την τρυπούλα, αυξάνουμε την παροχή, οπότε στην έξοδο της βρύσης αυξάνεται η ταχύτητα του νερού.
Διακλάδωση σε έναν ορό
Η θεωρία των ρευστών που κάνουμε στο Λύκειο αναφέρεται σε ρευστά χωρίς την ύπαρξη εσωτερικής τριβής. Στην πραγματικότητα στους σωλήνες υπάρχει τριβή στην κίνηση του ρευστού. Η τριβή που εμφανίζεται σε έναν σωλήνα εξαρτάται τόσο από τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του σωλήνα ( μήκος και διατομή) όσο και από τη πυκνότητα αλλά και από τη φύση του υγρού ( ιξώδες). Η διάδοση των ρευστών μοιάζει πολύ με την μεταφορά του ηλεκτρικού ρεύματος σε κάποιο ηλεκτρικό κύκλωμα.
Έτσι αν έχουμε μία διακλάδωση σ’ έναν ορό είναι σαν να έχουμε ένα κύκλωμα με έναν αντιστάτη σε σειρά με δύο αντιστάτες παράλληλα. Αν διακόψουμε το ρεύμα που περνάει από τον έναν από τους δύο αντιστάτες που είναι παράλληλα, το ρεύμα θα αυξηθεί από τον άλλον αντιστάτη, αφού η τάση ( στη δική μας περίπτωση η διαφορά πίεσης) παραμένει σταθερή.