ZVOLTE CÍLOVOU SKUPINU pro přehlednější zobrazení.

    Expozice

    Garant: 
    Dana Hanzalová
    Anotace pro veřejnost: 
    Návštěvník reguluje dvěma ventily proudy vody shora a zdola tak, aby uvnitř mezi proudy vytvořil vodorovnou vodní clonu.
    Anotace pro MŠ: 
    Děti mohou regulovat dva proudy vody mířící proti sobě.
    Anotace pro 1. stupeň ZŠ: 
    Děti mohou regulovat dva proudy vody mířící proti sobě.

    RVP pro 1. stupeň ZŠ

    Anotace pro 2. stupeň ZŠ: 
    Návštěvník reguluje dvěma ventily proudy vody shora a zdola tak, aby uvnitř mezi proudy vytvořil vodorovnou vodní clonu.

    RVP pro 2. stupeň ZŠ

    Anotace pro SŠ: 
    Návštěvník reguluje dvěma ventily proudy vody shora a zdola tak, aby uvnitř mezi proudy vytvořil vodorovnou vodní clonu.

    RVP pro střední školy

    Věda a technika v pozadí

    Voda se do exponátu přivádí hadicemi. Na konci každé hadice je tryska. Jejím úkolem je zvýšit rychlost proudící vody a změnit její tlak. Jakým způsobem, to se dozvíte z rovnice kontinuity a Bernoulliho rovnice. 

    Teorie

    Uvažujme ustálené proudění ideální kapaliny vodorovnou trubicí. Protéká–li průřezem S částice kapaliny rychlostí v, proteče jím za jednu sekundu kapalina o objemu V. Objem kapaliny, který proteče daným průřezem trubice za jednotku času, se nazývá objemový průtok a značí se QV a vypočítá jako 

    Je–li v rychlost proudící kapaliny, posune se za dobu t každá částice kapaliny průřezem trubice o dráhu s = vt. Označíme–li obsah průřezu S, je objem kapaliny V = Svt. Po dosazení dostaneme pro objemový tok

    Objemový průtok měříme v jednotkách m3/s. Objem vody, která proteče daným potrubím za libovolnou dobu, měříme vodoměrem, objem plynu plynoměrem. Skládá se z lopatkového kola, jehož pohyb se převádí ozubenými převody na počitadlo.


    Veličiny popisující proudění vody v různých částech potrubí lišících se průměrem.
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

    Poněvadž objemový průtok je v libovolném průřezu trubice stejný, pohybují se částice kapaliny v zúženém místě trubice větší rychlostí. Je–li v průřezu S1 rychlost proudu kapaliny v1, proteče jím za 1 s objem stejný jako v průřezu S2, kde je rychlost proudu v2. Tedy

    Při ustáleném proudění ideální kapaliny je součin obsahu průřezu potrubí a rychlosti proudu pro všechny průřezy stálý. Uvedený vztah se nazývá rovnice spojitosti nebo rovnice kontinuity. Z rovnice spojitosti vyplývá, že rychlost proudu kapaliny je nepřímo úměrná průřezu trubice. Proto kapalina protéká menším průřezem větší rychlostí než velkým. Vzhledem k tomu, že rovnice spojitosti platí přesně jen pro ideální kapalinu, je rychlost skutečné kapaliny, mezi jejímiž částicemi působí síly vnitřního tření, menší.

    Protože v proudící kapalině se nemůže měnit mechanická energie v jiné formy energie, je součet kinetické a tlakové potenciální energie v jednotkovém objemu kapaliny pro oba průřezy trubice stejný. Platí tedy

    Tento vztah se nazývá Bernoulliho rovnice a poprvé ji formuloval Daniel Bernoulli. Vyjadřuje zákon zachování energie ideální kapaliny proudící ve vodorovné trubici. Platí i pro plyny. Ty ale při malé změně teploty mění své fyzikální vlastnosti – hustotu, viskozitu apod. a navíc na rozdíl od kapalin jsou stlačitelné.


    Daniel Bernoulli.
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.

    Základní tvar Bernoulliho rovnice platí jen pro ideální kapaliny, kde je průtok beze ztrát. Pro reálnou kapalinu se Bernoulliho rovnice doplňuje o ztrátovou výšku. Ke ztrátám dochází díky tření o stěny nádoby díky náhlé změně směru proudící kapaliny.

    Zajímavost z fyziky:
    Z Bernoulliho rovnice vyplývá, že tlak proudící kapaliny klesá s rostoucí rychlostí. Při velkém zúžení trubice, kde rychlost proudu kapaliny značně vzroste, může tlak v kapalině klesnout tak, že bude menší než tlak atmosférický – v zúženém místě trubice vzniká podtlak. Jestliže v této zúžené části bude otvor, pak bude z okolí nasávat vzduch. Tento jev se také nazývá hydrodynamické paradoxon. Podtlak u proudícího vzduchu se využívá např. u rozprašovače, stříkací pistole, karburátoru nebo vodní vývěvy.

    Odborné dotazy

    Rezervace a nákup vstupenek

    Recepce

    Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.