Delik Tank: fışkırma ne kadar uzağa gider?

Eğitici bir simülasyon oyunu. Suyun bir tanktaki bir delikten ne kadar hızlı çıktığını, nereye düştüğünü ya da hangi deliğin en uzağa fışkırttığını tahmin et, sonra deliği aç ve fışkırmayı izle.

Bernoulli ilkesiTorricelli yasası

DELİK TANK

Fışkırma hızı

Hazır
Delikleri açmak için JavaScript'i etkinleştir. Talimatlar ve çözümlü örnek okunabilir kalır.
SuTankTahmininZemin
Fışkırma hızıv = √(2·g·h)

Zaman

0.00 s

t

Delikteki basınç

— kPa

p = ρ·g·h

Fışkırma hızı

— m/s

v = √(2·g·h)

Düşme uzaklığı

— m

x = v·√(2·y ÷ g)

Kovada

— L

V = A·v·t

Başlamadan önce tahmin et

Tankı doldurmak için tahminini yaz. Bir cevap olana kadar Başlat kapalı kalır.

Suyun nereye gideceğini tahmin et.

Görev puanı—

Her cevap %2 içinde olmalı: her biri 100 puan kazandırır. İlk deneyde doğru bulmak 50 puan ekler. Bir deney başladığı anda sayılır.

✓ Doğru cevap① İlk denemede

Delik Tank nasıl oynanır

  1. Bir test seç ve karttaki deliğin derinliğini, yüksekliğini ve alanını oku.
  2. Durgun yüzeyden deliğe Bernoulli ilkesi basıncı sürate çevirir: v = √(2·g·h).
  3. Fışkırma sonra deliğin yüksekliğinden serbestçe düşer: x = v·√(2·y ÷ g). Tahminini yaz ve Başlat'a bas.
  4. Fışkırmanın düşüşünü ve sağdaki grafiği izle: daha derin delikler daha hızlıdır, ama alçak deliklerin uçacak süresi azdır.

Su bir tanktan ne kadar hızlı çıkar?

Bernoulli ilkesi, bir akış boyunca basıncın, hareketin ve yüksekliğin birbiriyle takas edildiğini söyler: p + ½·ρ·v² + ρ·g·z aynı kalır. Bir tankın tepesinde su durgun ve hava basıncındadır; h kadar aşağıdaki bir delikte su yine hava basıncındadır, bu yüzden kaybettiği tüm yükseklik harekete dönüşmüştür: ½·ρ·v² = ρ·g·h, ya da v = √(2·g·h). Bu Torricelli yasasıdır ve suyun bir delikten, yüzeyden bırakılan bir taşın h düştükten sonraki hızıyla tam aynı hızla çıktığı anlamına gelir. Delik ne kadar derinse fışkırma o kadar hızlıdır. Fışkırmanın nereye düştüğü süratine ve düşme süresine bağlıdır: x = v·√(2·y ÷ g). Yerde duran ve H derinliğinde su olan bir tank için bu x = 2·√(h·(H − h)) olur: tepeye yakın bir delik yavaş, dibe yakın bir delik hızlı ama alçaktır ve yarı derinlikteki delik en uzağa fışkırtır. Ortanın aynı uzaklıkta üstünde ve altında olan iki delik birlikte düşer. Akış Q = A·v'dir, bu yüzden daha büyük ya da daha derin bir delik bir tankı daha hızlı boşaltır.

Öğrenmeye odaklı bir model

Bir hortum su seviyesini sabit tutar, su yüzeyde durgundur ve delikler küçük ve keskin kenarlıdır, kayıp yoktur, dolayısıyla v = √(2·g·h). Fışkırmalar yatay çıkar ve hava direnci olmadan düşer. Bir deney 2 s sürer; kova için delik 4 s açık kalır ve deney son su düşünce biter. Her şey ölçeklidir. %2 içindeki cevaplar doğrudur. g = 9,8 m/s². Gerçek zamanda oynatılır.

Dili değiştirmek testini, tahminini, denemelerini ve deneyini korur.