مواد و و سایل لازم
- یک عدد نی
- یک بطری نوشابه
- یک بطری دهانه گشاد
- رنگ خوراکی
- دو قطعه پارچه
- خمیر مجسمه سازی
روش آزمایش
مرحله اول:
یک سر نی را در دهانه بطری نوشابه که کاملا خشک است قرار دهید.
در حالی که نی را نگه داشته اید دهانه بطری را با خمیر مجسمه سازی کاملا مسدود کنید .
سه چهارم بطری دهانه گشاد را آب بریزید.
چند قطره رنگ خوراکی در آب داخل بطری دهانه گشاد بریزید تا محلول تیره رنگی به دست آید.
بطری را بر دهانه بطری دهانه گشاد طوری بر گردانید که انتهای آزاد نی حدود 3 سانتی متر درون محلول رنگی قرار گیرد .
یک تکه پارچه را با آب داغ خیس کرده و در بالای بطری وارونه شده قرار دهید.
مشاهده می شود که حبابهایی درون آب رنگی تشکیل می شود.
مرحله دوم:
یک قطعه پارچه خیس را به مدت 5 دقیقه در جایخی یخچال قرار دهید.
پارچه ای را که در مرحله اول بر ته بطری وارونه قرار دادید بردارید و این پارچه خیس وسرد را به جای آن قرار دهید.مشاهده می شود که آب رنگی داخل بطری دهانه گشاد از طریق نی وارد بطری وارونه می شود.
نتایج آزمایش
در مرحله اول با قرار دادن پارچه گرم دمای هوای درون بطری در اثر گرمای پارچه افزایش می یابد و هوا منبسط می شود. سپس به صورت حبابهای هوا وارد محلول می شود .
در مرحله دوم وقتی پارچه خیس و سرد را بر ته بطری وارونه قرار می دهید سرمای پارچه دمای هوای درون بطری را کاهش می دهد و آن را سرد می کند. وقتی هوای درون بطری سرد و سپس منقبض می شود فشار آن کاهش می یابد و کمتر از فشار هوای وارد بر سطح مایع در بطری دهانه گشاد می شود. این اختلاف فشار مایع رنگی درون بطری را به درون نی می فرستد و از آنجا مایع رنگی به درون بطری فوران می کند.
حالا با این وسیله سنجش یا فشار سنج می توانید فشار آب را اندازه بگیرید . سطلی را از آب پر کنید و وسیله ای را که ساخته اید آزمایش کنید . قیف را ابتدا در سطح آب و سپس در وسط و بعد در ته ظرف ببرید .
مشاهده خواهید کرد :
بتدریج که قیف پایین می رود آب رنگین در لوله شیشه ای متصل به شیلنگ قیف پایین می رود و در لوله دیگر بالا می آید .
توضیح :
فشار آب بر لاستیک نازک سطح قیف نیرو وارد می کند . این نیرو به آب رنگین منتقل شده آن را حرکت می دهد . با این فشار سنجی که شما ساخته اید فشار آب در نزدیکی سطح با عمق آن مقایسه می شود . این مقایسه را برای هر ظرفی مانند پاکت شیر و قوطی کمپوت می توانید انجام دهید . همینطور آزمایش را با سایر مایعات خانگی همچون آب میوه ، الکل ، روغن مایع و شیر تکرار کنید .
در یک شیشه شربت کوچک یا لوله آزمایش تا نیمه آب بریزید . همینطور در ظرف شیشه ای بلند و دهان گشادی آب بریزید . با انگشت خود دهانه شیشه کوچک را بگیرید و آن را به طور وارونه داخل آب ظرف بزرگ فرو برید و انگشت خود را بردارید . اگر شیشه در سطح آب شناور ماند ، کمی آب به آن اضافه کنید و اگر به ته ظرف فرو رفت ، کمی از آب آن را خالی کنید . وقتی شیشه کوچک طوری شناور ماند که نزدیک به فرو رفتن و غوطه ور شدن است ظرف بزرگ را تا نزدیک دهانه آن از آب پر کنید . دهانه ظرف را با لاستیک یک بادکنک بپوشانید . لاستیک را سفت بکشید و محکم ببندید .
مشاهده خواهید کرد که : ابتدا شیشه به پایین شیرجه می رود . اما وقتی دست خود را برمی دارید دوباره به وضعیت شناور باز می گردد . توضیح :وقتی با دستتان به لاستیک غشار می دهید به هوای بالای ظرف نیرو وارد می کنید که آن را فشرده کرده و فضای کمتری را اشغال می کند . چون آب نمی تواند فشرده شود مقداری از آن وارد شیشه کوچک می شود . وقتی آب داخل این شیشه اضافه شد ، وزن آن بیشتر از وزن آبی که جا به جا می کند ، گردیده و فرو می رود . |
| ||
آزمایش قایق صابونی |
|||
از یک تکه صابون به عنوان سوخت قایق کوچک مقوایی استفاده کنید . یک شکاف در عقب قایق بوجود آورده و صابون را در آنجا قرار دهید . این قایق را روی سطح آب وان یا حوض بگذارید .
تا زمانی که صابون کشش سطحی تمام آب وان یا حوض را کاهش نداده است ، قایق به آرامی و کندی حرکت می کند .
هدف: تحقيق تجربي عدم بستگي فشار مايعات به شكل ظرف
وسايل آزمايش: دستگاه پاسكال، اهرم دو رنگ، شيلنگ و در پوش، لوله هاي شيشه اي به اشكال مختلف، ماده قابل ارتجاع، ميله پيچ دار، مهره عاج دار، شاخص ارتفاع مايع با پيچ، آب و الكل، پيپت، بشر.
تئوري آزمايش:
فشار در داخل مايع به سمت گيري فشارسنج بستگي ندارد به عبارت ديگر در داخل يك مايع ساكن:
1- فشار مؤثر ير يك سطح داخل مايع به سمت گيري سطح واقع در مايع بستگي ندارد.
2- فشار مايع در تمام نقاطي كه در عمق يكسان از سطح مايع قرار دارند، يكسان است.
3- هر چه به عمق بيشتري در مايع پيش مي رويم فشار بيشتر مي شود( فشار به عمق h از سطح مايع بستگي دارد.)اثر نيرو بر مايع با اثر نيرو بر يك جسم جامد تفاوت دارد. براي يك جامد محدوديتي براي راستاي نيرو وجود ندارد، ولي در يك مايع ساكن راستاي نيرو ي سطحي بايد عمود بر سطح باشد. فشار موثر بر يك شاره را به صورت بزرگي نيروي عمود بر سطح تعريف مي شود. P=rgh
چون چگالي مايع خيلي كم تغيير مي كند و براي آزمايشهايي كه انجام مي دهيم با اطمينان مي توانيم بگوييم چگالي مايع ثابت است.
روش آزمايش:
ابتدا دستگاه پاسكال را مطابق شكل زير طوري آماده مي كنيد كه صفحه پيكان دار آن مقابل شما باشد. ماده قابل ارتجاع را در به صورت كشيده در زير جاي لوله قرار دهيد و به كمك رينگ بر سطح خارجي جاي لوله محكم كنيد. نوك اهرم دو رنگ را از طرف راست جاي لوله به زير جاي لوله هدايت كنيد به نحوي كه قسمت تيز كاردك بر روي جاي كاردك قرار گيرد. ميله پيچ دار آبكاري شده را به كمك پيچ عاج در سوراخ موجود بر صفحه تخت سياهه محكم كنيد. شاخص ارتفاع مايع را به كمك پيچ مربوطه به ميله پيچ دار متصل كنيد. داخل واشر جاي لوله را روغن كاري كنيد. يكي از لوله هاي شيشه اي را در جاي لوله قرار دهيد. شيلنگ را به لوله اوريودار دستگاه متصل كنيد، درپوش شيلنگ را محكم كنيد.
در داخل لوله شيشه اي تا ارتفاع دلخواه آب ريخته و نوك شاخص ارتفاع مايع را در كنار سطح آب قرار دهيد. با پيچاندن وزنه جابجا شونده را در طول پيچ آنقدر جابجا كنيد تا نوك قرمز رنگ اهرم در مقابل نوك پيكان دستگاه قرار بگيرد. بشر را زير شيلنگ بگيريد تا ارتفاع آب كمتر شود. درپوش را محكم كنيد. به نوك قرمز اهرم نگاه كنيد با كم شدن ارتفاع آب فشار كم شده است. در داخل لوله آنقدر آب بريزيد تا ارتفاع آب در مقابل نوك شاخص ارتفاع مايع قرار گيرد. توجه كنيد نوك اهرم به محل خود بازگشته است. مقدار آب داخل لوله را بيشتر كنيد.- شاخص چه فشاري را نشان مي دهد؟بدون آنكه محل شاخص را تغيير دهيد بشر را زير شيلنگ بگيريد و بعد از تخليه آب لوله ديگري را جايگزين كنيد و تا همان ارتفاع قبل آب را داخل آن بريزيد. چه مشاهده مي كنيد؟ همين كار را براي لوله هاي ديگر با اشكال مختلف تكرار كنيد و آنچه مشاهده مي كنيد بنويسيد.بعد از انجام آزمايش براي هر چهار تا لوله شيشيه اي آزمايش فوق را براي الكل كه چگالي آن با آب متفاوت است تكرار مي كنيد.آنچه مشاهده كرديد در ضمن مقايسه با زماني كه آزمايش را با آب انجام داديد مي نويسيم.