با توجه به رابطه فشار

 در مایع ها می دانیم که هرچه از سطح آزاد مایع پایین تر رویم فشار حاصل از مایع بیشتر خواهد

شد و رابطه آن، در صفحه 74 فیزیک پایه دهم به صورت زیر آمده است:

P = P0 + ρgh

در این رابطه P فشار در عمقh از سطح آزاد مایع است و P0 فشار جو در محل می باشد که در دریای آزاد برابر یک

5 اتمسفر و یا تقریباً برابر

10 پاسکال است.

ایمنی و هشدار:

استفاده از دستکش هنگام آزمایش ضروری است.

مواد و وسایل مورد نیاز:

یک بطری آب معدنی ) ترجیحا بزرگ( یک عدد نی کوتاه و یک عدد نی بلند

شرح آزمایش :

1 -یک قطعه نی به طول تقریبی 5 سانتی متر را مانند شکل، از پایین یک بطری

پالستیکی طوری وارد بطری کنید که وقتی بطری را از آب پر می کنید از کناره های

نی، آب بیرون نریزد )می توانید از چسب حرارتی برای آب بندی آن استفاده کنید.)

2 -یک نی بلند به طول تقریبی 30 سانتی متر را طوری وارد درپوش بطری کنید

که هوا از کناره های آن وارد بطری نشود.

3 -بطری را که دهانه آن باز است روی یک سطح به ارتفاع تقریبی 10 سانتی متر

قرار دهید. مقابل آن یک ظرف قرار دهید تا آبی که از آن خارج می شود، وارد ظرف

شود.

4 -با انگشت مسیرخروج آب را ببندید و بطری را پر از آب کنید .

5 -انگشت خود را بردارید تا آب از نی خارج شود.

6 -با کم شدن مقدار آب )پایین آمدن سطح آب( چه تغییری در سرعت خروج

آب پیش می آید؟ توضیح دهید.

سرعت خروج آب رفته رفته کم می شود.سرعت خروج آب به فشار آب در ابتدای

نی خروجی بستگی دارد و این فشار هم به عمق از سطح آزاد مایع بستگی دارد

که با خارج شدن آب، سطح آب پایین آمده و فشار هم کاهش می یابد.

7 -دوباره با انگشت، مسیر خروج آب را ببندید و بطری را پر از آب کنید و این

بار درپوشی را که نی داخل آن گذاشته شده است، روی بطری ببندید.

8 -انگشت خود را بردارید و نی روی درپوش را در راستای عمودی جابه جا کنید.

9 -فاصله انتهای نی عمودی )نقطه A در شکل( تا نی افقی )نقطه B در شکل( در سرعت خروج آب از بطری چه تأثیری

دارد؟ هنگامی که درپوش نی دار، روی بطری بسته شده است، سطح آزاد مایع درون نی، کجا قرار دارد؟

بطری که به این روش ساخته شده است به بطری ماریوت مشهور است )bottle s’Mariotte )در این بطری سطح آزاد

مایع انتهای نی عمودی است که با هوای بیرون ارتباط دارد و دقیقاً در انتهای این نی فشار هوا فشار جو در محل می باشد.

بنابراین فشار آب در ابتدای نی افقی به فاصله بین نقاط A و B ارتباط دارد و در نتیجه سرعت خروج آب را نیز این عامل

تعیین می کند.

 

ویژگی جالبی که این بطری دارد این است که تا زمانی که سطح آب به زیر انتهای نی عمودی نرسد آب همواره با سرعت

ثابت از نی افقی خارج می شود زیرا فشار در ابتدای نی افقی در این حالت ثابت است.